脂多糖

一种水溶性的糖基化的脂质复合物

脂多糖(Lipopolysaccharide),是由0-多糖、核心 低聚糖 和脂质通过 共价键 连接成的水溶性的糖基化的脂质 配位化合物 。它是 革兰阴性菌 细胞 外膜主要组成成分,不仅保证了细胞膜结构的完整性和稳定性,也可以保护细菌免受外界环境一些化学物质的损害。脂多糖可以诱发正常动物机体的免疫反应,引发一些毒性效应,所以也称 内毒素 。

农杆菌 细胞壁 含有十分复杂的脂 多糖 ,脂多糖种类很多,其 分子结构 一般由三部分组成,外层专一性 低聚糖 链、中心多糖链、以及脂质。菌壁外层专一性低聚糖链的组分随菌株面异,各种菌的中心 多糖 链相同或极为相似,也都有脂质,脂质与中心多糖链相连接。细菌脂多糖分子中的外层 低聚糖 链是细菌使人致病的部分,带电荷的磷酸 基团 能与其他离子结合,对维持细菌胞壁的必需离子环境有一定作用。

结构与性质

脂 多糖 :①脂质和多糖的 配位化合物 ;

②为 农杆菌 外璧层中特有的一种化学成分,分子量大于10000,结构复杂,在不同类群、甚至菌株之间都有差异。以 沙门氏菌属 为例,其脂 多糖 由 核心多糖 、O-多糖侧链、和 类脂 A组成。为革兰氏阴性细菌 细胞壁 的主要成分,脂多糖是 内毒素 和重要群特异性抗原(O抗原)。

脂多糖由三部分组成:类脂A、核心多糖、O-抗原。 LPS 中的类脂A部分作为脂质双分子层外层的组成部分进入到脂质层中,糖链部分暴露在 细胞 外面,然后以这种形式存在于 农杆菌 的细胞表面。在LPS的生理活性表现中被认为起到最重要作用的是类脂A部分,类脂A可以单独体现其生理作用。

LPS很难从细胞壁脱落,当细菌死亡等时它会通过溶解、破坏细胞来脱落,并通过作用于动物细胞等而发挥其毒性。由于这种性质,它不是细菌分泌到体外的毒素( 外毒素 ),而是不被分泌的“存在于细菌体内的毒素”,所以又被称为 内毒素 。

LPS 具有热稳定性和 化学 稳定性,用一般的 高压灭菌器 或干热灭菌法是无法让其灭活的。要想让其灭活就需要用250℃的高温加热30分钟。

受体

脱落的脂多糖(LPS)通过存在于宿主细胞的细胞膜表面的TLR4来表现其作用。TLR家族与炎性 细胞因子 的表现有关,在自然免疫中起着重要作用。到目前为止,已知的存在于人体中的属于TLR家族的分子就有10种。TLR家族的细胞外结构域拥有富 亮氨酸 重复序列 (LRR)这种结构。LRR是由从属于氨基酸一种的 亮氨酸 与规则排列的 亮氨酸 rich motif(LRM)之间的重复结构构成的。另外,细胞内结构域被称为Toll/IL-1R 同源 区(TIR结构域),是与 免疫细胞 介素-1(IL-1)受体和其他属于IL-1受体家族的分子(IL-18)具有相同性的领域。近年来除TLR4以外,有报告称拥有LRR的细胞内 蛋白质 Nod同样作为 LPS 受体在发挥着作用。

TLR4作用下的LPS的识别机制首先是以内毒素结合蛋白(LBP)捕获LPS,然后将其输送给CD14分子的形式启动的。此外,LPS-CD14 配位化合物 应该要与TLR4结合,但识别必须得有MD-2分子。

信号传导

以TLR4为媒介的信号 转导 途径。

通过 配体 结合形成的细胞内信号转导途径就和IL-1受体是一样的,具体情况如下。首先,当LPS与TLR4结合时,其会通过衔接蛋白-髓样分化因子88(英文名:Myeloid Differentiation Protein-88、MyD88)激活 丝氨酸 / Thr 激酶 这种IL-1受体相关激酶(英文名:IL-1 Receptor Associating Kinase、IRAK)。此外,它还会通过位于IRAK下游的衔接蛋白TRAF-6(TNF Receptor-associated Factor-6)刺激与炎症反应有关的NFκB(Nuclear Factor κB)和MAP激酶家族等的活化作用,展现其 转录 活性。

参考资料