细菌内毒素的结构之Lipid A的结构阐述

Lipid A是一种分子量约为2000的磷脂，主要由氨基葡萄糖双糖构成的亲水性骨架和疏水性的长链脂肪酸两部分组成，其结构如图2-5所示。Lipid A是LPS中最为保守的部分、是LPS的毒性和生物活性中心，是LPS中最为保守的组成模式，无种属特异性。它位于LPS分子的最内侧，参与细菌外膜外叶的构成。

Lipid A双糖骨架由1个β-1，6-糖苷键相联的氨基葡萄糖双糖单位组成，通过X线衍射等方法已证明双糖单位在同一个平面上，且与外膜表面形成约45°的夹角。双糖骨架通过β（1，6）糖苷键连接，双糖骨架的C-1、C-4'位磷酸化，如此构成Lipid A的亲水端﹐骨架的游离羟基和氨基可携带多种长链脂肪酸（C12，C14，C16等），这部分决定Lipid A的疏水特性。与其他分子相比，Lipid A这种规则的六边形构象使其在结构上更为稳固。

革兰阴性细菌均具有基本一致的Lipid A双糖骨架，它们的主要不同在于骨架上连接的脂肪酸和（或）磷酸基团的差异。在结合的脂肪酸中﹐β-羟经基14烷酸（一种饱和14-C脂肪酸）存在于所有革兰阴性细菌LPS中，而其他脂肪酸的种类和数量因细菌种类而异。正是由于这种差别导致了不同细菌LPS毒力的较大差异﹐如缺乏一个或多个磷酸盐和（或）脂肪酸侧链的LPS毒力显著降低。

KDO以α-糖苷键形式连结在非还原性氨基葡萄糖双糖（GlcNⅡ）的C-6'位上，由于携带大量的负电荷，该键对H+的亲核攻击敏感。在酸性条件下，Lipid A很容易和核心多糖解离，而产生疏水性较强的游离Lipid A，用双蒸馏水反复洗涤后去除可溶性的多糖部分，得到纯度较高的Lipid A。如用1%的乙酸100℃ 3h降解处理LPS可获得水不溶性的 Lipid A纯品﹐即游离型Lipid A（free Lipid A），而存在于完整LPS分子中的脂质成分称为结合型Lipid A（bound Lipid A）。在溶解状态，游离型LipidA具有完整LPS的生物学活性。Lipid A结构变异将会直接影响细菌外膜的通透性和生存能力。

与氨基葡萄糖双糖骨架相连的脂肪酸链是Lipid A的主要成分，肠道菌Lipid A一般含4条脂肪酸主链和两条支链，约占Lipid A分子量的70%~80%。在大部分的Lipid A中主要含十四碳的3-羟化脂肪酸，也可含有10～20碳的其他脂肪酸以及侧链脂肪酸。长链脂肪酸和磷酸盐均以酯键和酰胺键同氨基葡萄糖双糖相连。在碱性条件下，由于皂化反应使酯键和酰胺键水解断裂，因此，LPS和Lipid A在碱性条件下不稳定。