Lipopolisaharid

Za druge pomene glej LPS.

Lipopolisaharid (okrajšano LPS) je kompleks lipida in polisaharida, ki je v steni gramnegativnih bakterij. Če se sprosti v kri kot endotoksin, povzroči zvišano telesno temperaturo, v večji količini pa septični šok; aktivira sistem komplementa, inducira tvorbo citokinov, deluje citotoksično na cerebralni mikrovaskularni endotelij (notranjo plast majhnih žil v možganih) in povzroča tvorbo različnih sekundarnih obveščevalcev.^[1] Hkrati pa lipopolisaharidi otežujejo vstop nekaterim antibiotičnim učinkovinam v bakterijsko celico.^[2]

Zgradba lipopolisaharida.

Sestava

Saharolipidni Kdo₂-lipid A. Glukozaminski ostanek je označen modro, Kdo rdeče, acilne verige črno, fosfatne skupine pa zeleno.

Lipopolisaharidna molekula je sestavljena iz treh delov:

1. antigen O (ali polisaharid O)
2. osrednji oligosaharid
3. lipid A

Antigen O

Antigen O, polisaharid O ali stranska veriga O je ponavljajoči se glikanski polimer. Pripet je na oligosaharid sredice in predstavlja najbolj zunanji del molekule LPS. Sestava antigena O se razlikuje od bakterijskega seva do seva. Na primer samo pri različnih sevih bakterije E. coli obstaja več kot 160 različkov antigena O.^[3] Prisotnost ali odsotnost antigena O odloča o tem, ali je lipopolisaharid opredeljen kot hrapav ali gladek. Verige antigena O s celotno dolžino napravijo lipopolisaharide gladke, če je antigen O odsoten ali skrajšan, pa govorimo o hrapavih LPS.^[4] Bakterije s hrapavimi lipopolisaharidi so praviloma bolj prepustne za hidrofobne antibiotike, saj so hrapavi LPS bolj hidrofobni.^[5] Antigen O je izpostavljen kot najbolj zunanji del bakterijske celice in zato predstavlja tarčo za gostiteljeva protitelesa.

Sredica

Sredični del lipopolisaharida vselej vsebuje oligosaharidno strukturo, pripeto neposredno na lipid A. Kot sladkorno komponento običajno vsebuje heptozo in 3-deoksi-D-manooktulosonično kislino (znano tudi kot keto-deoksioktulozonat).^[6] Sredični del lipopolisaharidov pri številnih bakterijah vsebuje tudi neogljikovodikove komponente, na primer fosfate, aminokisline in etanolaminske substituente.

Lipid A

Lipid A je v normalnih okoliščinah fosforiliran glukozaminski disaharid s številnimi vezanimi maščobnimi kislinami. S temi hidrofobnimi maščonikislinskimi verigami je zasidran v bakterijsko membrano, preostanek lipopolisaharida pa štrli iz nje. Lipid A je odgovoren za večji del toksičnosti gramnegativnih bakterij. Če pride do lize bakterijskih celic pod vplivom imunskega sistema, se delčki membrane, ki vsebujejo lipid A, sprostijo v krvni obtok in povzročijo vročino, drisko in življenjsko ogrožajoč endotoksični (septični) šok.

Biosinteza in transport

Dokončna tvorba LPS: podenote antigena O se prenesejo preko notranje membrane (s pomočjo Wzx, kjer se polimerizirajo (s pomočjo Wzy; dolžino verige določuje Wzz) ter s pomočjo WaaL vežejo na molekule kompleksov med lipidom A in sredičnim lipopolisaharidom. Slednji se preko notranje membrane prenesejo s pomočjo MsbA.^[7]

Transport LPS: Zaključene molekule LPS se preko periplazemskega prostora in zunanje membrane prenesejo s pomočjo beljakovin LptA, B, C, D, E, F in G.^[8]

Sklici

1. http://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=lipopolisaharid%5B%5D, Slovenski medicinski e-slovar, vpogled: 18. 2. 2012.
2. Pharmacology 2007. Rang, Dale, Ritter: Pharmacology, 4. izdaja, 1999, Churchill Livingstone Elsevier. Str. 688.
3. Christian Raetz and Chris Whitfield (2002) Lipopolysaccharide Endotoxins Annu. Rev. Biochem. 71:635–700
4. Rittig MG; in sod. (2004). »Smooth and rough lipopolysaccharide phenotypes of Brucella induce different intracellular trafficking and cytokine/chemokine release in human monocytes«. Journal of Leukocyte Biology. 5 (4): 196–200. doi:10.1189/jlb.0103015. PMID 12960272.
5. Tsujimoto H; in sod. (2003). »Diffusion of macrolide antibiotics through the outer membrane of Moraxella catarrhalis«. Journal of Infection and Chemotherapy. 74 (4): 1045–1055. doi:10.1007/s101569900025. PMID 11810516.
6. Hershberger C; Binkley SB (1968). »Chemistry and Metabolism of 3-Deoxy-d-mannooctulosonic Acid. I. STEREOCHEMICAL DETERMINATION«. Journal of Biological Chemistry. 243 (7): 1578–1584. PMID 4296687.^{[mrtva povezava]}
7. Wang, Xiaoyuan; Quinn, Peter J. (2010). »Lipopolysaccharide:Biosynthetic pathway and structure modification«. Progress in Lipid Research. 49 (2): 97–107. doi:10.1016/j.plipres.2009.06.002. PMID 19815028.
8. Ruiz, Natividad; Kahne, Daniel; Silhavy, Thomas J (2009). »Transport of lipopolysaccharide across the cell envelope: the long road of discovery«. Nature Reviews Microbiology. 7 (9): 677–683. doi:10.1038/nrmicro2184. PMC 2790178. PMID 19633680.