細菌內毒素的結構之Lipid A的結構闡述

Lipid A是一種分子量約為2000的磷脂，主要由氨基葡萄糖雙糖構成的親水性骨架和疏水性的長(cháng)鏈脂肪酸兩部分組成，其結構如圖2-5所示。Lipid A是LPS中最為保守的部分、是LPS的毒性和生物活性中心，是LPS中最為保守的組成模式，無(wú)種屬特異性。它位于LPS分子的最內側，參與細菌外膜外葉的構成。

Lipid A雙糖骨架由1個(gè)β-1，6-糖苷鍵相聯(lián)的氨基葡萄糖雙糖單位組成，通過(guò)X線(xiàn)衍射等方法已證明雙糖單位在同一個(gè)平面上，且與外膜表面形成約45°的夾角。雙糖骨架通過(guò)β（1，6）糖苷鍵連接，雙糖骨架的C-1、C-4'位磷酸化，如此構成Lipid A的親水端﹐骨架的游離羥基和氨基可攜帶多種長(cháng)鏈脂肪酸（C12，C14，C16等），這部分決定Lipid A的疏水特性。與其他分子相比，Lipid A這種規則的六邊形構象使其在結構上更為穩固。

革蘭陰性細菌均具有基本一致的Lipid A雙糖骨架，它們的主要不同在于骨架上連接的脂肪酸和（或）磷酸基團的差異。在結合的脂肪酸中﹐β-羥經(jīng)基14烷酸（一種飽和14-C脂肪酸）存在于所有革蘭陰性細菌LPS中，而其他脂肪酸的種類(lèi)和數量因細菌種類(lèi)而異。正是由于這種差別導致了不同細菌LPS毒力的較大差異﹐如缺乏一個(gè)或多個(gè)磷酸鹽和（或）脂肪酸側鏈的LPS毒力顯著(zhù)降低。

KDO以α-糖苷鍵形式連結在非還原性氨基葡萄糖雙糖（GlcNⅡ）的C-6'位上，由于攜帶大量的負電荷，該鍵對H+的親核攻擊敏感。在酸性條件下，Lipid A很容易和核心多糖解離，而產(chǎn)生疏水性較強的游離Lipid A，用雙蒸餾水反復洗滌后去除可溶性的多糖部分，得到純度較高的Lipid A。如用1%的乙酸100℃ 3h降解處理LPS可獲得水不溶性的 Lipid A純品﹐即游離型Lipid A（free Lipid A），而存在于完整LPS分子中的脂質(zhì)成分稱(chēng)為結合型Lipid A（bound Lipid A）。在溶解狀態(tài)，游離型LipidA具有完整LPS的生物學(xué)活性。Lipid A結構變異將會(huì )直接影響細菌外膜的通透性和生存能力。

與氨基葡萄糖雙糖骨架相連的脂肪酸鏈是Lipid A的主要成分，腸道菌Lipid A一般含4條脂肪酸主鏈和兩條支鏈，約占Lipid A分子量的70%~80%。在大部分的Lipid A中主要含十四碳的3-羥化脂肪酸，也可含有10～20碳的其他脂肪酸以及側鏈脂肪酸。長(cháng)鏈脂肪酸和磷酸鹽均以酯鍵和酰胺鍵同氨基葡萄糖雙糖相連。在堿性條件下，由于皂化反應使酯鍵和酰胺鍵水解斷裂，因此，LPS和Lipid A在堿性條件下不穩定。