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应用研究
细菌内毒素微胶粒的解聚
Date: 2017-07-18 16:40:33
细菌内毒素（endotoxin）由革兰氏阴性菌所产生、存在于菌体内的一类毒素，是菌体细胞壁的组成成分。细菌在生活状态时不释放，只有当菌体自溶或用人工方法使细胞裂解后才可释放出来，它不是细菌的代谢产物。细菌内毒素的化学成分是磷脂-多糖-蛋白质复合物，其中主要成分是脂多糖（lipopolysaccharide，LPS），位于细胞壁的最外层，覆盖在细胞壁的粘肽上。脂多糖由三部分组成：O-特异性链、核心多糖和类脂A。
O-特异性链：向外由若干个低聚糖的重复单位组成的多糖链，具有特异性。
核心多糖：分为内核心及外核心，外核心由数种单糖，包括葡萄糖、半乳糖、乙酰氨基葡萄糖等组成。内核心含有庚糖及特殊的KDO（3-脱氧-D-甘露糖-辛酮糖）。KDO以不耐酸的酮糖键与类脂A的氨基葡萄糖连接。所有G-菌都有此结构。
类脂A：位于最外层，具有致热作用，是细菌内毒素的毒性成分。游离的类脂A含有疏水性的中心及亲水性的边缘，是一种双相分子，可自身凝集成高分子的复合物，其分子量大小不等。
LPS是由亲水性的多糖和疏水性的类脂A结合构成的一种两性大分子物质。在LPS分子内，亲水性基团与疏水性基团在空间结构上位于分子两端，因此，在极性溶媒和非极性溶媒中均能形成微粒样多聚体。在水溶液中形成的LPS微胶粒，疏水性的类脂A位于多聚体的内部，亲水性的多糖位于多聚体的外侧（而在脂溶性的溶剂中则相反），其分子量可增大到1×108，在电镜下呈清晰的微胶粒。在水溶液中，由于多聚体亲水表面富含酸性基团，使得高分子LPS多聚体带有负电荷。因此，LPS微胶粒能与溶媒中的Mg2+、Ca2+结合，从而增强了LPS微胶粒的结构稳定性。表面活性剂与溶媒中的Mg2+、Ca2+可影响LPS微胶粒的聚合状态。通常在无表面活性剂存在 的溶液中，LPS多聚体的分子量超过1×106；在 表面活性剂存在时，LPS多聚体被解聚成（1～2）×104的微胶粒。
LPS的集聚程度对于其生物学活性有非常显著的影响。在测定LPS的活性时，必须以LPS溶解状态为前提。在水溶液中形成的LPS微胶粒，由于其主要活性部分类脂A不暴露于水溶液中，因此必须采用一系列的方法使LPS多聚体解聚。
对于某种特定的LPS，由于集聚程度的不同，生物学活性可强弱不一。低集聚度的LPS分子表现较强的毒性。相反，高集聚状态的LPS多聚体，由于易被细胞吞噬清除，表现出较低的毒性。不同方法提取的LPS毒性强弱不等，酸法提取的LPS，由于部分a-糖苷键被裂解，形成较多游离的类脂A，因此，酸法抽提的LPS毒性较酚法提取的低。LPS其他生物学活性，如致有丝分裂反应及鲎试剂凝集反应等活性，也受到LPS集聚程度的影响，聚合状态的LPS不能与鲎试剂发生凝集反应，必须通过各种方法将其解聚，变为LPS单体才能较好地使鲎试剂凝集。
在LPS标准品溶解时，往往不能确定其微胶粒状态是否被完全解聚，用旋涡振荡器一般可以达到解聚的目的。如有条件可用20KHZ左右的声波对LPS微胶粒进行解聚，通过此种方法可得到均匀分布的LPS单体溶液，但此种单体溶液在溶液中仅能维持约10min左右。
O-特异性链：向外由若干个低聚糖的重复单位组成的多糖链，具有特异性。
核心多糖：分为内核心及外核心，外核心由数种单糖，包括葡萄糖、半乳糖、乙酰氨基葡萄糖等组成。内核心含有庚糖及特殊的KDO（3-脱氧-D-甘露糖-辛酮糖）。KDO以不耐酸的酮糖键与类脂A的氨基葡萄糖连接。所有G-菌都有此结构。
类脂A：位于最外层，具有致热作用，是细菌内毒素的毒性成分。游离的类脂A含有疏水性的中心及亲水性的边缘，是一种双相分子，可自身凝集成高分子的复合物，其分子量大小不等。
LPS是由亲水性的多糖和疏水性的类脂A结合构成的一种两性大分子物质。在LPS分子内，亲水性基团与疏水性基团在空间结构上位于分子两端，因此，在极性溶媒和非极性溶媒中均能形成微粒样多聚体。在水溶液中形成的LPS微胶粒，疏水性的类脂A位于多聚体的内部，亲水性的多糖位于多聚体的外侧（而在脂溶性的溶剂中则相反），其分子量可增大到1×108，在电镜下呈清晰的微胶粒。在水溶液中，由于多聚体亲水表面富含酸性基团，使得高分子LPS多聚体带有负电荷。因此，LPS微胶粒能与溶媒中的Mg2+、Ca2+结合，从而增强了LPS微胶粒的结构稳定性。表面活性剂与溶媒中的Mg2+、Ca2+可影响LPS微胶粒的聚合状态。通常在无表面活性剂存在 的溶液中，LPS多聚体的分子量超过1×106；在 表面活性剂存在时，LPS多聚体被解聚成（1～2）×104的微胶粒。
LPS的集聚程度对于其生物学活性有非常显著的影响。在测定LPS的活性时，必须以LPS溶解状态为前提。在水溶液中形成的LPS微胶粒，由于其主要活性部分类脂A不暴露于水溶液中，因此必须采用一系列的方法使LPS多聚体解聚。
对于某种特定的LPS，由于集聚程度的不同，生物学活性可强弱不一。低集聚度的LPS分子表现较强的毒性。相反，高集聚状态的LPS多聚体，由于易被细胞吞噬清除，表现出较低的毒性。不同方法提取的LPS毒性强弱不等，酸法提取的LPS，由于部分a-糖苷键被裂解，形成较多游离的类脂A，因此，酸法抽提的LPS毒性较酚法提取的低。LPS其他生物学活性，如致有丝分裂反应及鲎试剂凝集反应等活性，也受到LPS集聚程度的影响，聚合状态的LPS不能与鲎试剂发生凝集反应，必须通过各种方法将其解聚，变为LPS单体才能较好地使鲎试剂凝集。
在LPS标准品溶解时，往往不能确定其微胶粒状态是否被完全解聚，用旋涡振荡器一般可以达到解聚的目的。如有条件可用20KHZ左右的声波对LPS微胶粒进行解聚，通过此种方法可得到均匀分布的LPS单体溶液，但此种单体溶液在溶液中仅能维持约10min左右。
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