Les acides teichoïques sont des glucopolímeros polyanioniques qui font partie de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif. Les monomères constitutifs de ces acides sont les polyalcholes glycérol et ribitol, qui sont liés par des liaisons phosphodiester.
Ils ont été classés en acides teichoïques et en acides lipolyteichoïques en fonction de leur composition et de leur emplacement dans la cellule bactérienne. Les premiers interagissent avec le peptidoglycane présent dans la paroi cellulaire, tandis que les seconds s'ancrent à la bicouche lipidique grâce à son association avec les lipides.
Structure chimique de l'acide teichoïque. Par Cvf-ps, de Wikimedia Commons.
De nombreuses fonctions sont celles qui ont été attribuées à ces polymères, parmi lesquelles celles de fournir une rigidité à la paroi et une haute densité de charge négative. Ce dernier peut aider à accélérer de nombreux processus physiologiques tels que la mobilisation accrue d'ions divalents comme le magnésium.
Structure
Les acides teichoïques sont des polymères d'un polyol, qui peut bien être le glycérol ou le rubitol.
Ces types de polymères sont appelés glycopolymères polyanioniques en raison de leur richesse en groupes chargés négativement. En eux, les monomères du polyol sont liés par des liaisons phosphodiester et associés à des esters d'alanine et des groupes glycosyle.
Distribution
Paroi cellulaire de bactéries Gram positives. Par Franciscosp2, de Wikimedia Commons.
Ces acides ont été décrits comme des constituants importants de la paroi cellulaire des bactéries Gram positives, caractérisés par une couche épaisse de peptidoglycane.
Le peptidoglycane est un polymère composé de molécules d'acide N-acétyl muramique et de N-acétylglucosamine. Les acides teichoïques sont liés de manière covalente à chaque résidu d'acide N-acétyl-muramique, conférant à la paroi une densité de charge négative élevée.
De plus, il a été constaté que certains acides teichoïques peuvent se lier à certains lipides présents dans les membranes plasmiques des bactéries. Le produit de cette union a été appelé acide lipotéichoïque.
À ce stade, il est important de mentionner que les différents genres et espèces existantes de grandes bactéries positives diffèrent par le type d'acides teichoïques associés à leurs parois et membranes.
Par conséquent, ces derniers ont été utilisés comme marqueurs utiles pour la classification sérologique et l'identification des genres et espèces de bactéries Gram positives.
L'histoire
Des études sur la fonction des polyalcools cytidine diphosphate-glycérol et cytidine diphosphatoribitol (constituants des acides teichoïques) ont permis de détecter ces acides pour la première fois dans la membrane de bactéries Gram positives en 1958.
En effet, l'isolement de ces polyalcools a permis de montrer que tant le phosphate de ribitol que le phosphate de glycérol forment des polymères. Ceux-ci étaient appelés acides teichoïques du grec "teichos" qui signifie mur.
Cette désignation générale des acides teichoïques a subi des modifications au fur et à mesure que des variations structurelles de ces polymères et des emplacements subcellulaires distincts ont été découverts.
Dans le premier cas, les termes acides polyribitholphosphate teichoïques et acides polyglycérolphosphate teichoïques ont été utilisés pour désigner le type d'alcool qui constituait le polymère.
Cependant, comme les polymères polyglycérolphosphates se sont avérés associés à des membranes de bactéries sans parois cellulaires, ils ont été appelés acides teichoïques membranaires.
Plusieurs années plus tard, lorsque des complexes amphiphiles d'acides teichoïques ont été détectés liés de manière covalente aux glycolipides membranaires, le nom d'acides lipotéichoïques est apparu.
Maintenant, à l'heure actuelle, deux noms définitifs persistent: les acides teichoïques et les acides lipotéichoïques. Le premier se réfère à ceux qui interagissent avec le peptidoglycane présent dans les parois bactériennes et le second se réfère à ceux qui s'ancrent à la membrane plasmique par des interactions hydrophobes.
Caractéristiques
Les acides teichoïques qui ont été décrits comme des constituants importants de la paroi cellulaire des bactéries Gram positives remplissent de nombreuses fonctions à ce niveau.
En plus de donner au mur un meilleur support structurel, ils lui confèrent une densité de charge négative élevée. Cette dernière caractéristique donne à ces bactéries la capacité de:
- Augmente la capacité d'adhérer aux substrats. C'est grâce à l'établissement d'interactions électrostatiques entre les groupes chargés négativement des polyalcoles et les résidus chargés positivement présents dans les molécules extracellulaires.
- Faciliter et contrôler la mobilisation des cations bivalents comme le magnésium, qui du fait de leur charge positive sont attirés plus fortement vers la paroi.
Une autre fonction attribuée aux acides teichoïques est de fournir une tolérance au stress thermique et au stress osmotique. Cela est dû au fait qu'il a été constaté que les bactéries dépourvues d'acides teichoïques ne peuvent pas résister à des températures élevées ou se développer dans des environnements très salins.
De plus, il apparaît que les acides teichoïques seuls ou en combinaison avec le peptidoglycane fonctionnent comme activateurs de la réponse immunitaire. Autrement dit, ils agissent comme des immunogènes.
Acides teicoïques muraux dans
Staphylococcus aureus est une bactérie à Gram positif distribuée dans le monde entier, responsable d'une grande variété de maladies cutanées, respiratoires et sanguines.
Les acides teichoïques associés à la paroi de cette bactérie lui confèrent des propriétés qui lui permettent d'augmenter sa pathogénicité.
Certaines de ces propriétés sont:
- La grande capacité d'adhésion aux cellules épithéliales et muqueuses de l'organisme qu'elles infectent, permettant une invasion rapide et efficace.
- Résistance à l'action des antibiotiques β-lactamines comme la pénicilline.
- Augmentation de l'acquisition de gènes de résistance par transfert horizontal.
D'autre part, il est important de noter que de la même manière qu'ils augmentent la pathogénicité, ils sont hautement immunogènes. Autrement dit, ils sont capables d'activer rapidement la réponse immunitaire de l'hôte qu'ils infectent.
Dans ce sens:
- Ils stimulent la production rapide d'anticorps.
- Ils activent le complément et favorisent la migration rapide des cellules du système immunitaire vers la source de l'infection.
Enfin, il est pertinent de mentionner que la glycosylation de ces acides teichoïques constitue également un facteur déterminant des interactions pathogène-hôte.
Références
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Les nucléotides et la paroi cellulaire bactérienne. La nature. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Acides Teichoïques de bactéries Gram-positives. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. L'acide teichoïque intracellulaire de Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Etudes sérologiques sur les acides teichoïques de Lactobacillus plantarum. Infect Immun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. La paroi cellulaire bactérienne à Gram positif. Microbiol Spectr. 2019; 7 (3). doi: 10.1128 / microbiolspec.GPP3-0044-2018.
- van Dalen R, De La Cruz Diaz JS, Rumpret M, Fuchsberger FF, van Teijlingen NH, Hanske J, Rademacher C, Geijtenbeek TBH, van Strijp JAG, Weidenmaier C, Peschel A, Kaplan DH, van Sorge NM. Les cellules de Langerhans détectent l'acide teichoïque de paroi de Staphylococcus aureus à travers la langerine pour induire des réponses inflammatoires. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Structure chimique de l'acide teichoïque. Par Cvf-ps, de Wikimedia Commons.