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Lipopolysaccharid

Abkürzung: LPS

1 Definition

Lipopolysaccharide sind chemische Verbindungen, die Zucker- und Lipideinheiten besitzen. Sie sind in der belebten Natur weit verbreitete Moleküle. Besondere medizinische Relevanz besitzen die Lipopolysaccharide der äußeren Zellmembran von gramnegativen Bakterien.

2 Bakterielle Lipopolysaccharide

Lipopolysaccharide der Zellmembran gramnegativer Bakterien bilden die äußere Schicht der äußeren Zellmembran und bestehen (von außen nach innen) aus:

Manche Autoren verwenden den Begriff Lipopolysaccharid synonym mit Endotoxin. Nach aktuellem Stand ist allerdings nur das Lipid A die Komponente, die als Endotoxin wirkt.

2.1 O-Antigen

Das O-Antigen bestimmt die Oberflächeneigenschaften und die Immunogenität des Bakteriums. Es ist aus 3-20 Hexoseeinheiten zusammengesetzt und ist spezifisch für eine bestimmte Spezies von Bakterien.

Bakterien, die ein O-Antigen auf ihrer Oberfläche tragen, bilden bei Anzucht auf Nähragar sogenannte S-Formen (S für smooth=glatt), das heißt glatte, glänzende Kolonien. Mutanten ohne O-Antigen bilden hingegen R-Formen (R für rough=rau), raue glanzlose Kolonien.

S- und R-Formen kommen auch bei grampositiven Bakterien wie z.B. Pneumokokken vor und beruhen dort meistens auf Kapselbildung. Dieser Umstand wurde von Griffith und Avery in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bei der Entdeckung der DNA ausgenutzt.

O-Antigene bewirken im Wirtsorganismus die Bildung hochspezifischer Antikörper und können daher für diagnostische Zwecke genutzt werden.

2.2 Core-Polysaccharid

Das Core-Polysaccharid besteht außen aus Einheiten von N-Acetylglucosamin und Galaktose. Die innere Schicht des Core-Polysaccharides enthält den für die Lipopolysaccharide gramnegativer Bakterien charakteristische und überlebenswichtige Keto-desoxy-octonat (kurz KDO). Über das KDO ist das Core-Polysaccharid mit dem Lipid A verbunden.

Die Struktur des Core-Polysaccharids ist bei den meisten gramnegativen Bakterien gleich. Es kann ebenfalls die Bildung von Antikörpern anregen. Diese Antikörper besitzen dann unter Umständen Endotoxin-neutralisierende Eigenschaften.

2.3 Lipid A

Lipid A ist ein Disacchariden aus Glucosaminphosphat. An die OH-Gruppe der Zuckermoleküle sind Fettsäuren verestert. Es ist speziesübergreifend gleichartig aufgebaut und wirkt bei Freisetzung aus der Membran als Endotoxin.

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Fachgebiete: Biochemie

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