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細菌內(nèi)毒素中類脂A及脂多糖的立體構(gòu)型介紹

來源:科德角國際生物醫(yī)學(xué)科技(北京)有限公司   2022年11月01日 15:18  

在《細菌內(nèi)毒素中脂多糖之類脂A化學(xué)結(jié)構(gòu)的簡介》一文中有提到:類脂A(又稱脂質(zhì)A),它是脂多糖的毒性及生物學(xué)活性中心。為一種糖磷脂,現(xiàn)認為細菌外膜的外層可能是類脂A。接下來介紹:類脂A及脂多糖的立體構(gòu)型。

 

一、離體脂多糖的雙層結(jié)構(gòu)

應(yīng)用X-衍射技術(shù)已經(jīng)證明脂多糖無論處于干燥狀態(tài)還是在水溶液中,均能形成雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)脂多糖的來源不同,它們可形成不同厚度的雙層結(jié)構(gòu)。例如奇異變形桿菌脂多糖可形成9.6nm厚度的雙層結(jié)構(gòu)大腸桿菌B/r脂多糖可形成10nm厚度的雙層結(jié)構(gòu)根據(jù)脂多糖中的含水量不同其厚度可有改變。高度純化的明尼蘇達光滑型脂多糖粗糙型脂多糖及類脂分別形成11.2,6.05.2nm的雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以算出脂多糖或類脂A單層結(jié)構(gòu)的厚度(上述數(shù)據(jù)各除以2。因而:

1類脂A的厚度約為2.6nm=5.2/2nm。

2粗糙型脂多糖的厚度相當(dāng)于3.0nm,亦就是說由KDO形成的厚度約為0.4nm。

3光滑型脂多糖的厚度約為5.6nm,亦即由脂多糖中多糖部分(包括KDO(核心寡聚糖))所形成的厚度約為3nm。由于脂多糖的O-多糖鏈部分可攜帶20 ~40或更多個重復(fù)寡聚糖單位,故而如果以伸展形式存在的話,其長度可超過10nm。因而上述結(jié)構(gòu)提示脂多糖的多糖部分以卷曲的形式存在7。

 

 

 

二、脂肪酸鏈的排列

由于類脂A與磷酯具有相似的構(gòu)造,故而它們在細菌外膜中的構(gòu)型是可比的。根據(jù)溫度、水含量與化學(xué)本質(zhì)的不同,磷脂的脂肪酸可以不同的形式存在最常見的α,β及β′構(gòu)型。α-構(gòu)型相當(dāng)于順序度較差的、流動性較大的脂肪酸排列,其鏈與膜表面相垂直,這種α-構(gòu)型常常是生理情況下的脂肪酸排列。當(dāng)溫度降低時,α-可轉(zhuǎn)化為β-,這種β-構(gòu)型相當(dāng)于順序度較好的脂肪酸排列。在這一構(gòu)型中脂肪酸鏈與膜表面相垂直β′-構(gòu)型與β-相似惟一的差別是脂肪酸鏈與膜表面不相垂直。野生型的脂多糖、粗糙型脂多糖及游離類脂A的脂肪酸鏈與膜表面相垂直,其構(gòu)型相似于磷脂的β-相結(jié)構(gòu)。

 

三、類脂A的分子模型

隨著先進的生物物理及化學(xué)方法的建立,目前已有可能建立游離類脂A的立體分子模型。下列所討論的類脂A分子模型,主要是依據(jù)X-衍射分析結(jié)果及α能量計算方法所取得的綜合分析結(jié)果。

類脂A的親水性D-GlcN2-脫氧-2氨基-葡萄吡喃糖雙糖骨架以一個平面存在,且與外膜形成一個45角。類脂A所含的脂肪酸均存在于這一平面的一側(cè)并與膜表面成90°角存在,這一構(gòu)型如圖8所示。

 

 

四、存在于細菌外膜中脂多糖的構(gòu)成

脂多糖在外膜中的結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示。這一結(jié)構(gòu)顯示出以下幾個特點:

1與天然磷脂比較,脂多糖顯示出高度的有序性這是由于其中存在的類脂A的高順序度所決定的,這種形式的結(jié)構(gòu)顯得相對的僵直。

2脂多糖的O-多糖鏈部分以高度螺旋的狀態(tài)存在。

3類脂A的親水性骨架雙磷酸化的D-GlcN雙糖與外膜表面成45角。

4)類脂A的脂肪酸全部存在于膜的內(nèi)葉,并形成相對獨立的小區(qū)域。

 


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