MD-2
MD-2（Myeloid Differentiation factor 2），也被称为 淋巴细胞抗原96 (LY96)，是一种相对分子质量较小（约 20-25 kDa）的可溶性糖蛋白。尽管 TLR4 被认为是内毒素受体，但 TLR4 蛋白本身实际上无法直接结合 脂多糖 (LPS)。MD-2 才是 LPS 真正的物理结合者。它以非共价键形式紧密结合在 TLR4 的胞外域，形成稳定的 TLR4/MD-2 异二聚体。MD-2 拥有一个独特的疏水性口袋，能够容纳 LPS 的脂质 A 尾部。只有当 MD-2 成功“装载”了 LPS 后，才能诱导 TLR4 发生二聚化并激活下游的炎症信号通路。因此，MD-2 是革兰氏阴性菌感染识别机制中不可或缺的“核心元件”。
结构基础：疏水性口袋 (Hydrophobic Pocket)
MD-2 的功能完全依赖于其精妙的三维结构。它由两片 $\beta$-折叠片组成，形成一个深邃的、内部衬有疏水氨基酸（如苯丙氨酸、异亮氨酸）的口袋。
- LPS 的装载： 典型的致病性 Lipid A（如大肠杆菌来源）通常有 6 条酰基链。MD-2 的口袋体积恰好能容纳其中的 5 条链。
- 二聚化开关： 第 6 条酰基链无法完全进入口袋，被迫暴露在 MD-2 的表面。这条“溢出”的疏水链成为了关键的粘合剂，它与邻近的第二个 TLR4 分子（TLR4*）的疏水区域相互作用，从而强制拉近两个 TLR4-MD-2 复合物。
- 信号触发： 这种由 LPS 脂质链介导的物理拉近（二聚化），使得 TLR4 胞内的 TIR 结构域发生对接，进而招募下游信号分子（MyD88/TRIF）。
构效关系：激动剂与拮抗剂的战场
MD-2 口袋的容积是固定的，这解释了为什么不同细菌来源或人工修饰的 Lipid A 会有截然不同的免疫活性。
| LPS 类型 | 链数 | MD-2 结合模式与结果 |
|---|---|---|
| E. coli (野生型) | 6 条 |
强激动剂 |
| MPL (疫苗佐剂) | 6 条 (少磷酸) |
弱激动剂 (偏向性) |
| Lipid IVa / Eritoran | 4 条 |
拮抗剂 |
种属差异趣闻： Lipid IVa 在人 MD-2 中是拮抗剂（完全没入），但在小鼠 MD-2 中却是激动剂。这是因为小鼠 MD-2 的口袋构象略有不同，使得 Lipid IVa 也能在小鼠体内诱导二聚化。这曾给早期药物研发带来巨大的困扰。
医学应用与药物开发
- Eritoran (E5564)： 一种人工合成的 Lipid A 类似物（拮抗剂）。设计原理就是利用它“填满”MD-2 的口袋，使真正的 LPS 无法结合。虽然在 III 期临床试验中治疗重症脓毒症未获成功，但证实了靶向 MD-2 的可行性。
- 过敏性皮炎： MD-2 不仅识别 LPS，还能结合镍离子（Ni$^{2+}$）和钴离子。研究发现，镍离子能通过非经典方式交联人 MD-2 和 TLR4 中的组氨酸残基，诱导过敏反应。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Shimazu R, et al. (1999). MD-2, a molecule that confers lipopolysaccharide responsiveness on Toll-like receptor 4. Journal of Experimental Medicine.
[点评]：MD-2 的发现之作。证明了单独转染 TLR4 的细胞对 LPS 无反应，只有共转染 MD-2 才能恢复应答，颠覆了当时认为 TLR4 独立工作的观点。
[2] Park BS, et al. (2009). The structural basis of lipopolysaccharide recognition by the TLR4–MD-2 complex. Nature.
[点评]：结构生物学的里程碑。解析了 TLR4-MD-2-LPS 的晶体结构，直观展示了疏水口袋如何容纳 5 条链以及第 6 条链如何介导二聚化。
[3] Kim HM, et al. (2007). Crystal structure of the TLR4-MD-2 complex with bound endotoxin antagonist Eritoran. Cell.
[点评]：通过对比拮抗剂 Eritoran 的结合模式，揭示了“空间占位但不诱导二聚化”的拮抗机制。