حمض الميكوليك

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

الأحماض الميكولية هي أحماض دهنية طويلة توجد في جدران خلايا بكتيريا المتفطرات ، وهي مجموعة من البكتيريا تشمل المتفطرة السلية ، المسببة لمرض السل . تُشكل هذه الأحماض المكون الرئيسي لجدار الخلية في العديد من أنواع المتفطرات. [ 1 ] على الرغم من اسمها، لا ترتبط الأحماض الميكولية بيولوجيًا بالفطريات ؛ إذ يُشتق اسمها من المظهر الخيطي الذي تُضفيه على المتفطرات تحت التكبير العالي. كما يُكسب وجود الأحماض الميكولية في جدار الخلية المتفطرات سمة مورفولوجية مميزة تُعرف باسم " التكوّر ". عُزلت الأحماض الميكولية لأول مرة بواسطة ستودولا وآخرون عام 1938 من مستخلص المتفطرة السلية .

تتكون الأحماض الميكولية من سلسلة بيتا هيدروكسيل طويلة مع سلسلة جانبية ألفا ألكيل أقصر . يحتوي كل جزيء على ما بين 60 و90 ذرة كربون . يختلف العدد الدقيق لذرات الكربون باختلاف الأنواع، ويمكن استخدامه كأداة مساعدة في تحديد الهوية. تحتوي معظم الأحماض الميكولية أيضًا على مجموعات وظيفية متنوعة .

أحماض الميكوليك من المتفطرة السلية

الأحماض الميكولية في المتفطرة السلية.

تُنتج بكتيريا السل (M. tuberculosis) ثلاثة أنواع رئيسية من الأحماض الميكولية: ألفا، وميثوكسي، وكيتو. تُشكّل أحماض ألفا الميكولية ما لا يقل عن 70% من إجمالي الأحماض الميكولية في الكائن الحي، وتحتوي على عدة حلقات سيكلوبروبان . أما أحماض ميثوكسي الميكولية، التي تحتوي على عدة مجموعات ميثوكسي ، فتُشكّل ما بين 10% و15% من إجمالي الأحماض الميكولية في الكائن الحي. بينما تُشكّل أحماض كيتو الميكولية، التي تحتوي على عدةمجموعات كيتون ، النسبة المتبقية التي تتراوح بين 10% و15% من إجمالي الأحماض الميكولية.

تُكسب الأحماض الميكولية بكتيريا السل (M. tuberculosis) خصائص فريدة تُعيق العلاج الطبي. فهي تجعل الكائن الحي أكثر مقاومة للتلف الكيميائي والجفاف، وتحد من فعالية المضادات الحيوية والمبيدات الحيوية المحبة للماء . [ 2 ] كما تسمح الأحماض الميكولية للبكتيريا بالنمو داخل البلاعم ، مما يُخفيها بفعالية عن جهاز المناعة لدى المضيف . يُعدّ التخليق الحيوي للميكولات أمرًا بالغ الأهمية لبقاء بكتيريا السل وإمراضيتها . وقد تم توضيح المسار والإنزيمات المسؤولة عنه بالتفصيل. [ 3 ] [ 4 ] تتضمن هذه العملية خمس مراحل متميزة، يمكن تلخيصها كما يلي: [ 5 ]

  • تخليق الأحماض الدهنية ذات السلسلة المستقيمة المشبعة C26 بواسطة إنزيم سينثاز الأحماض الدهنية -I (FAS-I) لتوفير فرع α-ألكيل من أحماض الميكوليك؛
  • تخليق الأحماض الدهنية C56 بواسطة FAS-II الذي يوفر العمود الفقري للميروميكولات؛
  • إدخال المجموعات الوظيفية إلى سلسلة الميروميكولات بواسطة العديد من إنزيمات سينثاز السيكلوبروبان؛
  • يحدث تفاعل تكثيف يحفزه إنزيم بولي كيتيد سينثاز Pks13 بين الفرع ألفا وسلسلة ميروميكولات قبل اختزال نهائي بواسطة إنزيم مختزلة ميكولات كورينيباكتيرينيا A (CmrA) [ 6 ] لتوليد حمض الميكوليك؛ و
  • نقل أحماض الميكوليك إلى الأرابينوجالاكتان ومستقبلات أخرى مثل التريهالوز عبر معقد المستضد 85

ترتبط مسارات إنزيم سينثاز الأحماض الدهنية-1 وإنزيم سينثاز الأحماض الدهنية-2 المنتجة لأحماض الميكوليك بواسطة إنزيم بيتا-كيتواسيل-(بروتين حامل الأسيل) سينثاز III ، والذي يُشار إليه غالبًا باسم mtFabH. ويمكن استخدام مثبطات جديدة لهذا الإنزيم كعوامل علاجية.

تُظهر أحماض الميكوليك خصائص مثيرة للاهتمام في السيطرة على الالتهاب. وقد حفّزت أحماض الميكوليك الطبيعية استجابة مناعية واضحة في نماذج تجريبية للربو . [ 7 ] ومع ذلك، فإن المستخلصات الطبيعية غير متجانسة كيميائيًا ولها خصائص التهابية. ومن خلال التخليق العضوي ، أمكن الحصول على المتجانسات المختلفة من المزيج الطبيعي في صورة نقية واختبار نشاطها البيولوجي. وقد أثبتت إحدى الفئات الفرعية أنها مثبط فعال للغاية للربو، من خلال آلية عمل جديدة تمامًا. وتخضع هذه المركبات حاليًا لمزيد من البحث. كما حفّزت فئة فرعية ثانية استجابة مناعية خلوية ( Th1 و Th17 )، لذا تُجرى دراسات حاليًا لاستخدام هذه الفئة الفرعية كمادة مساعدة في التطعيم .

يبدو أن البنية الدقيقة لأحماض الميكوليك مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بضراوة الكائن الحي، إذ أن تعديل المجموعات الوظيفية للجزيء قد يؤدي إلى تثبيط نموه داخل الجسم الحي . علاوة على ذلك، يُظهر الأفراد الذين لديهم طفرات في الجينات المسؤولة عن تخليق أحماض الميكوليك تغيرًا في تكوين الحبال.

الأهمية السريرية

أثبتت دراسة دولية متعددة المراكز أن دواء ديلامانيد (OPC-67683)، وهو عامل جديد مشتق من فئة مركبات نيترو-ديهيدرو-إيميدازوكسازول التي تثبط تخليق حمض الميكوليك، يمكن أن يزيد من معدل تحول مزرعة البلغم في مرض السل المقاوم للأدوية المتعددة (MDRTB) خلال شهرين. [ 8 ]

ما وراء المتفطرة السلية

توجد أحماض الميكوليك بأحجام وتعديلات كيميائية مختلفة في جميع أنحاء رتبة المتفطرات. [ 9 ]

المتفطرة

انصبّ معظم الاهتمام تقليديًا على الأحماض الميكولية لأنواع المتفطرة ، والتي تُظهر تنوعًا كبيرًا في الطول والتعديلات. تشمل التعديلات التي لم تُلاحظ في المتفطرة السلية ما يلي: [ 9 ]

  • الروابط المزدوجة (سيس وترانس)، في بكتيريا M. smegmatis (مع فرع من UmaA1) و M. alvei
  • ميثوكسي ω-1، في M. alvei
  • مجموعة الإيبوكسي العابرة ، في بكتيريا المتفطرة السمغماتية
  • إستر الشمع في الوضع S أو cis ، في M. avium

رودوكوكوس

تختلف الأحماض الميكولية لأفراد جنس رودوكوكس عن تلك الموجودة في المتفطرة السلية في عدة جوانب . فهي لا تحتوي على مجموعات وظيفية، ولكنها قد تحتوي بدلاً من ذلك على عدة روابط غير مشبعة . يوجد نوعان مختلفان من الأحماض الميكولية لرودوكوكس . يحتوي النوع الأول على ما بين 28 و46 ذرة كربون مع صفر أو رابطة واحدة غير مشبعة. أما النوع الثاني فيحتوي على ما بين 34 و54 ذرة كربون مع ما بين صفر وأربع روابط غير مشبعة. وقد اقترح سوتكليف (1998) أنها مرتبطة ببقية جدار الخلية بواسطة جزيئات الأرابينوجالاكتان .

مراجع

  1. ↑ غوبتا، رادهاي س . (22 فبراير 2019). " تعليق: التصنيف الجينومي لشعبة الأكتينوبكتيريا" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 10 206. doi : 10.3389/fmicb.2019.00206 . PMC 6395429. PMID 30853945. تُعدّ أحماض الميكوليك مكونات مهمة للأغلفة الخلوية لمعظم أفراد هذه الشعبة.  
  2. ↑ لامبرت، ب. أ. (2002). "نفاذية الخلايا وامتصاص المبيدات الحيوية والمضادات الحيوية في البكتيريا موجبة الجرام والمتفطرات". مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية . 92 : 46S– 54S . doi : 10.1046/j.1365-2672.92.5s1.7.x . PMID 12000612. S2CID 24067247 .  
  3. ↑ تاكاياما، ك.؛ وانغ، س.؛ بيسرا، ج. س. (2005). "مسار تخليق ومعالجة أحماض الميكوليك في المتفطرة السلية" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة السريرية . 18 (1): 81-101 . doi : 10.1128/CMR.18.1.81-101.2005 . PMC 544180. PMID 15653820 .  
  4. ↑ رامان، ك.؛ راجاغوبالان، ب.؛ تشاندرا، ن. (2005). "تحليل توازن التدفق لمسار حمض الميكوليك: أهداف للأدوية المضادة للسل" . مجلة PLOS للبيولوجيا الحاسوبية . 1 (5): e46. Bibcode : 2005PLSCB...1...46R . doi : 10.1371/journal.pcbi.0010046 . PMC 1246807. PMID 16261191 .  
  5. ↑ بهات، أ.؛ مولي، ف.؛ بيسرا، ج.س.؛ جاكوبس، و.ر.؛ كريمر، ل. (2007). "إنزيمات التكثيف FAS-II في المتفطرة السلية: دورها في التخليق الحيوي لحمض الميكوليك، ومقاومة الأحماض، والإمراضية، وفي تطوير الأدوية مستقبلاً" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 64 (6): 1442-1454 . doi : 10.1111/j.1365-2958.2007.05761.x . PMID 17555433. S2CID 32586686 .  
  6. ↑ ليا-سميث، ديفيد جيه؛ جيمس إس. بايك؛ ديدريا تول؛ مالكولم جيه. ماكونفيل؛ روس إل. كوبيل؛ بول كيه. كريلين (2007). "إنزيم الاختزال الذي يحفز تخليق وحدة الميكوليك ضروري لربط أحماض الميكوليك بكفاءة بالأرابينوجالاكتان" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (15): 11000-11008 . doi : 10.1074/jbc.M608686200 . PMID 17308303 . 
  7. ^ كورف، جي. بينارت، ج.؛ تورنوي، ك. بونيفايس، T .؛ فان أوسترهوت، أ؛ جينبيرج، د.؛ هيجمان، أ.؛ فيرشور، جا؛ دي بيتسيلير، ص. جروتن، ج. (2006). “إعادة برمجة البلاعم بواسطة حمض الميكوليك يعزز الاستجابة المتسامحة في الربو التجريبي”. المجلة الأمريكية لطب الجهاز التنفسي والرعاية الحرجة . 174 (2): 152-160 . دوى : 10.1164/rccm.200507-1175OC . بميد 16675779 . 
  8. ↑ جلير، مونت؛ سكريبكونوكا، V.؛ سانشيز-جارافيتو، إي؛ شياو، ه.؛ كابريرا ريفيرو، JL؛ فارغاس فاسكويز، DE؛ جاو، م. عوض، م.؛ بارك، كورونا. شيم، تيسي؛ سوه، جي. دانيلوفيتس، م.؛ أوجاتا، ه.؛ كورف، أ؛ تشانغ، J.؛ سوزوكي، ك. توباسي، T.؛ كوه، دبليو جي؛ سيورث، ب. جيتر، LJ. ويلز، قرص مضغوط (2012). "ديلامانيد لعلاج مرض السل الرئوي المقاوم للأدوية المتعددة" . نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين . 366 (23): 2151–2160 . دوى : 10.1056/NEJMoa1112433 . بميد 22670901 . 
  9. 1 2 مراكشي، هيديا؛ لانيل، ماري أنطوانيت؛ دافي، مامادو (يناير 2014). "الأحماض الميكولية: البنى، والتخليق الحيوي، وما وراء ذلك" . الكيمياء والبيولوجيا . 21 (1): 67-85 . doi : 10.1016/j.chembiol.2013.11.011 . PMID 24374164 . 

للمزيد من القراءة