脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁外壁的组成成分，是由脂质和多糖构成的物质（糖脂质）。脂多糖的结构如右图： 左面为O抗原 ，中间为核心多糖，右面为类脂A.

脂多糖：①脂质和多糖的复合物；

②为革兰氏阴性细菌外壁层中特有的一种化学成分，分子量大于10000，结构复杂，在不同类群、甚至菌株之间都有差异。以沙门氏菌为例，其脂多糖由核心多糖、O-多糖侧链、和类脂A组成。为革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分，脂多糖是内毒素和重要群特异性抗原(O抗原)。

脂多糖由三部分组成：类脂A、核心多糖、O-抗原。脂多糖中的类脂A部分作为脂质双分子层外层的组成部分进入到脂质层中，糖链部分暴露在细胞外面，然后以这种形式存在于革兰氏阴性细菌的细胞表面。在脂多糖的生理活性表现中被认为起到最重要作用的是类脂A部分，类脂A可以单独体现其生理作用。

脂多糖很难从细胞壁脱落，当细菌死亡等时它会通过溶解、破坏细胞来脱落，并通过作用于动物细胞等而发挥其毒性。由于这种性质，它不是细菌分泌到体外的毒素（外毒素），而是不被分泌的“存在于细菌体内的毒素”，所以又被称为内毒素。

脂多糖具有热稳定性和化学稳定性，用一般的高压灭菌器或干热灭菌法是无法让其灭活的。要想让其灭活就需要用250℃的高温加热30分钟。

脱落的脂多糖通过存在于目标细胞的细胞膜中的TLR4来表现其作用。TLR家族与炎性细胞因子的表现有关，在自然免疫中起着重要作用。到目前为止，已知的存在于人体中的属于TLR家族的分子就有10种。TLR家族的细胞外结构域拥有富亮氨酸重复序列（LRR）这种结构。LRR是由从属于氨基酸一种的白氨酸与规则排列的leucine-rich motif（LRM）之间的重复结构构成的。另外，细胞内结构域被称为Toll/IL-1R同源区（TIR结构域），是与白细胞介素-1（IL-1）受体和其他属于IL-1受体家族的分子（IL-18）具有相同性的领域。近年来除TLR4以外，有报告称拥有LRR的细胞内蛋白质Nod同样作为脂多糖受体在发挥着作用。

TLR4作用下的脂多糖的识别机制首先是以内毒素结合蛋白（LBP）捕获脂多糖，然后将其输送给CD14分子的形式启动的。此外，LPS-CD14复合物应该要与TLR4结合，但识别必须得有MD-2分子。

以TLR4为媒介的信号转导途径。

通过配体结合形成的细胞内信号转导途径就和IL-1受体是一样的，具体情况如下。首先，当脂多糖与TLR4结合时，其会通过衔接蛋白-髓样分化因子88（英文名：Myeloid Differentiation Protein-88、MyD88）激活丝氨酸/苏氨酸激酶这种IL-1受体相关激酶（英文名：IL-1 Receptor Associating Kinase、IRAK）。此外，它还会通过位于IRAK下游的衔接蛋白TRAF-6（TNF Receptor-associated Factor-6）刺激与炎症反应有关的NFκB(Nuclear Factor Kappa-B)和MAP激酶家族等的活化作用，展现其转录活性。