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2024年08月05日 15:11 来源：http://www.xwcbio.com/
脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）是革兰氏阴性细菌外膜的重要成分，对细菌的生存和致病性具有重要影响。LPS位于细菌外膜的外层，在无荚膜菌株中直接暴露在细胞表面。脂多糖的复杂结构和多样性使其成为细菌与宿主相互作用的关键因素，深入理解其结构与功能对于微生物学、免疫学以及药物开发研究具有重要意义。
一、 结构组成
完整的细菌脂多糖是由分子量为10-20 kDa的大分子组成，其结构包括三个主要部分：疏水的脂质A、亲水的核心多糖链和特异性的O抗原寡糖侧链。
脂质A
脂质A是脂多糖的疏水部分，负责其毒性特性。脂质A的核心结构由β-葡萄糖胺-(1→6)-葡萄糖胺-1-磷酸基底组成，两端附有脂肪酸酯。这种结构在不同的革兰氏阴性菌中有所不同，表现为脂肪酸链的长度和饱和度的变异性，但在同一种细菌中却相对保守。
脂质A的毒性主要通过激活宿主的TLR4（Toll样受体4）信号通路来实现，从而诱导强烈的免疫反应。这种反应包括促炎细胞因子的分泌，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-1（IL-1），这些因子在引起败血性休克和全身炎症反应综合征（SIRS）中扮演重要角色。
核心多糖
核心多糖由内核和外核组成。内核通常含有1至4个KDO（3-脱氧-α-D-甘露辛酸）分子，这些分子附着在双糖核心上。KDO是脂多糖的特征性成分，其存在对于生物活性脂质A的形成至关重要。尽管KDO被认为是维持细菌生存必需的成分，但研究表明，某些KDO缺失的菌株仍能存活，这说明KDO的重要性可能因菌株而异。
内核还包含庚酮糖单糖（如L-甘油-α-D-甘露庚糖吡喃糖）和磷酸基团，这些成分增加了细胞膜的负电荷，有助于稳定细胞结构。这些磷酸化修饰不仅增强了细菌对环境压力的耐受性，还可能在细菌-宿主相互作用中发挥调节作用。内核的组成可以显著影响脂多糖的生物学功能，例如，通过影响其在宿主细胞表面的识别和结合。
外核则由更常见的己糖组成，包括葡萄糖、半乳糖和N-乙酰氨基葡萄糖。外核的结构较内核更具多样性，这种多样性在不同细菌种类中差异显著。外核多糖的变异性是细菌适应不同环境和宿主的重要因素之一。外核部分的修饰，如乙酰化和甲基化等，可以影响脂多糖的抗原性和免疫反应。
O抗原
O抗原是一个重复的寡糖单位，通常由2至6个糖组成。O抗原是脂多糖最具变异性的部分，不同的O抗原结构用于鉴定和分配细菌的血清型。例如，O抗原的差异用于区分大肠杆菌（Escherichia coli）、沙门氏菌（Salmonella enterica）和霍乱弧菌（Vibrio cholerae）。O抗原的变异性不仅影响细菌的抗原性，还影响其在宿主体内的免疫逃逸能力。
脂多糖的核心部分和脂质A部分可能有一定的结构变异，而O抗原则具有高度的结构变异以及重复单位数量的变异。这些差异导致脂多糖制剂中存在显著的异质性。由于脂多糖是异质的，并且倾向于形成不同大小的聚集体，因此这些聚集体的“分子质量”范围为1-4百万道尔顿或更大。当脂多糖用十二烷基硫酸钠（SDS）和热处理时，分子质量约为50-100 kDa。脂多糖聚集体的存在对其生物学功能也有重要影响，例如，通过影响其在宿主细胞中的递送和识别。
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