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Antígenos membranales

•Gram positiva •Gram negativa

http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%205/5%20-%20Capitulo%2027.htm

Bacterias Gram positivas

Nature Reviews Microbiology 6, 276-287 (April 2008)

•Glicopolímeros de Pared Celular (CWGs)

Choline-binding proteins (CBPs) in S. pneumoniae, S-layer proteins (S-LPs) in B. anthracis

Glicopolímeros anclados a la pared celular (P-CWGs)

Están conectados a la pared celular por enlaces fosfodiester entre el ácido N-acetilmurámico y una unión especial formada

por N-acetilglucosamina y N-acetilmanosamina

Glicopolímeros anclados a la membrana citoplasmática

(M-CWGs)

Non-glycosyl residues: A, d-alanine; C, choline; M, mycolic acid; P, phosphate; S, succinate; Y, pyruvate. Glycosyl residues: AAT-Gal, 2-acetamido-4-amino-2,4,6-trideoxy-d-galactose;

Ara, arabinose; Gal, galactose; GalNAc, N-acetylgalactosamine; Glc, glucose; GlcA, glucuronic acid; Gro, glycerol; Ins, inositol; Man, mannose;

ManNAc, N-acetylmannosamine; Rha, rhamnose; Rto, ribitol.

Glicopolímeros de pared Celular

(CWGs)

Nature Reviews Microbiology 6, 276-287 (April 2008)

•Zwitteriónicos. Cargas por la presencia de los grupos P- y Alanina+. WTA y LTA.

•Aniónicos. Cargas negativas por la presencia de otros componentes aniónicos (ej. ácido urónico).

•Sin carga. Descritos en actinomicetos. Muchos de estos polímeros son ramificados y contienen manosa arabinosa y/o galactosa.

Funciones•Las mutantes individuales no manifiestan cambios en condiciones de laboratorio.

•Podrían repeler sustancias (antagónicas) cargadas o impedir su acción.

•Anclaje y mantenimiento de las envolturas (ej. cápsula).

•CWGs cargados podrían mantener el gradiente de protones.

•TA tienen afinidad a cationes divalentes. Podrían ser un almacenaje de Mg2+.

•División celular.

•Receptores.

•Reconocimiento y colonización. Microorganismo-Hospedero.

Nature Reviews Microbiology 6, 276-287 (April 2008)

Bacterias Gram negativas

•Membrana externa

Antígenos de membrana externa

Essentials of Glycobiology, 2nd editionCold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2009.

Lipopolisacáridos

•Lípido A

•Core

•Antígeno O

En E. coli, existen aproximadamente 106

moléculas de LPS por célula, esto constituye el 75% del área de la ME.

LPS

Unidades repetidas de azúcares, la alteración de la estructura da un cambio en la especificidad inmunológica.

•Región I. Antígeno O

LPS

•Región II. Core

Core externo, presenta una alta moderada variabilidad.

Core interno, tiene una variabiliadad estructural muy baja entre organismos del mismo género, no asícon otros Gram negativos.

Azúcar octosa. Ácido 2-ceto-3-desoxioctulosónico (KDO) es componente constante en muchas bacterias Gram negativas.

•Región III. Lípido A

Formada por unidades de un disacárido de D-glucosamina con los grupos hidroxilo sustituidos por los azúcares del core o por ácidos grasos.

Los ácidos grasos son de cadena larga como laúrico, misrístico y palmítico. El más común es el ácido β-hidroximirístico.

El lípido A, une al resto de la cadena con la membrana externa, no hay un mecanismo exacto, pero se supone que este anclaje esta asociado a Proteínas de Membrana Externa (OMPs), particularmente con OmpA.

LPS

Síntesis de LPS

http://www.uoguelph.ca/~cwhitfie/lps_o_antigens.html

1-2 La enzima glicosiltranasferasasa adiciona los residuos de azúcar a un acarreador lipídico (undecaprenol-P) para formar el polímero.3-4 El antígeno O sisntetizado es transportado a través de la MI por un transportador ABC.5 El antígeno O es ligado al Lípido A-Core por una reacción que involucra una ligasa.

Lípido A. Endotoxina

EndotoxinasEl LPS constituye la endotoxina de las bacterias Gram-negativas. La función como endotoxina se debe a la región del lípido A. Sus propiedades como endotoxina están en el origen de muchos síntomas patológicos propiciados por patógenos Gram negativos:

•Pirogenicidad (inducción de fiebre)•Hipotensión. •En casos graves, choque letal, por fallo cardíaco.•Actividad necrótica de tejidos.

Pero igualmente, tiene efectos benéficos: estimula una serie de mecanismos defensivos del hospedador, incluyendo la activación del complemento, que puede ocasionar la lisis de la bacteria, mejora las propiedades de los fagocitos, etc.

Antígenos de E. coli

Detección de antígenos

•Aglutinación

Detección de antígenos

•Precipitación

Detección de antígenos

•Inmunofluorescencia directa

•Inmunofluorescencia indirecta (detección/anticuerpos)

Detección de antígenos

•Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)

Detección de antígenos

•Ejemplo hGC (hormona Gonadotrofina Coriónica)

Proteínas de membrana externaProteína Funciones

OmpA Estabilización de la membrana externa y receptor del fago Tull, conjugación y colicinas K y L.

Lipoproteína En conjunción con OmpA estabiliza la célula.

Omp B (porina) Canal de difusión de varios metabolitos incluyendo maltosa.

LamB (maltoporina) Porina específica de para maltosa y maltodextrina; receptor del bacteriófago λ.

OmpC (porina) Canal de difusión de pequeñas moléculas; receptor de los fagos TuIb y T4.

OmpF (porina) Canal de difusión de pequeñas moléculas; receptor de los fagos TuIb y T2.

OmpT Proteasa.

PhoE (proteína E) Canales de difusión anión-selectiva inducido bajo limitación de fosfato.

Proteínas de membrana externa

Proteína Funciones

Proteína P Canales de difusión anión-selectiva en Pseudomonas aeruginosa inducido bajo limitación de fosfato.

TolA Mantenimiento de la integridad de la ME; actividad de colicina grupo A.

TonA Sideróforo de ferricromo, receptor de los fagos T1, T5, 80 y colicina M.

TonB Sideróforo, transportador de vitamina B12

Tsx Canal específico para nucleósidos, receptor del fago T y colicina K

extracellular side

periplasmic side

Receptor de colicina

http://opm.phar.umich.edu/

LipoproteínasMutantes de lpp y ompA forman estructuras esféricas y son susceptibles a algunos antibióticos

OmpA

Algunas LPP pueden extenderse hacia el medio extracelular como LbpB y TbpB que son componentes del receptor de lactoferrina y transferrina en Neisseria meningitidis

Porinas

Son OMPs que facilitan la entrada de diversas sustancias a la célula como vitaminas, fierro, maltosa, entre otras. OmpC y OmpF son porinas que permiten el transporte de moléculas hidrofílicas de menos de 700.

OmpF y OmpC son estructuralmente similares y en funciones pero sus genes ompF y ompC son regulados en direcciones opuestas por la osmolaridad del medio de crecimiento.

OmpC OmpF

Porinas

•PhoE. Fosfoporina de E. coli.

•OmpF. Tiene un canal de hacia el espacio periplasmico y tres canales hacia el exterior. E. coli.

•Proteína P. Un solo canal con filtro(s) con tres lisinas cargas positivamente (anión-selectivo)PhoE

OprP