早期用于LPS化學(xué)結(jié)構(gòu)研究的LPS主要來(lái)源于正常腸道菌群或引起胃腸道疾病的革蘭陰性細(xì)菌,開(kāi)始于20 世紀(jì)60年代。在LPS化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究中,Otto Luderitz起到了開(kāi)拓性的作用,他率-先明確提出LPS由三部分組成:即О特異性側(cè)鏈(O-specific sidechain)、基礎(chǔ)核心(basal core)和脂質(zhì)A(lipid A)。
O特異性側(cè)鏈由幾個(gè)完-全相同的寡糖組成,曾被稱(chēng)為重復(fù)單位(repeating units)。細(xì)菌間О特異鏈的結(jié)構(gòu)有著明顯差異,其抗血清對(duì)相應(yīng)細(xì)菌有很強(qiáng)的特異性,一般不與其他細(xì)菌反應(yīng)。基于這種認(rèn)識(shí),Fritz Kauffmann建立了鑒定沙門(mén)菌血清型(serotypes)的方法。根據(jù)該方法,可將細(xì)菌分為不同的血清分型。О特異性鏈的差異也使相應(yīng)的LPS具有獨(dú)-特的特性,Kauffmann、Luderritz和Westphal將此特性稱(chēng)為LPS的化學(xué)表型(chemotypes)。
1975年,Stead發(fā)現(xiàn),一些革蘭陰性細(xì)菌無(wú)О特異鏈。這些細(xì)菌的血清特異性是由LPS糖基化區(qū)的末端糖決定的。因?yàn)檫@些細(xì)菌LPS具有相對(duì)短的糖基鏈,Schneider(1984)將這種LPS稱(chēng)為脂寡糖(lipooligo-saccharide,LOS)。
核心寡糖(core oligosaccharide)是 LPS的另一個(gè)結(jié)構(gòu)部分。1967年,Luderitz和westphal等首-次提出了核心結(jié)構(gòu),認(rèn)為核心由靠近О鏈的外核和靠Lipid A的內(nèi)核組成。用于核心寡糖的結(jié)構(gòu)特征研究的最-好-的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是腸道桿菌的Rough突變株。Rough突變株表現(xiàn)為不規(guī)則和粗糙的菌落形態(tài),具有獨(dú)-特的血清學(xué)特征(與О抗原抗血清無(wú)反應(yīng))。其LPS為R型LPS,所有R型LPS均缺乏О特異鏈。1969年,West-phal和Luderitz進(jìn)一步建立了提取R型LPS的方法,即酚-氯仿-石油(phenol-chloro-form-petroleum)法。
雖然,脂質(zhì)A(Lipid A)早就被認(rèn)為是LPS的毒性中心,但是,該觀點(diǎn)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)并未被廣泛接受。對(duì)其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)較為困難,因而明顯晚于對(duì)О鏈和核心部分的認(rèn)識(shí)。
Miles和Pirie可能是最先認(rèn)識(shí)到脂質(zhì)成分的科學(xué)家。早在1939年,他們利用礦物酸處理馬耳他布魯桿菌LPS時(shí),發(fā)現(xiàn)了一種類(lèi)似脂質(zhì)的沉淀物。當(dāng)時(shí),Miles和Pirie并沒(méi)有將這種物質(zhì)稱(chēng)為LPS,而被稱(chēng)為天然抗原(native antigen)。最早提出脂質(zhì)A名稱(chēng)的是Westphal和Luderitz。1954年,科學(xué)家利用礦物酸處理未降解的多糖,獲得了一種不溶于二-乙-醚和石油醚,但易溶于氯仿和吡啶的物質(zhì),為了區(qū)分另一種甲酰胺提取的脂質(zhì)成分,前者被稱(chēng)為脂質(zhì)A,后者被稱(chēng)為脂質(zhì)B。脂質(zhì)B后來(lái)被證明是磷脂酰乙醇胺。后來(lái)的研究證實(shí),用酸處理LPS可使2-酮-3脫氧辛酸(Kdo)與脂質(zhì)A間連接發(fā)生斷裂,產(chǎn)生脂質(zhì)A沉淀物。
1958年,美國(guó)Carl Niemann在研究大腸桿菌LPS時(shí)提出了脂質(zhì)A的化學(xué)結(jié)構(gòu): D-G1CN,磷,和(R)-3-羥十四烷酸。Westphal和Luderitz也發(fā)現(xiàn)沙門(mén)菌脂質(zhì)A含有同樣成分。1969年,Jobst Gmeiner分析Sminnesota Re突變株LPS,首-次顯示脂質(zhì)A含有一個(gè)D-G1CN二糖,二者β(1~6)互聯(lián),在1'和4'位點(diǎn)上攜帶磷殘基。隨后在腸道桿菌和非腸道桿菌的LPS的脂質(zhì)A均發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)構(gòu)。1983年,闡明了大腸桿菌脂質(zhì)A完整的共價(jià)結(jié)構(gòu),分子量為1798。1990年,Chris RH Raetz通過(guò)生物合成脂質(zhì)A進(jìn)一步證實(shí)了脂質(zhì)A的結(jié)構(gòu)。