Lipopolisaccaridi
I lipopolisaccaridi (LPS) detti anche detti endotossine sono molecole costituite da un lipide e un polisaccaride e costituiscono il maggior componente della membrana esterna dei batteri Gram negativi.
Hanno un ruolo strutturale poiché contribuiscono alla rigidità cellulare aumentando la resistenza della parete cellulare e mediando i contatti con l’ambiente esterno che possono indurre cambiamenti strutturali per consentire la vita in diverse condizioni. Inoltre, la bassa permeabilità della membrana esterna funge da barriera per proteggere i batteri dai composti antimicrobici.
Struttura dei lipopolisaccaridi
I lipopolisaccaridi sono macromolecole anfifiliche generalmente comprendenti tre regioni definite distinte per genetica, struttura e funzione:
- il lipide A che costituisce la porzione idrofobica della molecola formato da un dimero di glucosammina che lega catene di acidi grassi di diversa lunghezza. Tipicamente gli acidi grassi sono acido caproico, acido laurico, acido palmitico, acido miristico e acido stearico
- l’oligosaccaride centrale costituito da circa 9-12 unità saccaridiche
- l’antigene O ovvero una porzione polisaccaridica che costituisce, insieme all’oligosaccaride, la porzione idrofila della molecola. È costituita da 20-50 unità ripetitive che generalmente possono contenere fino ad otto zuccheri.
A seconda dalla composizione delle tre regioni, hanno massa molare da 10 a 20 kDa. La loro struttura è rappresentata in figura:
Funzioni
I batteri Gram-negativi sono caratterizzati da un involucro che contiene due membrane: una membrana interna che circonda i componenti citoplasmatici e una membrana esterna che separa la cellula dal suo ambiente. La membrana esterna funge da prima linea di difesa contro le minacce ambientali.
La funzione fondamentale dei lipopolisaccaridi è quella di fungere da componente strutturale principale della membrana esterna.
Inoltre, le molecole LPS trasformano la membrana esterna in un’efficace barriera di permeabilità contro piccole molecole idrofobe che potrebbero altrimenti attraversare i doppi strati fosfolipidici, rendendo i batteri Gram-negativi intrinsecamente resistenti a molti composti antimicrobici. Inoltre i lipopolisaccaridi possono svolgere anche un ruolo cruciale nelle interazioni batteri-ospite modulando le risposte del sistema immunitario ospite.