LPS的化學(xué)研究結(jié)構(gòu)闡述

早期用于LPS化學(xué)結(jié)構(gòu)研究的LPS主要來源于正常腸道菌群或引起胃腸道疾病的革蘭陰性細(xì)菌，開始于20 世紀(jì)60年代。在LPS化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究中，Otto Luderitz起到了開拓性的作用，他率-先明確提出LPS由三部分組成：即О特異性側(cè)鏈（O-specific sidechain）、基礎(chǔ)核心（basal core）和脂質(zhì)A（lipid A）。

O特異性側(cè)鏈由幾個(gè)完-全相同的寡糖組成，曾被稱為重復(fù)單位（repeating units）。細(xì)菌間О特異鏈的結(jié)構(gòu)有著明顯差異，其抗血清對相應(yīng)細(xì)菌有很強(qiáng)的特異性，一般不與其他細(xì)菌反應(yīng)。基于這種認(rèn)識(shí)，Fritz Kauffmann建立了鑒定沙門菌血清型（serotypes）的方法。根據(jù)該方法，可將細(xì)菌分為不同的血清分型。О特異性鏈的差異也使相應(yīng)的LPS具有獨(dú)-特的特性，Kauffmann、Luderritz和Westphal將此特性稱為LPS的化學(xué)表型（chemotypes）。

1975年，Stead發(fā)現(xiàn)，一些革蘭陰性細(xì)菌無О特異鏈。這些細(xì)菌的血清特異性是由LPS糖基化區(qū)的末端糖決定的。因?yàn)檫@些細(xì)菌LPS具有相對短的糖基鏈，Schneider（1984）將這種LPS稱為脂寡糖（lipooligo-saccharide，LOS）。

核心寡糖（core oligosaccharide）是 LPS的另一個(gè)結(jié)構(gòu)部分。1967年，Luderitz和westphal等首-次提出了核心結(jié)構(gòu)，認(rèn)為核心由靠近О鏈的外核和靠Lipid A的內(nèi)核組成。用于核心寡糖的結(jié)構(gòu)特征研究的最-好-的實(shí)驗(yàn)對象是腸道桿菌的Rough突變株。Rough突變株表現(xiàn)為不規(guī)則和粗糙的菌落形態(tài)，具有獨(dú)-特的血清學(xué)特征（與О抗原抗血清無反應(yīng)）。其LPS為R型LPS，所有R型LPS均缺乏О特異鏈。1969年，West-phal和Luderitz進(jìn)一步建立了提取R型LPS的方法，即酚-氯仿-石油（phenol-chloro-form-petroleum）法。

雖然，脂質(zhì)A（Lipid A）早就被認(rèn)為是LPS的毒性中心，但是，該觀點(diǎn)在很長時(shí)間內(nèi)并未被廣泛接受。對其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)較為困難，因而明顯晚于對О鏈和核心部分的認(rèn)識(shí)。

Miles和Pirie可能是最先認(rèn)識(shí)到脂質(zhì)成分的科學(xué)家。早在1939年，他們利用礦物酸處理馬耳他布魯桿菌LPS時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種類似脂質(zhì)的沉淀物。當(dāng)時(shí)，Miles和Pirie并沒有將這種物質(zhì)稱為LPS，而被稱為天然抗原（native antigen）。最早提出脂質(zhì)A名稱的是Westphal和Luderitz。1954年，科學(xué)家利用礦物酸處理未降解的多糖，獲得了一種不溶于二-乙-醚和石油醚，但易溶于氯仿和吡啶的物質(zhì)，為了區(qū)分另一種甲酰胺提取的脂質(zhì)成分，前者被稱為脂質(zhì)A，后者被稱為脂質(zhì)B。脂質(zhì)B后來被證明是磷脂酰乙醇胺。后來的研究證實(shí)，用酸處理LPS可使2-酮-3脫氧辛酸（Kdo）與脂質(zhì)A間連接發(fā)生斷裂，產(chǎn)生脂質(zhì)A沉淀物。

1958年，美國Carl Niemann在研究大腸桿菌LPS時(shí)提出了脂質(zhì)A的化學(xué)結(jié)構(gòu)： D-G1CN，磷，和（R）-3-羥十四烷酸。Westphal和Luderitz也發(fā)現(xiàn)沙門菌脂質(zhì)A含有同樣成分。1969年，Jobst Gmeiner分析Sminnesota Re突變株LPS，首-次顯示脂質(zhì)A含有一個(gè)D-G1CN二糖，二者β（1~6）互聯(lián)，在1'和4'位點(diǎn)上攜帶磷殘基。隨后在腸道桿菌和非腸道桿菌的LPS的脂質(zhì)A均發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)構(gòu)。1983年，闡明了大腸桿菌脂質(zhì)A完整的共價(jià)結(jié)構(gòu)，分子量為1798。1990年，Chris RH Raetz通過生物合成脂質(zhì)A進(jìn)一步證實(shí)了脂質(zhì)A的結(jié)構(gòu)。