Teichuronzuur (TUA) is een anionisch capsulair polysaccharide dat wordt gesynthetiseerd door bepaalde Gram-positieve bacteriën, waaronder Micrococcus luteus en Bacillus subtilis, onder fosfaatbeperkende omstandigheden. Het vervangt teichonzuren in de bacteriële celwand, waardoor de structurele integriteit en ionische homeostase behouden blijven.
Moleculaire structuur
Teichuronzuur bestaat uit lineaire ketens van herhalende disaccharide-eenheden [→4)-β-D-ManNAcAp-(1→6)-α-D-Glcp-(1→]n, waarbij n doorgaans tussen 20 en 50 ligt, wat overeenkomt met een gemiddeld molecuulgewicht van ongeveer 10–50 kDa. ManNAcAp staat voor N-acetyl-β-D-mannosaminuronzuur gefosforyleerd op positie C4, terwijl Glcp overeenkomt met α-D-glucose. Kleine structurele variaties omvatten de aanwezigheid van N-acetylglucosamine aan het reducerende uiteinde. Het sterk polyanionische karakter van TUA resulteert uit de gecombineerde aanwezigheid van carboxylaagroepen van ManNAcA-resten en fosfaatgroepen, wat efficiënte chelatie van divalente kationen zoals Mg²⁺ en Ca²⁺ mogelijk maakt en covalente binding aan peptidoglycaan via fosfodiesterbindingen aan muraminezuurresten.
Biosynthese
De biosynthese van teichuronzuur wordt gekatalyseerd door een membraangeassocieerd multienzymcomplex dat bekendstaat als teichuronzuur-synthetase (TUAS), met een geschat moleculair gewicht van ongeveer 440 kDa en bestaande uit octamere subeenheden van 52,5 en 54 kDa. Het enzymatische proces omvat iteratieve glycosyltransferreacties met UDP-GlcNAc als primer, gevolgd door UDP-glucose en UDP-ManNAcA als donorsubstraten, in aanwezigheid van Mg²⁺-ionen en HEPES-buffer. De de-novo-polymerisatie begint met GlcNAc aan het reducerende uiteinde, terwijl ketenverlenging plaatsvindt op celwandacceptormoleculen. Onder fosfaathonger induceren regulatoire pathways de expressie van TUAS en onderdrukken ze de biosynthese van teichonzuur, wat resulteert in de preferentiële incorporatie van teichuronzuur in de celomhulling.
Eigenschappen
Teichuronzuur vormt stijve, in water oplosbare polymeren die resistent zijn tegen afbraak door lysozym. De hoge dichtheid aan negatieve ladingen bevordert elektrostatische afstoting tussen aangrenzende cellen, wat een efficiënte celscheiding tijdens bacteriële deling vergemakkelijkt. Het polymeer vertoont opmerkelijke thermische stabiliteit en kan selectief worden gehydrolyseerd met trifluorazijnzuur of specifieke glycosidasen. De structurele samenstelling en zuiverheid worden gewoonlijk bevestigd door gaschromatografie-massaspectrometrie, met een glucose tot ManNAcA-verhouding van ongeveer 1:1, en door polyacrylamidgelelektroforese met Alcian-blauwkleuring voor polyanionische polysachariden.