脂多糖
脂多糖
脂多糖(日文名:リポたとう,英文名:Lipopolysaccharide)(英文簡寫LPS)是革蘭氏陰性細菌細胞壁外壁的組成成分,是由脂質和多糖構成的物質(糖脂質)。LPS的結構如右圖:左面為O抗原,中間為核心多糖,右面為類脂A.
脂多糖是一種內毒素(日文:エンドトキシン,英文名:Endotoxin),當其作用於人類或動物等其他生物細胞時,就會表現出多種的生物活性。LPS的生理作用是通過存在於宿主細胞的細胞膜表面的Toll樣受體(Toll-like Receptor、TLR)4(TLR4)而體現的。
脂多糖:①脂質和多糖的複合物;
②為革蘭氏陰性細菌外璧層中特有的一種化學成分,分子量大於10000,結構複雜,在不同類群、甚至菌株之間都有差異。以沙門氏菌為例,其脂多糖由核心多糖、O-多糖側鏈、和類脂A組成。為革蘭氏陰性細菌細胞壁的主要成分,脂多糖是內毒素和重要群特異性抗原(O抗原)。
脂多糖
LPS很難從細胞壁脫落,當細菌死亡等時它會通過溶解、破壞細胞來脫落,並通過作用於動物細胞等而發揮其毒性。由於這種性質,它不是細菌分泌到體外的毒素(外毒素),而是不被分泌的“存在於細菌體內的毒素”,所以又被稱為內毒素。
LPS具有熱穩定性和化學穩定性,用一般的高壓滅菌器或乾熱滅菌法是無法讓其滅活的。要想讓其滅活就需要用250℃的高溫加熱30分鐘。
脫落的脂多糖(LPS)通過存在於目標細胞的細胞膜中的TLR4來表現其作用。TLR家族與炎性細胞因子的表現有關,在自然免疫中起著重要作用。到目前為止,已知的存在於人體中的屬於TLR家族的分子就有10種。TLR家族的細胞外結構域擁有富亮氨酸重複序列(LRR)這種結構。LRR是由從屬於氨基酸一種的白氨酸與規則排列的leucine-rich motif(LRM)之間的重複結構構成的。另外,細胞內結構域被稱為Toll/IL-1R同源區(TIR結構域),是與白細胞介素-1(IL-1)受體和其他屬於IL-1受體家族的分子(IL-18)具有相同性的領域。近年來除TLR4以外,有報告稱擁有LRR的細胞內蛋白質Nod同樣作為LPS受體在發揮著作用。
TLR4作用下的LPS的識別機制首先是以內毒素結合蛋白(LBP)捕獲LPS,然後將其輸送給CD14分子的形式啟動的。此外,LPS-CD14複合物應該要與TLR4結合,但識別必須得有MD-2分子。
以TLR4為媒介的信號轉導途徑。
通過配體結合形成的細胞內信號轉導途徑就和IL-1受體是一樣的,具體情況如下。首先,當LPS與TLR4結合時,其會通過銜接蛋白-髓樣分化因子88(英文名:Myeloid Differentiation Protein-88、MyD88)激活絲氨酸/蘇氨酸激酶這種IL-1受體相關激酶(英文名:IL-1 Receptor Associating Kinase、IRAK)。此外,它還會通過位於IRAK下游的銜接蛋白TRAF-6(TNF Receptor-associated Factor-6)刺激與炎症反應有關的NFNFκB(Nuclear Factor κB)和MAP激酶家族等的活化作用,展現其轉錄活性。