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β-1，6-糖苷鍵相聯的氨基葡萄糖雙糖單位組成，通過X線衍射等方法已證明雙糖單位在同一個平面上，且與外膜表面形成約45°的夾角。雙糖骨架通過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和數量因細菌種類而異。正是由于這種差別導致了不同細菌LPS毒力的較大差異﹐如缺乏一個或多個磷酸鹽和（或）脂肪酸側鏈的LPS毒力顯著降低。

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分子中的脂質成分稱為結合型Lipid A（bound Lipid A）。在溶解狀態，游離型LipidA具有完整LPS的生物學活性。Lipid A結構變異將會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。