lipopoliszacharid (LPS) egy olyan molekula, amely a gram-negatív baktériumok külső membránjának alkotóeleme . A molekulát endotoxinnak is nevezhetjük. Az LPS segíthet megvédeni a baktériumot a gazdaszervezet védekezésétől, és hozzájárulhat a gazdaszervezet betegségéhez.

az LPS a külső membrán azon részének nagy részét tartalmazza, amely a baktérium külső oldalára irányul. A membrán ezen külső “szórólapjában” kevesebb foszfolipid molekula van, mint a membrán belső oldalán. Így a lipopolysaccahride jelenléte miatt a külső membrán felépítése aszimmetrikus. Ezzel szemben a gram-negatív baktériumok belső membránja és a Gram-pozitív baktériumok egyetlen membránja szimmetrikusabb, a membrán mindkét szórólapja azonos molekulákból áll.

a teljes LPS egy lipidrészből és egy cukorláncból áll. A lipidrégiót a membrán belső részébe egy lipid A nevű molekula rögzíti. Ez a mag 2-keto-3-dezoxioktonsav vagy KDO néven ismert vegyületet tartalmaz. Az LPS lipid A és KDO részei minden bakteriális LPS-re jellemzőek.

az LPS másik régiója a cukorlánc. Ezt a részt O-antigénnek is nevezik. Az O-antigén nevét abból a tényből kapja, hogy ki van téve a külső környezetnek, és a gazdaszervezet antitestképződésének célpontja lesz. A hidrofil (“vízszerető”) cukor oldallánc a sejt felszínéről kifelé nyúlik a vizes környezetbe, amely általában sok Gram-negatív baktériumot vesz körül. A cukorlánc számos kémiai elrendezése létezik.

az LPS gyártása többlépcsős folyamat, amely számos enzimet foglal magában . A teljes LPS molekula be van építve a külső membránba. Az LPS bioszintetikus útvonalát az LPS szerelvényben hibás mutánsok izolálása vonta le.

az LPS kimutatható mikroszkopikus technikákkal az LPS specifikus antitest kötődését követően . Ezenkívül biokémiai vizsgálatot is lehet végezni. A vizsgálat egy olyan vegyületet használ, amelyet a patkó rákból nyernek.

nem minden baktérium rendelkezik teljes cukorlánccal. A baktériumfajoktól függően a cukorlánc egy része jelen lehet, vagy a cukorlánc teljesen hiányozhat. A különböző LPS kémiák hatással vannak a baktériumok megjelenésére, amikor kolóniákként termesztik őket szilárd növekedési közegben. A teljes oldallánccal rendelkező baktériumok simának, sőt nedvesnek is tűnhetnek, míg azok, akiknek nincs oldalláncuk, gyakran crinklynek és száraznak tűnnek. Ezért a teljes LPS-vel rendelkező baktériumokat sima törzseknek nevezik, és azokat a baktériumokat, amelyeknek nincs cukoroldali láncuk, durva törzseknek nevezik. Azok a baktériumfajok, amelyek között vannak, a cukor oldalláncának egy részével, félig durva törzseknek nevezik.

az LPS összetétele befolyásolja a bakteriális felület általános kémiáját is. Mivel a felszínről kiálló cukorláncok hidrofilek, a baktérium inkább a vizes környezetet részesíti előnyben. Ezzel szemben az oldalláncok hiánya az LPS hidrofób (“vízgyűlölő”) lipid részét teszi ki. Az ilyen baktériumok felülete általában hidrofób. Az oldatban a durva baktériumok hajlamosak összezsugorodni annak érdekében, hogy elkerüljék a vizet. A hidrofób antibakteriális vegyületek nagyobb valószínűséggel behatolnak a durva törzsekbe, mint a sima törzsekbe. A melegvérű állatok bélrendszerében, ahol sok Gram-negatív baktérium él, a teljes LPS birtoklása előnyös a hidrofil tápanyagok baktériumok általi felszívódásához.

az LPS szerkezete mélyreható hatással van a fertőző Gram-negatív baktériumok azon potenciáljára, hogy emberben és más állatokban fertőzést okozzanak. A sima LPS cukorláncai átfedhetik a külső membrán felszíni fehérjéit, elfedve a fehérjéket az immundetektálás ellen. Továbbá egy baktérium megváltoztathatja az O-antigén kémiáját, hogy még nehezebbé tegye a bakteriális felület elleni antitestek célzását. Ezzel szemben a durva törzsre adott immunválasz, ahol a felszíni fehérjéket nem álcázzák, nagyobb és következetesebb.

A lipopoliszacharid orvosilag fontos az emberek számára. Ha mentes a baktériumtól, az LPS mérgező. A toxicitásért felelős LPS része a mag és a lipid a része (az endotoxin). Az Endotoxin lázzal, a fehérvérsejtek számának csökkenésével és az erek károsodásával járhat, ami csökkenti a vérnyomást. Elég magas endotoxin koncentrációnál sokk léphet fel, és halál is bekövetkezhet.

Lásd még: bakteriális membránok és sejtfal; Enterotoxin és exotoxin; immunizálás