Cấu trúc Thành tế bào và Màng tế bào Nấm

Vỏ tế bào nấm có hai lớp chính: thành tế bào bên ngoài được cấu tạo chủ yếu từ chitin và beta-glucan liên kết chéo với mannoprotein, và bên dưới là màng plasma trong đó ergosterol là sterol chủ đạo. Thành tế bào cung cấp hình dạng, độ bền cơ học và bảo vệ tế bào chống lại stress thẩm thấu, trong khi màng ergosterol điều chỉnh tính lưu động và vận chuyển. Vì cả hai lớp đều chứa các phân tử không có hoặc khác biệt so với tế bào người, chúng là mục tiêu chính của các loại thuốc kháng nấm.

Definition

Thành tế bào và màng tế bào nấm tạo thành vỏ tế bào của nấm: một thành ngoài gồm các polysaccharid chitin và beta-glucan liên kết với mannoprotein, bao quanh một màng plasma có sterol đặc trưng là ergosterol chứ không phải cholesterol như ở tế bào động vật.

Scope

Chủ đề này bao gồm thành phần phân tử và cấu trúc phân lớp của thành tế bào nấm (chitin, beta-1,3- và beta-1,6-glucan, mannoprotein), vai trò của ergosterol trong màng plasma, tín hiệu duy trì tính toàn vẹn của thành tế bào dưới stress, và cách các cấu trúc này đóng vai trò là mục tiêu chọn lọc của thuốc kháng nấm. Đây là tài liệu tham khảo sinh học chứ không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Các polymer nào tạo nên thành tế bào nấm và chúng được sắp xếp như thế nào?
• Ergosterol phân biệt màng tế bào nấm với màng tế bào vật chủ như thế nào?
• Tế bào duy trì tính toàn vẹn của thành tế bào dưới stress như thế nào?
• Những thành phần nào của vỏ tế bào được khai thác làm mục tiêu kháng nấm chọn lọc?

Key concepts

• Chitin
• Beta-1,3-glucan và beta-1,6-glucan
• Mannoprotein
• Kiến trúc thành tế bào phân lớp
• Ergosterol
• Tính lưu động của màng plasma
• Con đường tín hiệu duy trì tính toàn vẹn của thành tế bào (CWI)
• Mục tiêu kháng nấm chọn lọc (ergosterol, beta-glucan synthase)

Mechanisms

Thành tế bào nấm được cấu tạo theo từng lớp: một bộ khung bên trong, chịu tải cơ học gồm chitin (một polymer của N-acetylglucosamine) và beta-1,3-glucan được liên kết chéo thông qua beta-1,6-glucan với một lớp mannoprotein bên ngoài có vai trò trung gian trong các tương tác bề mặt. Các polymer này được tổng hợp bởi các enzyme gắn màng như chitin synthase và beta-1,3-glucan synthase. Màng plasma bên dưới thành tế bào sử dụng ergosterol làm sterol chính, điều này quyết định tính lưu động của màng và hoạt động của các protein màng. Khi thành tế bào bị phá vỡ, con đường tín hiệu duy trì tính toàn vẹn của thành tế bào sẽ cảm nhận stress bề mặt và thúc đẩy quá trình tái cấu trúc và sinh tổng hợp bù đắp để bảo toàn vỏ tế bào.

Clinical relevance

Một số nhóm thuốc kháng nấm tác động lên vỏ tế bào này: azole và allylamine ức chế sinh tổng hợp ergosterol, polyene liên kết trực tiếp với ergosterol, và echinocandin ức chế beta-1,3-glucan synthase. Các thành phần của thành tế bào cũng được hệ thống miễn dịch của vật chủ nhận diện. Mục này giải thích tại sao các cấu trúc này là mục tiêu của thuốc và là phối tử miễn dịch; nó không cung cấp liều lượng hoặc khuyến nghị điều trị.

Evidence & guidelines

Các mô tả ở đây được rút ra từ các bài tổng quan hiện tại về sinh học thành tế bào và màng tế bào nấm và từ các sách giáo khoa nấm học tiêu chuẩn; chúng tóm tắt sự đồng thuận về cơ chế hơn là kết quả thử nghiệm lâm sàng.

History

Các công trình sinh hóa ban đầu đã xác định chitin và glucan là các polymer cấu trúc của thành tế bào nấm và ergosterol là sterol màng đặc trưng. Các nghiên cứu phân tử và di truyền sau này trên các loài nấm mô hình đã lập bản đồ các enzyme tổng hợp và con đường tín hiệu duy trì tính toàn vẹn của thành tế bào, trong khi sự phát triển lâm sàng của polyene, azole, allylamine và echinocandin đã liên kết mỗi lớp của vỏ tế bào với một chiến lược điều trị cụ thể.

Key figures

• Neil A. R. Gow
• Jean-Paul Latge
• David E. Levin

Seminal works

• gow-2017
• levin-2011

Frequently asked questions

Thành tế bào nấm được cấu tạo từ gì?

Chủ yếu là chitin và beta-glucan (beta-1,3- và beta-1,6-glucan) liên kết chéo với mannoprotein, được sắp xếp thành các lớp giúp tế bào có hình dạng và được bảo vệ khỏi stress thẩm thấu.

Tại sao ergosterol lại quan trọng?

Ergosterol là sterol chính của màng tế bào nấm, đóng vai trò tương tự như cholesterol trong tế bào động vật. Vì nó khác với cholesterol, nên nó là mục tiêu chọn lọc cho một số nhóm thuốc kháng nấm.