内毒素由脂多糖与蛋白质复合而成(图1-2)。脂多糖为革兰阴性细菌细胞膜表面的主要组成成分,在细菌和外界环境的相互作用中扮演着重要角色。脂多糖约占细菌干重的3.4% ,每个细胞表面约有一百多万个脂多糖分子,它和蛋白质、磷脂、脂蛋白等共同组成革兰阴性细菌细胞壁的外膜。脂多糖分子由亲水性多糖和疏水性脂质结合组成,故为两性分子,其中多糖体为杂聚糖聚合而成,如己糖(葡萄糖、半乳糖、甘露糖等)、戊糖(pentose),庚糖(heptose)、鼠李糖(rham nose)等。因具有磷酸根基团,故表面带有负电荷,进行免疫电泳时,在电渗作用下移向阴极。脂多糖分子的基本结构由三部分共价连接而成,即O特异性抗原多糖(O-specific antigen polysaccharide)、核心多糖(core polysaccharide)及脂质A。脂多糖凭借其脂质A结构锚定在细菌外膜磷脂层的外侧部,在某些种属细菌中脂多糖甚至替代了磷脂。
由于细菌来源不同和提取方法不同,内毒素的结构形态和化学组成可以不同。不同学者报道的脂多糖颗粒大小以及形态差异较大,其相对分子质量约1x106~ 20x106。根据对大肠杆菌、百日咳杆菌及鼠沙门菌的脂多糖的电镜观察证实,脂多糖为各种形态的膜碎片:如线状、环状、带状、细丝状、小点状,小泡状以及板层状等,均具有相似的表面结构。
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