Lipopolysakkaridi (LPS) on molekyyli, joka on gramnegatiivisten bakteerien ulomman kalvon ainesosa . Molekyylistä voidaan käyttää myös nimitystä endotoksiini. LPS voi auttaa suojaamaan bakteeria isäntäpuolustukselta ja voi edistää isäntäeläimen sairastumista.

LPS käsittää suuren osan ulkokalvosta, joka on suuntautunut bakteerin ulkopuolelle. Tässä kalvon uloimmassa ”lehtisessä” on vähemmän fosfolipidimolekyylejä kuin kalvon sisäsivulla. Näin ollen lipopolysaccahridin esiintymisen vuoksi ulomman kalvon rakenne on epäsymmetrinen. Sen sijaan gramnegatiivisten bakteerien sisäkalvo ja grampositiivisten bakteerien yksikalvo ovat symmetrisempiä, ja kalvon molemmat lehtilehdet koostuvat pitkälti samoista molekyyleistä.

täydellinen LPS koostuu lipidiosasta ja sokeriketjusta. Lipidialueen ankkuroi kalvon sisäosaan molekyyli nimeltä lipidi A. ytimen polysakkaridia pidetään myös osana lipidialuetta. Tämä ydin sisältää yhdistettä, joka tunnetaan nimellä 2-keto-3-deoksioktonihappo eli KDO. LPS: n rasva-A-ja KDO-osat ovat yhteisiä kaikille bakteeriperäisille LP: ille.

LPS: n toinen alue on sokeriketju. Tämä osa tunnetaan myös nimellä O-antigeeni. O-antigeeni on saanut nimensä siitä, että se altistuu ulkoiselle ympäristölle ja joutuu isännän vasta-ainemuodostuksen kohteeksi. Hydrofiilinen (”vettä rakastava”) sokerisivuketju ulottuu solun pinnalta ulospäin vetiseen ympäristöön, joka tyypillisesti ympäröi monia gramnegatiivisia bakteereja. Sokeriketjussa on monia kemiallisia järjestelyjä.

LPS: n valmistus on monivaiheinen prosessi, johon liittyy monia entsyymejä . Täydellinen LPS-molekyyli on sisällytetty uloimpaan kalvoon. LPS: n biosynteettinen reitti pääteltiin eristämällä LPS-kokoonpanossa viallisia mutantteja.

LPS voidaan havaita mikroskooppitekniikoilla spesifisen LPS-vasta-aineen sitoutumisen jälkeen . Lisäksi voidaan tehdä biokemiallinen testi. Testissä käytetään hevosenkenkäravusta saatavaa yhdistettä.

kaikilla bakteereilla ei ole täydellistä sokeriketjua. Bakteerilajista riippuen sokeriketjussa voi olla osa tai sokeriketju voi puuttua kokonaan. Erilaiset LPS-kemikaalit vaikuttavat bakteerien ulkonäköön, kun niitä kasvatetaan pesäkkeinä kiinteissä kasvualustoissa. Ne bakteerit, joilla on täydellinen sivuketju, voivat näyttää sileiltä ja jopa märiltä, kun taas ne, joilla ei ole sivuketjua, näyttävät usein rypyttömiltä ja kuivilta. Tästä syystä bakteereita, joilla on täydellinen LPS, kutsutaan sileiksi kannoiksi ja niitä bakteereita, joissa ei ole sokerisivuketjua, kutsutaan karkeiksi kannoiksi. Välissä olevia bakteerilajeja, joilla on osa sokeripuoliketjusta, kutsutaan puolikarkeiksi kannoiksi.

LPS: n koostumus vaikuttaa myös bakteerin pinnan yleiseen kemiaan. Koska pinnasta ulkonevat sokeriketjut ovat hydrofiilisiä, bakteeri suosii yleensä vetisiä ympäristöjä. Sen sijaan sivuketjujen puuttuminen altistaa LPS: n hydrofobiselle (”vettä vihaavalle”) lipidiosalle. Tällaisten bakteerien pinta on yleensä hydrofobisempi. Liuoksessa karkeilla bakteereilla on tapana paakkuuntua yhteen yrittäessään välttää vettä. Antibakteeriset yhdisteet, jotka ovat hydrofobisia, tunkeutuvat todennäköisemmin karkeisiin kantoihin kuin sileisiin kantoihin. Lämminveristen eläinten suolistossa, jossa elää monia gramnegatiivisia bakteereja, täydellisen LPS: n hallussapito on edullista bakteerien hydrofiilisten ravintoaineiden imeytymiselle.

LPS-rakenteella on suuri vaikutus tarttuvien gramnegatiivisten bakteerien mahdollisuuteen saada tartunta ihmisiin ja muihin eläimiin. Sileän LPS: n sokeriketjut voivat peittää ulkokalvon pintaproteiinit peittäen proteiinit immuunihavainnolta. Bakteeri voi myös vaihdella O-antigeenin kemiaa, jolloin vasta-aineiden kohdistaminen bakteerin pintaan vaikeutuu entisestään. Sen sijaan immuunivaste karkealle kannalle, jossa pintaproteiinit eivät ole naamioituneet, on suurempi ja johdonmukaisempi.

Lipopolysakkaridi on ihmiselle lääketieteellisesti tärkeä. Vapaana bakteerista LPS on myrkyllistä. Myrkyllisyydestä vastaava osa LPS: stä on ydin ja lipidi A-osa (endotoksiini). Endotoksiini voi aiheuttaa kuumetta, valkosolujen määrän vähenemistä ja verisuonivaurioita, jotka johtavat verenpaineen alenemiseen. Riittävän suurilla endotoksiinipitoisuuksilla voi tapahtua sokki ja kuolema.

Katso myös Bakteerikalvot ja soluseinä; enterotoksiini ja eksotoksiini; immunisaatio