Липополисахарид

Строение липополисахарида: боковые полисахаридные цепи (О-антиген), центральный олигосахарид и липид А.

Липополисахарид (ЛПС; англ. lipopolysaccharide) — макромолекула, состоящая из полисахарида, ковалентно соединённого с липидом, основной компонент клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Функция

Липополисахарид (ЛПС) является основным компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Единственной грамположительной бактерией с липополисахаридом является Listeria monocytogenes. ЛПС обеспечивает структурную целостность бактериальной клетки и защищает мембрану от агрессивных воздействий окружающей среды. Отрицательный заряд ЛПС повышает общий отрицательный заряд бактерии и стабилизирует её мембрану. Действие многих антибиотиков направлено на повреждение ЛПС.

Эндотоксин

Схема распознавания липополисахарида (LPS) иммунными клетками и передача сигнала, вызывающего иммунный ответ.

Для организма, заражённого такими бактериями, ЛПС является классическим эндотоксином, так как распознаётся клетками адаптивного иммунитета (в первую очередь макрофагами) и вызывает сильный иммунный ответ с секрецией воспалительных цитокинов. Рецепторный комплекс CD14/TLR4/MD2, присутствующий на макрофагах и многих других клетках организма, связывает ЛПС и запускает воспалительную реакцию, направленную на подавление инфекции. Это, в свою очередь, может вызвать токсические проявления, от повышения температуры до септического шока.

Структура

ЛПС включает 3 ковалентно-связанных компонента:

• Липид А
• Центральный олигосахарид
• О-антиген

Липид А — дисахарид с несколькими соединёнными цепями необычной гидроксимиристиновой жирной кислоты, который «заякоривает» молекулу ЛПС в бактериальной мембране. После разрушения бактериальной клетки липид А высвобождается в кровь и может вызывать тяжёлые токсические последствия вплоть до септического шока.

Центральный олигосахарид состоит из необычных сахаров: кетодезоксиоктулозоната и гептозы. Он служит молекулярным мостиком и соединяет липид А с О-антигеном. Является эндотоксином и при высвобождении в кровь, также, как и липид А, может вызывать явления отравления вплоть до септического шока, хотя и в меньшей степени, чем липид А.

О-антиген представляет собой полисахаридные цепи, которые соединены с центральным олигосахаридом. Эта часть ЛПС экспонирована в окружающую среду. Состав О-антигена варьирует в зависимости от штамма бактерии. Чем протяжённее полисахариды О-антигена, тем хуже гидрофобные антибиотики проникают через них в бактериальную клетку. Эта часть ЛПС является наиболее иммуногенной и легко распознаётся иммунной системой хозяина, с чем и связано её название.

См. также

• Липополисахарид-связывающий белок
• Толл-подобные рецепторы

Ссылки

• Wexler H, Oppenheim JD (March 1979). «Isolation, characterization, and biological properties of an endotoxin-like material from the gram-positive organism Listeria monocytogenes». Infect. Immun. 23 (3): 845–57. PMID 110684.
• Липополисахарид