핵심 해설
이 문제는 그람 음성균 세포벽의 핵심 구조인
지질다당류(LPS, Lipopolysaccharide)의 각 구성 성분과 그 기능을 정확히 이해하고 있는지 확인하는 문제예요. LPS는 그람 음성균의 외막(Outer membrane)에서 숙주 면역계와 상호작용하는 주요 독성 인자(Virulence factor)입니다.
핵심 개념 분석: LPS는 크게 세 부분으로 나뉘어요. 1) 가장 바깥쪽의
O-항원(O-antigen), 2) 중간의
코어 다당류(Core polysaccharide), 3) 내막(Inner membrane) 쪽에 위치한
지질 A(Lipid A). 이 중 독성을 발휘하는 핵심 부위는
지질 A입니다. 지질 A는 '내독소(Endotoxin)'라고도 불리며, 숙주의
Toll-유사 수용체 4(TLR4, Toll-like receptor 4)에 결합하여 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1, IL-6 등)의 과도한 분비를 촉발합니다.
정답 근거: ④번
핵심! 지질 A(Lipid A) 부위가 LPS의 독성 본체입니다. 이 부위가 면역 세포를 활성화시켜 전신 염증 반응(Systemic inflammatory response)을 유도하여, 패혈성 쇼크(Septic shock)의 특징인 발열(Fever), 저혈압(Hypotension), 파종성 혈관내 응고(DIC, Disseminated intravascular coagulation) 등을 일으킵니다.
오답 분석: ①번 O-항원은 균주의 혈청형(Serotype)을 결정하는 항원성 다당류로, 식세포 작용(Phagocytosis)을 방해하는 역할을 하지만 직접적인 독성은 없습니다. ②번 리포단백질(Lipoprotein)은 펩티도글리칸(Peptidoglycan)을 외막에 고정시키는 역할을 하며 LPS의 구성 성분이 아닙니다. ③번 코어 다당류(Core polysaccharide)는 O-항원과 지질 A를 연결하는 구조적 역할을 하며, 그 자체로는 독성이 거의 없습니다. ⑤번 포린(Porin) 단백질은 외막에 존재하는 수성 채널(Aqueous channel)로 저분자 물질의 통과를 조절하는 단백질이며, LPS의 구성 성분이 아닙니다.
연관 개념 정리: 그람 양성균의 주요 독소인
외독소(Exotoxin)와 내독소(Endotoxin)의 차이를 반드시 비교하세요. 외독소는 균이 분비하는 단백질 독소(파상풍, 보툴리눔 등)로 열에 불안정하고 특정 작용기가 있는 반면, 내독소는 그람 음성균이 사멸할 때 방출되는 지질 A로 열에 안정하고 비특이적인 전신 염증 반응을 유발합니다.
개념 정리:
| LPS 구성 성분 | 위치 | 주요 기능 |
|---|
| O-항원 (O-antigen) | 가장 바깥쪽 | 혈청형 결정, 식세포 작용 저해 |
| 코어 다당류 (Core polysaccharide) | 중간 | O-항원과 지질 A 연결 |
| 지질 A (Lipid A) | 내막 쪽 | 내독소 활성의 본체, TLR4 활성화 → 발열, 쇼크, DIC 유발 |
한눈에 비교!:
| 구분 | 내독소 (Endotoxin, LPS의 지질A) | 외독소 (Exotoxin) |
|---|
| 생성 균 | 그람 음성균 | 그람 양성균 및 일부 그람 음성균 |
| 화학적 성질 | 지질다당류 (열에 안정) | 단백질 (열에 불안정) |
| 작용 기전 | TLR4 활성화 → 비특이적 염증 반응 | 특정 수용체/효소 표적 (A-B 독소 등) |
| 독성 | 비교적 약함 (대량 필요) | 매우 강함 (미량으로도 치명적) |
| 발열 여부 | 강한 발열 유발 | 일반적으로 발열 유발 안 함 |
국시 빈출 포인트: "LPS의 어느 부분이 내독소 활성을 가지는가?"는 미생물학에서 단골 질문입니다. 지질 A(Lipid A)는 반드시 암기! 추가로, 이 독성이
다니에-그람염색(Danie Gram stain)이 아닌, 그람 음성균의 공통 독성 기전이라는 점을 이해해야 합니다.