脂多糖和Toll样受体的结合

1、脂多糖结合蛋白和CD14的结构

参与脂多糖识别的副蛋白结构有脂多糖结合蛋白和CD14形成的二聚体。

脂多糖结合蛋白是一种急性诱导的血浆蛋白，它与脂多糖聚集体紧密结合并将其传递给CD14.12、13。脂多糖结合蛋白家族的其他成员包括细菌和通透性增加蛋白（bacterial and permeability-increasing protein, BPI）、胆固醇酯转移蛋白、磷脂转移蛋白和一些特性较差的蛋白质。

CD14属于富含亮氨酸重复序列（leucine-rich repeats, LRR）家族，其单个氨酸重复序列模块由20-30个氨基酸残基组成。与其他氨酸重复序列家族成员不同，它不包含保护其疏水核心的的脂多糖相互作用囊位于富含亮氨酸重复C-末端结构域(Leucine rich repeat  -C-terminal ,LRRCT)模块。一个CD14分子的亮氨酸重复序列模块的C-末端与另一个CD14分子的C-末端相互作用，形成二聚体。CD14的脂多糖相互作用囊位于富含亮氨酸重复N-末端结构域（Leucine rich repeat N-terminal domain，LRRNT）和第一亮氨酸重复序列模块的边界。除脂多糖外，CD14还可以与其他微生物产物结合，如肽聚糖、脂磷壁酸、脂阿拉伯素和脂蛋白。因此，它具有广泛的配体特异性，通过识别不同微生物产品中的结构基序，具有模式识别受体的功能。CD14与脂多糖结合蛋白传递脂多糖结合，并将结合的脂多糖转移到TLR4-MD-2复合物。

2、TLR4–MD-2复合体的结构

TLR4的胞外结构域也属于亮氨酸重复序列家族，负责配体结合和受体二聚。亮氨酸重复序列家族蛋白可分为7个亚家族。每个亚家族由其构象定义，亮氨酸重复序列基序中心β片的扭曲、倾斜、旋转角度和半径的函数决定其构象。脂多糖结合诱导TLR4-MD-2复合物二聚体，使细胞内TIR结构域的二聚和MyD88等衔接分子的募集。MyD88死亡结构域（DD）的聚集将四个IRAK4和四个IRAK2分子聚集在一起，形成一个巨大的塔状结构，称为“Myddosome”。MD-2比TLR4小，是TLR4-MD-2受体复合物的主要脂多糖结合模块。MD-2主要通过氢键和电荷等亲水性相互作用与TLR4结合。TLR4的狭长结合面可分为A和B两个区域。带负电的A贴片与MD-2带正电的表面相互作用，带正电的B贴片与MD-2带负电的表面相互作用。如果参与这种相互作用的残基发生突变，就会阻断了TLR4和MD-2结合以及脂多糖信号传导。

3、脂多糖与TLR4-MD-2复合物的结合

大肠杆菌脂多糖与TLR4-MD-2复合物结合。在脂多糖刺激下，TLR4从细胞表面传递信号，并内化为一个内小体。脂多糖结合蛋白促进CD14依赖性脂多糖结合蛋白促进CD14依赖性TLR4内化及诱导脂多糖刺激TBK1、IKKϵ和IRF3磷酸化，导致IFN-β表达。脂多糖结合蛋白控制脂多糖诱导的TLR4内化，从而诱导TLR衔接分子1（TLR adaptor molecule 1, TRIF）依赖性激活TBK1-IKKϵ-IRF3-IFN-β途径。脂多糖结合蛋白介导的脂多糖向mCD14的转移是血清依赖性TLR4内化和TRIF通路激活的必要条件。

结合脂多糖后，TLR4的TIR结构域与髓样分化因子88（MyD88）的TIR结构域相互作用，并与另一种含TIR的衔接蛋白（MyD88衔接样蛋白（Mal））结合。MyD88是TLR和白细胞介素-1（IL-1）受体家族成员下游炎症信号通路的典型适配器。MyD88通过同型蛋白-蛋白质相互作用将IL-1受体（IL-1R）或TLR家族成员与IL-1R相关激酶（IRAK）家族激酶连接起来。IRAK家族激酶的激活导致多种功能输出，包括核因子kappa B（NF-κB）、有丝分裂原激活蛋白激酶和激活蛋白1的激活，使MyD88成为炎症途径的中心节点。MyD88参与了所有TLR启动的信号通路。在MyD88依赖性通路中，只有那些涉及TLR2和TLR4的通路需要Mal来进行有效的信号传导。MyD88传递给IL-1受体激酶（IRAK）。信号激酶的磷酸化最终通过信号级联激活转录因子、NF-κB和激活蛋白1。