リピドA

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大腸菌E. ColiリピドAの構造[1]

リピドA(リピド・エー、Lipid A)は、グラム陰性細菌性の原因である内毒素(エンドトキシン)の構成成分である。リポ多糖LPS, エンドトキシン)の3つの領域のうち一番奥の部分であり、その疎水性によってLPSを外膜に繋ぎ止めている[2]。リピドA自体は毒性を示すが、ヒト免疫システムによるリピドAの感知は、グラム陰性菌の感染に対する免疫応答の開始に重要な役割を果たしている[3]

機能[編集]

LPSの免疫活性化能の多くは、リピドAユニットに由来している。リピドAは非常に強力な免疫システムの刺激剤であり、pg/mL程の量で単球マクロファージなどを活性化する。

グラム陰性菌の感染により生体内でリピドAが高濃度になると、免疫応答が制御不能となりショックや死を引き起す(エンドトキシンショック)。

化学構造[編集]

リピドAは、アシル鎖(脂肪酸)が結合した2つのグルコサミン炭水化物/)ユニットから構成されており、通常はそれぞれの糖に一つずつリン酸基を有している[1]

リピドAの免疫活性化能に最適なアシル基の数は6個であると考えられている。グルコサミンに直接付加している4つのアシル基は、大抵炭素数10-16のβヒドロキシルアシル鎖である。例えば、E. coliリピドAは一般的に糖に結合した4つのC14ヒドロキシルアシル鎖を有しており、C14とC12のアシル基が一つずつβヒドロキシル基に結合している[1]

生合成[編集]

E. coliにおけるリピドAの生合成経路は、Christian R. H. Raetzらによって1980年代から解明された[2]。リピドAの構造と真核細胞に対する効果の研究は、Otto Westphal[4]やChris Galanos[5]、Ernst T. Rietschel[5]、Hajime Takahashi[6]のグループがそれぞれ1960年代に開始していた。

リピドAのUDP-ジアシルグルコサミン前駆体の合成[7]
リピドIVaの合成[7]

免疫応答の阻害と活性化[編集]

アシル基の数を(例えば6個から4個に)減らしたリピドAは、グラム陰性菌による免疫活性化の阻害剤として作用する。また、化学合成されたこの種の阻害剤については、グラム陰性菌の感染による有害な効果を防止するための薬剤として臨床試験が行われている。

一方、リピドAの構造を改変した誘導体は、ワクチンの構成成分(免疫補助剤)として使用されている。[要出典]

細胞活性化の機構[編集]

リピドA(およびLPS)は、細胞表面のToll様受容体4 (TLR4)、MD-2CD14を介して細胞を活性化することが明らかにされている[8][9][10]。したがって、エリトラン (Eritoran) の様なリピドAアナログはTLR4アンタゴニストとして作用する。この様なTLR4アンタゴニストは、グラム陰性菌の感染による過剰な炎症反応(敗血症)に対する治療薬としての開発が進められている[11]

脚注[編集]

  1. ^ a b c Raetz, Christian R. H.; Guan, Ziqiang; Ingram, Brian O.; Six, David A.; Song, Feng; Wang, Xiaoyuan; Zhao, Jinshi (2009). “Discovery of new biosynthetic pathways: the lipid A story”. J. Lipid Res.: S103–S108. doi:10.1194/jlr.R800060-JLR200. PMC 2674688. PMID 18974037. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2674688. 
  2. ^ a b Raetz C, Whitfield C (2002). “Lipopolysaccharide endotoxins” (abstract). Annu. Rev. Biochem. 71: 635–700. doi:10.1146/annurev.biochem.71.110601.135414. PMC 2569852. PMID 12045108. http://arjournals.annualreviews.org/doi/abs/10.1146%2Fannurev.biochem.71.110601.135414?cookieSet=1. 
  3. ^ Tzeng YL, Datta A, Kolli VK, Carlson RW, Stephens DS (May 2002). “Endotoxin of Neisseria meningitidis composed only of intact lipid A: inactivation of the meningococcal 3-deoxy-D-manno-octulosonic acid transferase”. J. Bacteriol. 184 (9): 2379–88. doi:10.1128/JB.184.9.2379-2388.2002. PMC 134985. PMID 11948150. http://jb.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11948150. 
  4. ^ J. Gmeiner, O. Lüderitz, O. Westphal (1969). Eur. J. Biochem. 7 (3). doi:10.1111/j.1432-1033.1969.tb19618.x. 
  5. ^ a b Otto Lüderitz, Chris Galanos, Volker Lehmann, Marjatta Nurminen, Ernst T. Rietschel, Günter Rosenfelder, Markus Simon and Otto Westphal (1973). J. Infect. Dis. 128: S17-S29. http://www.jstor.org/stable/30106029. 
  6. ^ Yoshiyuki Kamio, Kyo Chang Kim and Hajime Takahashi (1971). “Chemical Structure of Lipid A of Selenomonas ruminantiwm. J. Biochem. 70 (1): 187-191. http://jb.oxfordjournals.org/content/70/1/187.short. 
  7. ^ a b King, Jerry D; Kocíncová, Dana; Westman, Erin L; Lam, Joseph S (2009). “Lipopolysaccharide biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa”. Innate Immunity 15 (5): 261–312. doi:10.1177/1753425909106436. PMID 19710102. 
  8. ^ A. Poltorak, I. Smirmova, X. He, M.-Y. Liu, C. Van Huffel, O. McNally, D. Birwell, E. Alejos, M. Silva, X. Du, P. Thompson, E.K.L. Chan, J. Ledesma, B. Roe, S. Clifton, S. Vogel and B. Beutler (1998). “Genetic and physical mapping of the Lps locus: Identification of the Toll-4 receptor as a candidate gene in the critical region”. Blood Cells Mol. Dis. 24 (3): 340-355. doi:10.1006/bcmd.1998.0201. PMID 10087992. 
  9. ^ A. Poltorak, I. Smirnova, R. Clisch and B. Beutler (2000). “Limits of a deletion spanning Tlr4 in C57BL/10ScCr mice”. J. Endotox. Res. 6 (1): 51-56. doi:10.1177/09680519000060010701. PMID 11061032. 
  10. ^ Park BS, Song DH, Kim HM, Choi BS, Lee H, Lee JO (2009). “The structural basis of lipopolysaccharide recognition by the TLR4-MD-2 complex”. Nature 458 (7242): 1191-1195. doi:10.1038/nature07830. PMID 19252480. 
  11. ^ エーザイ (2010年3月26日). “重症敗血症治療剤「エリトラン(E5564)」の第3相試験を継続”. ニュースリリース. 2010年11月3日閲覧。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]