健康用語解説

LPS


<リポ多糖とは>
リポ多糖(リポたとう、英: Lipopolysaccharide, LPS)は、グラム陰性菌細胞壁外膜の構成成分であり、脂質及び多糖から構成される物質(糖脂質)である。
LPSは内毒素(エンドトキシン、英: Endotoxin)であり、ヒトや動物など他の生物の細胞に作用すると、多彩な生物活性を発現する。
LPSの生理作用発現は、宿主細胞の細胞膜表面に存在するToll様受容体 (Toll-like Receptor、TLR) 4 (TLR4) を介して行われる。


<構造・性質>
糖鎖部分は、コア多糖(またはコアオリゴ糖)と呼ばれる部分と、O側鎖多糖(O抗原)と呼ばれる部分から構成される。
グラム陰性菌細胞壁のいちばん外側の部分には、外膜と呼ばれる脂質二重膜が存在しており、LPSは、リピドAの部分が、この脂質二重膜の外層を形成する分子として脂質層に入り込み、糖鎖の部分が細胞外に突き出す形で、グラム陰性菌の細胞表面に存在する。

O側鎖多糖は、3-5種類ほどの6炭糖(ヘキソース)や5炭糖(ペントース)からなる基本構造が、4-40回繰り返した構造を持つ。
淋菌や髄膜炎菌など、菌種によっては特に短いO側鎖を有し、この場合はリポ多糖 (LPS) の代わりにリポオリゴサッカライド(リポオリゴ糖、LOS)と呼ぶことがある。
O側鎖多糖の構造は、同種の細菌の中でも菌株ごとに異なり、菌体表面の親水性や抗原性に大きく関与する。
O抗原と呼ばれる、細菌の表面抗原の本体であり、菌株の分類や鑑別に利用される。
例えば大腸菌では約170種類の異なる型のO抗原が知られ、O抗原の違いからどのような病原性を持つ菌株か(O157など)を判別することができる(ただし、病原性自体はベロ毒素によるものであり、LPSの作用ではない)。

また、O側鎖はファージに対する受容体にもなり、その菌に対してどのファージが感染しうるかを決定する因子として、ファージ型(phagovar)の決定にも関与する。
コア多糖は、5炭糖、6炭糖の他に、細菌に独特な7炭糖(ヘプトース)や8炭糖(特に2-ケトデオキシオクトン酸, KDO)などから構成される糖鎖である。
O側鎖とは異なり、その構造は菌種によってほぼ一定である。
コア多糖は疎水性の高い糖類から構成されており、親水性の高いO側鎖部分が短い場合には、細菌表面は疎水性になる。

細菌表面の親水性が高い場合、しばしば寒天培地上のコロニーは表面が平滑で光沢を持つもの(S型、Smooth)に、疎水性が高い場合には表面が粗いもの(R型、Rough)なることが知られており、O側鎖およびコアからなる多糖の構成はコロニー性状にも影響する。

LPSの脂質部分に当たるリピドAはリン酸基が結合したグルコサミン2分子がグリコシド結合したものに対して脂肪酸鎖が複数結合した化学構造をとる。
LPSの生理活性の発現において最も重要な働きをしていると考えられているのはリピドA部位であり、リピドA単独でも生理作用を示すことができる。
リピドAの構造中に含まれる脂肪酸鎖は細菌種により異なる。
LPSは細胞壁から容易には遊離せず、細菌が死滅したときなどに細胞が融解・破壊されることで遊離し、それが動物細胞などに作用することで毒性を発揮する。

このような性質から、細菌が外に分泌する毒素(=外毒素)ではなく、分泌されない「菌体内に存在する毒素」、すなわち内毒素とも呼ばれる。
LPSは熱的・化学的にも安定しており、通常の滅菌に用いられるオートクレーブや乾熱滅菌では不活化することができない。不活化には250℃で30分間の加熱を要する。



引用:Wikipedia_リポ多糖
(https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%9D%E5%A4%9A%E7%B3%96)
引用日時:2019年12月16日