脂多糖的基本结构之脂质A的特点简述
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- 发布时间:2023-01-03 11:20
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【概要描述】脂质A(lipid A)为一种糖磷脂,具亲水性和疏水性的双嗜性的特点,由氨基葡萄糖、脂肪酸和焦磷酸盐组成,其骨架为两个氨基葡萄糖在β-1,6位通过焦磷酸键聚合而成,具亲水性,多种长链脂肪酸和焦磷酸盐分别以脂键和酰胺键与双糖链相连,其中长链脂肪酸的结构可使脂质A具有疏水特性。
脂多糖的基本结构之脂质A的特点简述
【概要描述】脂质A(lipid A)为一种糖磷脂,具亲水性和疏水性的双嗜性的特点,由氨基葡萄糖、脂肪酸和焦磷酸盐组成,其骨架为两个氨基葡萄糖在β-1,6位通过焦磷酸键聚合而成,具亲水性,多种长链脂肪酸和焦磷酸盐分别以脂键和酰胺键与双糖链相连,其中长链脂肪酸的结构可使脂质A具有疏水特性。
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脂质A(lipid A)为一种糖磷脂,具亲水性和疏水性的双嗜性的特点,由氨基葡萄糖、脂肪酸和焦磷酸盐组成,其骨架为两个氨基葡萄糖在β-1,6位通过焦磷酸键聚合而成,具亲水性,多种长链脂肪酸和焦磷酸盐分别以脂键和酰胺键与双糖链相连,其中长链脂肪酸的结构可使脂质A具有疏水特性。脂质A是内毒素的生物学活性主要组分。各种革兰阴性菌脂质A的化学结构极其相似,虽然彼此可以有差异,但无种属特异性。脂质A的化学结构见图1-2。
脂质A分子中,脂肪酸约占70%~ 80%。各种细菌的脂肪酸性质和排列不一。肠道细菌含有羟化脂肪酸,尤其是羟基化肉豆蔻酸(β-hydroxymyristic acid)为其特定成分,而其他细菌则没有羟基化肉豆蔻酸或其他羟基化脂肪酸。厌氧黑色素类杆菌的脂肪酸很独特,可为环状或奇数碳链脂肪酸,缺少β-羟基化肉豆蔻酸。脂质A不溶水,而溶于酚、汽油、吡啶、三乙胺、二甲基亚硕以及氢氧化钠等。
1960年,Westplal等首先报道脂质A是内毒素的生物学活性成分,随后OttoLüideritz等采用两种方法证实脂质A的活性,一种方法是将多糖链缺陷变异株的脂多糖中KDO残基的化学结构加以改变,脂多糖的活性(小鼠和鸡胚致死性、致热性、抗补体活性)不变,说明毒性不在脂多糖部分,而在脂质A;另一种方法是将灭活细菌进行分离提取,所得到的不溶性脂质A 与水溶性载体如白蛋白等结合,成为稳定的可溶性的脂质A,并直接测定其活性。试验证实,脂质A对小鼠具有致死性、致热性、抗补体活性以及能引起骨髓坏死、鲎血溶解物试验阳性等生物学活性。
脂质A 活性虽然较原始粗提的脂多糖活性略低,但仍可以说明脂多糖的活性部位系脂质A。而多糖的存在却有助于不溶性的脂质A易溶解而发挥作用。脂质A的毒性主要在于其以脂键相连的脂肪酸,若后者被中性粒细胞、巨噬细胞内溶酶体酶,如AOAH水解,变成脱酰基脂质A,导致其空间结构发生改变,该脂质A或脂多糖即失去毒性。各种革兰阴性菌的脂质A 的化学成分和结构虽然有差异,但彼此极其相似,这就解释了内毒素的活性,包括对人体所引起的反应基本相同的原因,但不排除在不同物种中,如人类和小鼠对有些内毒素反应相反的可能。
脂质A系LPS中最保守的部分。也是革兰阴性菌株脂多糖分子结构中共有的成分,目前认为是GNB的病原体相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP),由宿主天然免疫系统识别:如TLR,CD14等受体识别PAMP分子。研究发现,脂质A结构的完整性(如双磷脂酰脂质A)与LPS 的毒性相关,而单磷酰基脂质A或单磷酰基脂质A前体(如脂质x,脂质Y)则不能引起发热,局部Shwartzman反应或者致死性休克。因此有人研究利用单体脂质A前体诱发机体对内毒素耐受的研究和治疗。目前认为在LPS结构中,脂质A 和KDO结构部分是最具有毒性的成分,而并不需要О特异链和核心多糖的大部分参与,例如Bg-LPS,因其缺乏典型细菌内毒素所具有的KDO和β羟基化肉豆蔻酸,内毒素的活性就比较弱。脂质A和KDO结构部分也具有免疫原性,能激活机体免疫系统,引起机体产生相应的抗体。
一般方法提取的内毒素中有两种脂质形式,即脂质A和脂质B。脂质B与内毒素其他成分结合较弱,一般脂溶剂即可将其提出,其可能属于脑磷脂,无生物学活性。由于除去脂质B后对内毒素的活性没有影响,因此脂质B不是内毒素的真正的毒性成分。脂质A则与多糖牢固结合形成脂多糖。
典型的内毒素脂多糖分子是由以上三部分组成的,但在有一些革兰阴性细菌(如嗜血杆菌属、奈瑟菌属等)中,仅有少数几个糖基取代了О特异性多糖链,连接于核心多糖外侧部分,因此这类脂多糖通常被称为脂寡糖(lipooligosaccharide,LOS)。
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