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Estructura de una unidad de repetición de ácido teicoico de Micrococcaceae
Estructura del polímero de ácido lipoteicoico

Los ácidos teicoicos ( cf. griego τεῖχος, teīkhos , "pared", para ser específico una pared de fortificación, a diferencia de τοῖχος, toīkhos , una pared regular) [1] son copolímeros bacterianos [2] de fosfato de glicerol o fosfato de ribitol y carbohidratos unidos a través de enlaces fosfodiéster .

Los ácidos teicoicos se encuentran dentro de la pared celular de la mayoría de las bacterias grampositivas , como las especies de los géneros Staphylococcus , Streptococcus , Bacillus , Clostridium , Corynebacterium y Listeria , y parecen extenderse a la superficie de la capa de peptidoglicano . Se pueden unir covalentemente al ácido N- acetilmurámico o una D - alanina terminal en la reticulación del tetrapéptido entre N-unidades de ácido acetilmurámico de la capa de peptidoglicano, o se pueden anclar en la membrana citoplasmática con un ancla lipídica .

Los ácidos teicoicos que están anclados a la membrana lipídica se denominan ácidos lipoteicoicos (LTA), mientras que los ácidos teicoicos que se unen covalentemente al peptidoglicano se denominan ácidos teicoicos de pared (WTA). [3]

Estructura [ editar ]

La estructura más común de los ácidos teicoicos de Wall es un disacárido ManNAc (β1 → 4) GlcNAc con uno a tres fosfatos de glicerol unidos al hidroxilo C4 del residuo ManNAc seguido de una larga cadena de repeticiones de fosfato de glicerol o ribitol. [3] Las variaciones vienen en la cola de la cadena larga, que generalmente incluyen subunidades de azúcar que se unen a los lados o al cuerpo de las repeticiones. Se han nombrado cuatro tipos de repeticiones WTA, a partir de 2013. [4]

Los ácidos lipoteicoicos siguen un patrón similar de colocar la mayor parte de la variación en las repeticiones, aunque el conjunto de enzimas utilizadas es diferente, al menos en el caso de LTA Tipo I. Las repeticiones se anclan a la membrana mediante un anclaje de (di) glucosil-diacilglicerol (Glc (2) DAG). El LTA tipo IV de Streptococcus pneumoniae representa un caso especial en el que ambos tipos se cruzan: después de que la cola se sintetiza con una "cabeza" intermedia de fosfato de undecaprenilo (C 55 -P), se adhieren diferentes enzimas de la familia TagU / LCP (LytR-CpsA-Psr) a la pared para formar un WTA o al ancla GlcDAG. [5]

Función [ editar ]

La función principal de los ácidos teicoicos es proporcionar flexibilidad a la pared celular atrayendo cationes como el calcio y el potasio. Los ácidos teicoicos pueden ser sustituidos con residuos de éster de D- alanina, [6] o D - glucosamina , [7] dando a la molécula propiedades de ion híbrido . [8] Se sospecha que estos ácidos teicoicos zwiteriónicos son ligandos para los receptores 2 y 4 tipo toll. Los ácidos teicoicos también ayudan en la regulación del crecimiento celular al limitar la capacidad de las autolisinas para romper el enlace β (1-4) entre la N- acetilglucosamina. y el ácido N- acetilmurámico.

Los ácidos lipoteicoicos también pueden actuar como moléculas receptoras para algunos bacteriófagos grampositivos; sin embargo, esto aún no ha sido respaldado de manera concluyente. [9] Es un polímero ácido y aporta carga negativa a la pared celular.

Biosíntesis [ editar ]

WTA y tipo IV LTA [ editar ]

Las enzimas involucradas en la biosíntesis de WTA se han denominado: TarO, TarA, TarB, TarF, TarK y TarL. Sus roles son: [3]

  • TarO ( O34753 , EC 2.7.8.33 ) inicia el proceso conectando GlcNAc a un bifosfo-undecaprenilo (bactoprenilo) en la membrana interna.
  • TarA ( P27620 , EC 2.4.1.187 ) conecta un ManNAc al UDP-GlcNac formado por TarO a través de un enlace β- (1,4).
  • TarB ( P27621 , EC 2.7.8.44 ) conecta un solo glicerol-3-fosfato al hidroxilo C4 de ManNAc.
  • TarF ( P13485 , EC 2.7.8.12 ) conecta más unidades de glicerol-3-fosfato a la cola de glicerol. En las bacterias productoras de etiquetas, este es el paso final (una cola larga de glicerol). De lo contrario, solo agrega una unidad.
  • TarK ( Q8RKJ1 , EC 2.7.8.46 ) conecta la unidad inicial de ribitol-5-fosfato. Es necesario en Bacillus subtilis W23 para la producción de alquitrán, pero S. aureus tiene ambas funciones en la misma enzima TarL / K.
  • TarL ( Q8RKJ2 , EC 2.7.8.47 ) construye la cola larga de ribitol-5-fosfato.

Después de la síntesis, los transportadores de casete de unión a ATP ( ATPasa transportadora de ácido teicoico ) TarGH ( P42953 , P42954 ) voltean el complejo citoplasmático hacia la superficie externa de la membrana interna. Las enzimas TagTUV redundantes unen este producto a la pared celular. [4] Las enzimas TarI ( Q8RKI9 ) y TarJ ( Q8RKJ0 ) son responsables de producir los sustratos que conducen a la cola del polímero. Muchas de estas proteínas se encuentran en un grupo de genes conservados. [3]

Estudios posteriores (2013) han identificado algunas enzimas más que unen azúcares únicos a las unidades repetidas de WTA. Se encontró un conjunto de enzimas y transportadores llamado DltABCE que agrega alaninas tanto a los ácidos de la pared como a los lipo-teicoicos. [4]

Tenga en cuenta que el conjunto de genes se denomina "Tag" (ácido teicoico glicerol) en lugar de "Tar" (ácido teicoico ribitol) en B. subtilis 168, que carece de las enzimas TarK / TarL. TarB / F / L / K tienen algunas similitudes entre sí y pertenecen a la misma familia ( InterPro :  IPR007554 ). [3] Debido al papel de B. subtilis como cepa modelo principal, algunas entradas UniProt vinculadas son de hecho el ortólogo "Etiqueta", ya que están mejor anotadas. La "búsqueda de similitud" puede usarse para acceder a los genes en B. substilis W23 (BACPZ) que produce alquitrán.

Como objetivo de un fármaco antibiótico [ editar ]

Esto se propuso en 2004. [3] Una revisión adicional en 2013 ha proporcionado partes más específicas de las vías para inhibir dado el conocimiento más nuevo. [4]

Ver también [ editar ]

  • Ácido lipoteicoico - un constituyente principal de la pared celular de gram-positivas bacterias
  • Sir James Baddiley

Referencias [ editar ]

  1. ^ τεῖχος . Liddell, Henry George ; Scott, Robert ; Un léxico griego-inglés en el Proyecto Perseus
  2. ^ Ácidos teicoicos + en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.(MeSH)
  3. ↑ a b c d e f Swoboda JG, Campbell J, Meredith TC, Walker S (enero de 2010). "Función, biosíntesis e inhibición del ácido teicoico de la pared" . ChemBioChem . 11 (1): 35–45. doi : 10.1002 / cbic.200900557 . PMC  2798926 . PMID  19899094 .
  4. ↑ a b c d Brown S, Santa Maria JP, Walker S (8 de septiembre de 2013). "Ácidos teicoicos de pared de bacterias grampositivas" . Revisión anual de microbiología . 67 (1): 313–36. doi : 10.1146 / annurev-micro-092412-155620 . PMC 3883102 . PMID 24024634 .  
  5. ^ Percy MG, Gründling A (8 de septiembre de 2014). "Síntesis y función del ácido lipoteicoico en bacterias grampositivas" . Revisión anual de microbiología . 68 (1): 81–100. doi : 10.1146 / annurev-micro-091213-112949 . PMID 24819367 . 
  6. ^ Knox KW, Wicken AJ (junio de 1973). "Propiedades inmunológicas de los ácidos teicoicos" . Revisiones bacteriológicas . 37 (2): 215–57. PMC 413812 . PMID 4578758 .  
  7. ^ Cot M, Ray A, Gilleron M, Vercellone A, Larrouy-Maumus G, Armau E, et al. (Octubre de 2011). "Ácido lipoteicoico en Streptomyces hygroscopicus: modelo estructural y actividades inmunomoduladoras" . PLOS ONE . 6 (10): e26316. doi : 10.1371 / journal.pone.0026316 . PMC 3196553 . PMID 22028855 .  
  8. ^ Garimella R, Halye JL, Harrison W, Klebba PE, Rice CV (octubre de 2009). "Conformación del zwiterión fosfato D-alanina en ácido teicoico bacteriano a partir de espectroscopia de resonancia magnética nuclear" . Bioquímica . 48 (39): 9242–9. doi : 10.1021 / bi900503k . PMC 4196936 . PMID 19746945 .  
  9. ^ Räisänen L, Draing C, Pfitzenmaier M, Schubert K, Jaakonsaari T, von Aulock S, Hartung T, Alatossava T (junio de 2007). "La interacción molecular entre los ácidos lipoteicoicos y los fagos de Lactobacillus delbrueckii depende de la sustitución de D-alanilo y alfa-glucosa de las cadenas principales de poli (glicerofosfato)" . Revista de bacteriología . 189 (11): 4135–40. doi : 10.1128 / JB.00078-07 . PMC 1913418 . PMID 17416656 .  

Enlaces externos [ editar ]

  • Mapeos bioinformáticos (véanse también las entradas CE):
    • UniProt: WTA KW-0777 , vía: 547.789 (poli (glucopiranosil N-acetilgalactosamina 1-fosfato) biosíntesis de ácido teicoico), vía: 547.827 (poli (fosfato de glicerol) biosíntesis de ácido teicoico), vía: 547.790 (poli (fosfato de ribitol) biosíntesis de ácido)
    • UniProt: vía LTA : 547.556 (biosíntesis de ácido lipoteicoico)
    • ontología genética : GO: 0019350