Formación de lipopolisacáridos

Los lipopolisacáridos (LPS) son componentes fundamentales de la membrana externa de las bacterias Gram-negativas, desempeñando funciones tanto estructurales como funcionales. Contribuyen a la estabilidad de la membrana y protegen a las bacterias frente a las respuestas inmunitarias del hospedador. El LPS está compuesto por tres regiones principales: lípido A, un oligosacárido central y un antígeno O. La biosíntesis y el ensamblaje del LPS implican un conjunto altamente coordinado de reacciones enzimáticas y mecanismos de transporte. Además, el LPS es reconocido como una endotoxina, capaz de desencadenar respuestas inmunitarias fuertes en el hospedador a través del receptor tipo Toll 4 (TLR4). Esta respuesta puede provocar inflamación y, en casos graves, shock séptico.

Biosíntesis del lípido A

El lípido A, componente tóxico del LPS, se sintetiza en el citoplasma a partir de uridina difosfato N-acetilglucosamina (UDP-GlcNAc). Mediante reacciones de acilación enzimática se incorporan secuencialmente ácidos grasos a la UDP-GlcNAc, dando lugar a un precursor de lípido A tetra-acilado. Este intermedio sufre modificaciones, incluyendo acilaciones sucesivas, hasta convertirse en lípido A maduro hexa-acilado. Algunas bacterias, como Salmonella y Yersinia, modifican aún más el lípido A mediante la adición de fosfoetanolamina o aminoarabinosa, lo que incrementa su resistencia frente a péptidos antimicrobianos. El lípido A completamente ensamblado permanece anclado a la membrana interna a la espera de modificaciones adicionales.

Ensamblaje del oligosacárido central y del antígeno O

El oligosacárido central se une de forma secuencial al lípido A mediante glicosiltransferasas. Esta región central es esencial para la integridad de la membrana y sirve como plataforma para el antígeno O. El antígeno O, un polisacárido compuesto por unidades repetidas de azúcares, se sintetiza por separado sobre el transportador lipídico fosfato de undecaprenilo. La longitud y composición azucarada del antígeno O varían entre especies bacterianas, lo que influye en el reconocimiento inmunitario y en la virulencia.

Ensamblaje y transporte del LPS

Una vez que el lípido A está unido al oligosacárido central, la enzima flipasa MsbA transloca ambas estructuras a través de la membrana interna. De forma simultánea, el antígeno O polimerizado es transportado al periplasma. Una enzima ligasa une covalentemente el antígeno O al complejo lípido A–oligosacárido central, completando así la estructura del LPS.

El LPS maduro es transportado posteriormente a la membrana externa por el sistema Lpt (transporte de lipopolisacáridos), un complejo multiproteico que garantiza su localización adecuada. Este proceso de transporte depende de ATP, siendo el complejo LptBFG en la membrana interna el que suministra la energía necesaria. La correcta localización del LPS refuerza la membrana externa, incrementando la resistencia bacteriana a los antibióticos, a los factores inmunitarios del hospedador y factores de estrés ambiental.