Capa S

La capa S (capa superficial) es la parte más externa de la envoltura celular bacteriana presente en muchas bacterias y en la mayoría de las arqueas. Consiste en una capa superficial de estructura cristalina bidimensional y monomolecular integrada por proteínas o glicoproteínas, que se autoensambla rodeando toda la superficie de la célula. Las proteínas de la capa S pueden diferir marcadamente incluso entre especies relacionadas y pueden representar hasta el 10-15% del contenido proteínico total de una célula.^[1] ^[2] ^[3] Dependiendo de la especie, la capa S puede tener un grosor entre 5 y 25 nm y todos los poros tienen un diámetro idéntico comprendido entre 2 y 8 nm.^[4]

La estructura cristalina de la capa S puede construirse como una red de simetría oblicua (p1, p2), cuadrada (p4) o hexagonal (p3, p6). Dependiendo de la simetría de red, la capa S está compuesta por una (P1), dos (P2), tres (P3), cuatro (P4) o seis (P6) subunidades idénticas de proteína. El espaciado entre centros (unidad de dimensión de la red) puede estar comprendido entre 2,5 y 35 nm.

Fijación de la capa S a la pared celular

En las bacterias Gram-negativas, la capa S se fija a los lipopolisacáridos mediante interacciones iónicas, carbohidrato-carbohidrato, proteína-carbohidrato y/o proteína-proteína.
En las bacterias Gram-positivas, cuya capa S presenta homología de capas superficiales (SLH), domina el enlace entre el peptidoglicano y el polímero secundario de la pared celular (por ejemplo, ácido teicurónico). En la ausencia de SLH, el enlace se realiza por interacciones electrostáticas entre la proteína cargada positivamente de la capa S y el polímero secundario cargado negativamente de la pared celular.
En las arqueas Gram-negativas, las proteínas de la capa S poseen una fijación hidrofóbica que se asocia con la membrana lípida subyacente.
En las arqueas Gram-positivas, las proteínas de la capa S enlazan con el pseudopeptidoglicano.

Funciones biológicas de la capa S

Puesto que para muchas bacterias la capa S es la parte más externa que interacciona con el ambiente, sus funciones son muy diversas y varían dependiendo de la especie. En las arqueas Gram-negativas, la capa S es el único componente de la pared celular y por lo tanto es importante para la estabilización mecánica. Otras funciones adicionales asociadas a la capa S incluyen:

Protección contra los bacteriófagos y la fagocitosis.
Resistencia a pH bajos.
Barrera para las sustancias de alto peso molecular (por ejemplo, enzimas líticas).
Adherencia (en la capa S de glicosilato).
Estabilización de la membrana.
Proporciona zonas de adherencia para las exoproteínas.
Proporciona un compartimento periplasmático en los procariontes Gram-positivos, junto con el peptidoglicano y la membrana citoplasmática.

Referencias

↑ Messner P, Sleytr U (1992). «Crystalline bacterial cell-surface layers». Adv. Microb. Physiol. 33: 213-75. PMID 1636510.
↑ Pum D, Messner P, Sleytr U (1991). «Role of the S layer in morphogenesis and cell division of the archaebacterium Methanocorpusculum sinense». J. Bacteriol. 173 (21): 6865-73. PMID 1938891.
↑ Sleytr U, Messner P, Pum D, Sára M (1993). «Crystalline bacterial cell surface layers». Mol. Microbiol. 10 (5): 911-6. PMID 7934867.
↑ Sleytr U, Bayley H, Sára M, Breitwieser A, Küpcü S, Mader C, Weigert S, Unger F, Messner P, Jahn-Schmid B, Schuster B, Pum D, Douglas K, Clark N, Moore J, Winningham T, Levy S, Frithsen I, Pankovc J, Beale P, Gillis H, Choutov D, Martin K (1997). «Applications of S-layers». FEMS Microbiol. Rev. 20 (1-2): 151-75. PMID 9276930.

Datos: Q418821

[ref1-1] Messner P, Sleytr U (1992). «Crystalline bacterial cell-surface layers». Adv. Microb. Physiol. 33: 213-75. PMID 1636510.

[ref2-2] Pum D, Messner P, Sleytr U (1991). «Role of the S layer in morphogenesis and cell division of the archaebacterium Methanocorpusculum sinense». J. Bacteriol. 173 (21): 6865-73. PMID 1938891.

[ref3-3] Sleytr U, Messner P, Pum D, Sára M (1993). «Crystalline bacterial cell surface layers». Mol. Microbiol. 10 (5): 911-6. PMID 7934867.

[ref4-4] Sleytr U, Bayley H, Sára M, Breitwieser A, Küpcü S, Mader C, Weigert S, Unger F, Messner P, Jahn-Schmid B, Schuster B, Pum D, Douglas K, Clark N, Moore J, Winningham T, Levy S, Frithsen I, Pankovc J, Beale P, Gillis H, Choutov D, Martin K (1997). «Applications of S-layers». FEMS Microbiol. Rev. 20 (1-2): 151-75. PMID 9276930.

[1]