ליפופוליסכריד

המונח "LPS" מפנה לכאן. אם הכוונה למשמעות אחרת, ראו LPS (להקה). ליפופוליסכרידים (באנגלית ביחיד: Lipopolysaccharide; בראשי תיבות: LPS) הם קבוצה של תרכובות אורגניות. מולקולות LPS מהוות מרכיב חשוב בממברנה החיצונית של חיידקים גראם-שליליים, והן תורמות במיוחד לאחידות המבנית של ממברנת החיידק ומגינות על הממברנה מפני סוגים מסוימים של התקפה כימית. LPS הוא אנדוטוקסין, ומשרה תגובה חזקה מאוד ממערכות חיסון תקינות של בעלי חיים. ליפופוליסכריד היא מולקולה גדולה המורכבת מליפיד ופוליסכריד המחוברים ביניהם באמצעות קשר קוולנטי. המולקולה מורכבת משלושה חלקים: שרשרת O - עשויה מפוליסכריד ובעלת ייחודיות למין וסוג חיידק, לכן גם בעלת תכונות אימונוגניות. ליבה העשויה מאוליגוסכריד המורכב מסוכרים מיוחדים (לדוגמה: KDO, קטו-דאוקסי-אוקטולונאט והפטוז). ליפיד A המורכב מחומצות שומן מיוחדות (לדוגמה, חומצה הידרוקסי-מיריסטית) ומשתבץ בממברנה החיצונית תוך כדי ששאר ה-LPS מגיח מפני השטח של הממברנה. האוליגוסכרידים שבליבת ה-LPS מצומדים לליפיד A, האחראי בחלקו לרעילות של חיידקים גראם-שליליים. LPS מתפקד כמעין אב טיפוס של אנדוטוקסין, כיוון שהוא קושר את קומפלקס הקולטנים CD14/TLR4/MD2, הגורם להפרשה של ציטוקינים קדם-דלקתיים בסוגי תאים רבים, ובייחוד במקרופאג'ים. "אתגר LPS" באימונולוגיה הוא חשיפה של נושא המחקר ל-LPS שעשוי לפעול כטוקסין. נהוג להתייחס אל שרשרת הצד הפוליסכרידית כאל האנטיגן - O של החיידק. שרשרת הצד O היא גם כן פוליסכריד שבולט החוצה מהליבה הפוליסכרידית. הצירוף של שרשרת הצד O מגוּון בין גזעים שונים של חיידקים גראם-שליליים. שרשראות הצד O מזוהות בקלות על ידי נוגדני המארח, אולם, המאפיינים של השרשרת יכולים להשתנות בקלות על ידי חיידקים גראם-שליליים על מנת להימנע מגילוי. כמו כן, LPS מגדיל את המטען השלילי של מעטפת התא ומסייע לייצב את המבנה הכללי של הממברנה. ניתן לשנות את הסינתזה של LPS על מנת ליצור מבנה ייחודי של סוכר. ניתן לזהות את אלו על ידי LPS אחר (שמאפשר לעכב רעלנים של LPS) או על ידי גליקוזילטראנספראזות המשתמשים במבנים סוכריים אלה על מנת להוסיף סוכרים ספציפיים נוספים. אנטיגנים מסוג O הם החלק המשתנה ביותר במולקולת ה-LPS, דבר המקנה לה את הספציפיות האנטיגנית. באופן מנוגד לכך, ליפיד A הוא החלק השמור ביותר. אולם, ההרכב של ליפיד A עשוי גם כן להשתנות (לדוגמה: במספר ובסוג שרשראות האציל). חלק מהווריאציות הללו עשויות להקנות תכונות אנטגוניסטיות למולקולות ה-LPS הללו. לדוגמה: (Rhodobacter sphaeroids diphosphoryl lipid A (RsDPLA הוא אנטגוניסט פוטנציאלי של LPS בתאי אדם, אבל הוא אגוניסט בתאים של אוגר וסוס הבית. הוצעה השערה שליפיד A חרוטי (לדוגמה: מהחיידק E.coli) הוא יותר אגוניסטי, ליפיד A פחות חרוטי כמו אלה של Porphyromonas gingivalis עשוי להפעיל אות שונה (TLR2 במקום TLR4), וליפיד A גלילי לחלוטין כמו זה של Rhodobacter sphaeroids הוא אנטגוניסטי ל-TLR. התפקיד של LPS נבחן במסגרת מספר ניסויי מחקר במשך מספר שנים עקב תפקידו בהפעלת מספר רב של גורמי תעתוק, הנהפכים לפעילים לאחר עירור עם LPS. כמו כן, LPS מפיק מספר רב של מתווכים המעורבים באלח דם. צברי הגנים המקודדים לליפופוליסכרידים שונים מאוד זה בזנים שונים, תת-זנים, ובזנים של פתוגנים חיידקיים של צמחים ושל בעלי חיים. Netea M et al (2002). "Does the shape of lipid A determine the interaction of LPS with Toll-like receptors?". Trends Immunol 23 (3): 135-9. PMID 11864841. Seydel U, Oikawa M, Fukase K, Kusumoto S, Brandenburg K (2000). "Intrinsic conformation of lipid A is responsible for agonistic and antagonistic activity". Eur J Biochem 267 (10): 3032-9. PMID 10806403. Reeves P, Wang L (2002). "Genomic organization of LPS-specific loci". Curr Top Microbiol Immunol 264 (1): 109-35. PMID 12014174. Patil P, Sonti R (2004). "Variation suggestive of horizontal gene transfer at a lipopolysaccharide (lps) biosynthetic locus in Xanthomonas oryzae pv. oryzae, the bacterial leaf blight pathogen of rice". BMC Microbiol 4 (1): 40. PMID 15473911.