脂多糖

异名:LPS


 产品信息

脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁的特征组分,它们不存在于革兰氏阳性细菌中。它们位于胞膜的外层,并且在非包封菌株中暴露在细胞表面上。它们有助于保持外膜的完整性,并保护细胞免受胆汁盐和亲脂性抗生素的作用。1

脂多糖由疏水性脂质(脂质A,其使分子带有毒性)、亲水性核心多糖链、以及亲水性O-抗原性多糖侧链构成。在大多数情况下,O-特异性链由寡糖的重复单元构建,其表现出菌株特异性结构多样性。糖成分、它们的序列和它们的连接方式,决定了菌株各自的血清学O特异性。它们是沙门氏菌属血清型分类的主要决定因素。肠杆菌科中O链的多样性可能是在进化过程中演变的,通过在细胞表面形成新的特异性(对细菌血清型特异),使肠道细菌逃离宿主的免疫系统。1

由于脂多糖赋予细胞抗原特性,因此它们被称为O抗原。作为主要抗原,脂多糖参与各种宿主-寄生虫的相互作用。它们似乎保护革兰氏阴性细菌免受吞噬作用和裂解。1具有常见血清型的细菌具有产生相同抗体反应的表面抗原(O组、H组或LPS)。血清型的实例是大肠杆菌的O55:B5和O26:B6。该领域属于免疫学类别,其指定哪种抗体识别哪种菌株。不同的菌株可能具有一些共同的抗原决定簇。

如果用UV光照射野生菌株,或将野生菌株暴露于诱变化合物,它会发生变异。少数非致死突变产生存活的突变体(粗糙菌株),这些突变体通常在自然界中不存在,并且具有一些独特的特征。编码脂多糖形成的基因也可以在突变体中改变,并且可以形成具有较短多糖链的LPS。Ra、Rb、Rc、Rd、Re等 (其中a、b、c等分别表示第1、第2、第3等程度)表示给定LPS的多糖长度。Ra和Re分别指具有最长和最短链长的突变体。2最极端的突变体是Re突变体,它产生由作为核心的唯一成分 — 脂质A和3-脱氧-D-甘露-辛酮糖酸(2-酮基-3-脱氧辛酮酸铵盐,KDO)— 组成的LPS。2测试了来自粗糙菌株的脂质A和脂多糖的KDO含量。3

纯化的内毒素通常被称为脂多糖或LPS,以将其与更天然的复合细胞膜相关形式区分开。多糖链的核心部分对来自野生和突变细菌菌株的LPS是共同的。

通过水解从LPS去除多糖链产生以下两种形式的脂质A:天然存在的细胞毒性二磷酰基形式4,或者毒性较低的单磷酰基形式。5,6多糖链越长,水解越长且越困难。具有长多糖链的LPS具有相对低的脂质A含量,其必须从大量水解副产物(低聚糖和糖类单体)中纯化。因此,脂质A的产率低并且回收率差。具有短多糖链的LPS(来自突变细菌的LPS)因此用于生产脂质A产物。去除脂质A中的脂肪酸部分可产生去毒的LPS7,其内毒素水平比亲本LPS低约10,000倍。

已经研究了LPS的分子结构。8,9由于LPS是非均相的,并且倾向于形成不同大小的聚集体,因此分子量不是很有意义。但是,据报道,有1-4百万或更高的范围。当用SDS和加热处理LPS时,分子量在50至100 kDa的范围内。在最纯净的形式中,在强表面活性剂存在下,并且在不存在二价阳离子的情况下,细菌内毒素由10-20 kDa大分子组成。在不存在表面活性剂和存在二价阳离子螯合剂(如EDTA)的情况下,据信LPS自身排列成分子量约为1,000kDa 的胶束结构。这是可能存在于水性液体中的最小形式的细菌LPS。在存在二价阳离子(如Ca2+和Mg2+)的情况下,似乎存在能透过0.2 μm膜但不透过0.025 μm膜的双层结构。直径高达0.1 μm的LPS囊泡也可以在存在二价阳离子的水中形成。LPS的自聚集通常是分子的脂质A组分的函数,其还具有结合疏水表面的能力。

LPS可以通过TCA、10苯酚、11或酚氯仿-石油醚(粗糙菌株)12提取来制备。TCA提取的脂多糖在结构上类似于酚提取的脂多糖。它们的电泳图案和内毒性相似。主要差异在于核酸和蛋白质污染物的量。TCA提取物含有约2%的RNA和约10%的变性蛋白质。酚提取物含有高达60%的RNA和少于1%的蛋白质。通过凝胶过滤色谱法纯化除去苯酚提取的LPS中存在的大量蛋白质,但留下仍含有10-20%核酸的产物。使用离子交换色谱进一步纯化,将产生含有<1%蛋白质和<1%RNA的LPS产物。Sigma提供含有不同水平蛋白质和/或RNA的LPS。

除非另有说明,否则Sigma的脂多糖含有不低于500,000 EU(内毒素单位)/mg的内毒素。1纳克内毒素相当于5 EU(鲎试剂测定)和10 EU(显色测定)。

LPS制剂广泛用于阐明LPS结构、13代谢、14免疫学、15生理学、16毒性、17和生物合成的研究。.18它们还被用于诱导白细胞介素等生长促进因子的合成和分泌。19

FITC(异硫氰酸荧光素)、TRITC(四甲基罗丹明异硫氰酸酯)和TNP(三硝基苯基)结合物分别通过LPS与FITC、TRITC或2,4,6-三硝基苯磺酸反应制备。20它们用于研究T-独立B细胞对细菌LPS的免疫应答。20


 注意事项及免责声明

仅供实验室使用。不适用于药物、家庭或其他用途。


 储存 / 稳定性

缓冲液或培养基中1 mg/ml的溶液在2-8℃下可稳定约1个月。冷冻等分试样可存放长达2年。不建议反复冷冻/解冻。溶液应储存在硅烷化容器中,因为LPS可与塑料和某些类型的玻璃结合(特别是浓度<0.1 mg/ml时)。如果LPS浓度 > 1 mg/ml,则对小瓶内壁的吸附可忽略不计。如果使用玻璃容器,则应将溶液涡旋至少30分钟以重新溶解吸附的产物。


 制备说明

该产品可溶于水(5 mg/ml)或细胞培养基(1 mg/ml),生成浑浊的淡黄色溶液。在涡旋并升温至70-80℃后,在盐水中可实现浓度更高、但仍然浑浊的溶液(20 mg/ml)。21脂多糖是在每种溶剂中都形成胶束的分子。在水和磷酸盐缓冲盐水中观察到浑浊的溶液。有机溶剂的溶液也不更清澈。甲醇产生带有漂浮物的浑浊悬浮液,而水则产生均匀浑浊的溶液。

对于细胞培养应用,应该对LPS进行重建,方法是将1 ml无菌平衡盐溶液或细胞培养基加入小瓶(1 mg)中,并轻轻旋转直至粉末溶解。可以使用另外的无菌平衡盐溶液或细胞培养基将溶液进一步稀释至所需的工作浓度。


 LPS表

 

来源
有机物
提取方法 凝胶过滤 凝胶过滤γ-irr                       离子交换 去毒 凝胶过滤FITC标签 凝胶过滤TNP标签
O26:B6大肠杆菌 苯酚 - L8274
TCA - L3755                                 
L2762 L2654        
O55:B5大肠杆菌 苯酚 - L2880
TCA - L4005
L2637 L6529 L4524 L9023 F8666  
O111:B4大肠杆菌 苯酚 - L2630
TCA - L4130
L3012 L4391 L3024 L3023 F3665 T3382
O127:B8大肠杆菌 苯酚 - L3129
TCA - L3880
L3137 L4516 L5024      
O128:B12大肠杆菌 苯酚 - L2755 L2887         T6769
大肠杆菌EH-100
(Ra突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 L9641            
大肠杆菌F-583
(Rd突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 - L6893            
大肠杆菌J5
(Rc突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 - L5014            
大肠杆菌K-235 苯酚 - L2143 L2018          
肺炎克雷伯氏菌 苯酚 - L4268            
铜绿假单胞菌10 苯酚 - L9143
TCA - L7018
L8643          
沙门氏菌
马流产
苯酚 - L5886
TCA - L6636
L1887          
肠炎沙门氏菌 苯酚 - L6011 L2012 L7770 L4774      
明尼苏达沙门氏菌 苯酚 - L6261
TCA - L7011
L2137 L4641        
明尼苏达沙门氏菌菌株Re595
(Re突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 - L9764            
鼠伤寒沙门氏菌 苯酚 - L6511
TCA - L7261
L2262 L6143        
鼠伤寒沙门氏菌菌株SL1181
(Re突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 - L9516            
鼠伤寒沙门氏菌菌株TV119
(Ra突变体)
苯酚/酚氯仿/石油醚 - L6016            
伤寒沙门氏菌 苯酚 - L6386
TCA - L7136
L2387 L7895        
粘质沙雷氏菌 苯酚 - L6136            

* = discontinued product number
Ph/Chl/Pet = phenol:chloroform:petroleum ether


 参考文献

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