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细菌内毒素中脂多糖之类脂A化学结构的简介

发布时间: 2022-10-31  点击次数: 141次

类脂A(又称脂质A),系脂多糖的毒性及生物学活性中心。为一种糖磷脂现认为细菌外膜的外层可能是类脂A。各属细菌的类脂结构相似,无种属特异性,故不同革兰氏阴性细菌感染时由内毒素引起的毒性作用十分相似。给实验动物注人类脂A可出现典型的内毒素反应如发热、血液动力学改变、弥漫性血管内凝血及内毒素休克等。类脂A在革兰氏阴性菌感染的机理中亦起着十分重要的作用,故而类脂A可认为是细菌的一种致病因子。另外,类脂A参与细菌外膜的组成在维持细胞壁的稳定性、屏障功能以及在细菌的生理学上亦起着十分重要的作用。

 

 

类脂A的化学结构

类脂A通过α-糖苷键而直接连结于脂多糖内核的KDO分子上这一糖苷键可经温和酸处理而发生裂解由这种方法处理得到的物质称为游离类脂A(free lipid A)而存在于完整脂多糖分子中的脂质成分称结合类脂A(bound lipid A)

 

随着先进的化学及物理学方法的建立,目前已弄清了许多革兰氏阴性菌类脂A的化学结构,特别应当提出的是,80年代以来由于分析和化学合成专家的密切合作已成功地合成了肠道菌(沙门氏菌和大肠杆菌及其他细菌)脂多糖的类脂A及类似物。这些研究对于了解类脂A结构与功能间的关系具有重要的意义。

 

一般来讲典型的类脂A是由两个氨基葡萄糖(GlcN),以β-16-糖苷键相联而组成的基本骨架,双糖骨架的游离羟基及氨基可携带长链脂肪酸和磷酸集团,不同种属细菌合成的类脂的分子组成,以及其骨架上的取代基团均有差异类脂A按结构可分为两类。

 

第一类以沙门氏菌为例举例说明,沙门氏菌类脂AD-葡萄糖22%)、磷酸(10% )及长链脂肪酸( - 60%)组成。分子量大约为2000d B-16-糖苷键连接的氨基葡萄糖双糖构成类脂A骨架双糖的氨基以酰胺键与β-羟基脂肪酸相连。而双糖上346-位上的羟基则以酯键分别与各种不饱和脂肪酸及D-3-羟基脂肪酸相连,脂肪酸链上3-羟基有时可被碳元素数目相等的脂肪酸所酯化。

 

第二类类脂A不含氨基葡萄糖而是以23-二氨基-23-二脱氧-D-葡萄糖为骨架。糖分子中两个氨基被D-3-羟基四价癸酸酰化含少量的脂肪酸。

 

类与第二类之间不发生免疫交叉反应。类脂A不溶于水而溶于吡啶、三乙胺、二甲基亚矾及氢氧化钠等类脂A具有免疫原性注入动物体内可产生相应的抗体。

 

类脂A既含有疏水中心(酰化双糖),又含有亲水端(磷酸)既含有酸性基因又含有碱性基因因此它既是一个双相分子,又是两性分子,这就赋予类脂A特殊的功能和致病作用。它既能与多糖链相结合形成完整的内毒素分子——脂多糖构成细菌细胞壁的重要成分防止外界有害物质入侵又能与宿主细胞膜的受体结舍发挥各种生物学效应。

 

 

类脂A可视作脂多糖的生物学活性“内毒素中心"如其糖衍化物KDO能刺激人和小鼠单核细胞产生白细胞介素-1(IL-1)并影响小鼠巨噬细胞产生花生四烯酸盐代谢产物。当脂多糖由革兰氏阴性细菌表面释放后,可与一种或多种血清或血浆蛋白相互作用,然后结合至宿主细胞上的特异脂多糖受体上引起前炎症介质产生。

 

至于究竟是释放出的脂多糖抑或是结合于细菌上的脂多糖表现对单核——巨噬细胞较强的刺激作用的问题目前尚不清楚。有人仍对抗生素介导的内毒素释放能加重败血综合征的问题持有怀疑态度。因为不同抗生素诱发革兰氏阴性细菌脂多糖释放的能力各不相同,两种对细菌细胞璧起作用的抗生素的内毒素释放潜力也与呈菌血症小鼠的生存有所不同。

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