所有Toll家族的成員都是Ⅰ型跨膜蛋白質(zhì)，具有類似的胞外結(jié)構(gòu)域，包含18~31個(gè)亮氨酸富集重復(fù)結(jié)構(gòu)體（leucine-rich repeats，LRR），大約由200個(gè)氨基酸所組成的相似的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，后者類似于IL-1R的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，故稱為Toll/IL-1R同源區(qū)（Toll/IL-1-receptor homologous region）。

在人類TLR的TIR（Toll/L-1 receptor）結(jié)構(gòu)域中，與果蠅的一致性為32%；與IL-1R的TIR的結(jié)構(gòu)域的一致性為20%。Toll家族的胞外結(jié)構(gòu)域較大，由550~980個(gè)氨基酸組成，可能有多個(gè)配體結(jié)合位點(diǎn)。來自果蠅的遺傳證據(jù)顯示，Toll胞外結(jié)構(gòu)域的氨基末端的半數(shù)都能與配體相結(jié)合。不同物種的TLR4對(duì)LPS中不同的脂質(zhì)A表現(xiàn)出不同的效應(yīng)，如小鼠TLR4對(duì)LPS以及同源物L(fēng)A-14-PP都能引發(fā)內(nèi)毒素生物學(xué)效應(yīng)，而人類僅對(duì)LPS發(fā)生激動(dòng)效應(yīng)，對(duì)LA-14-PP則為拮抗效應(yīng)。TLR4胞質(zhì)區(qū)高度保守，而胞外區(qū)高度變異，以適應(yīng)不同的配體分子。

Toll家族的胞外結(jié)構(gòu)域具有多樣性，如TLR2和TLR4的胞外域的一致性為24%，可能參與不同配體的結(jié)合和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。即使在小鼠和人類的同源性基因中，仍存在胞外結(jié)構(gòu)域的多樣性，如人類的TLR4的胞外結(jié)構(gòu)域和小鼠TLR4的一致性為53%，然而其胞質(zhì)區(qū)同源性為83%。TLR多型性在不同個(gè)體可能會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，病原體發(fā)生變異，宿主的識(shí)別受體也會(huì)變化，可以理解為宿主和病原體之間的“軍備競(jìng)賽”。
 

目前了解較清楚的TLR為TLR2和TLR4。TLR的不同成員在機(jī)體分布不一，TLR1分布比其他TLR更廣泛，更豐富；TLR2在大腦、心臟、肌肉、肺臟、胰腺和胎盤表達(dá)更高；TLR3的表達(dá)與TLR2類似；TLR4和 TLR5的表達(dá)較少，TLR4大量表達(dá)在胎盤和外周血液白細(xì)胞，而TLR5則在卵巢和單核細(xì)胞表達(dá)豐富；TLR6表達(dá)在脾臟、胸腺、卵巢和肺臟。

TLR1呈現(xiàn)普遍存在的特點(diǎn)；TLR2、TLR4、TLR5呈現(xiàn)限制性表達(dá)的特點(diǎn)；TLR3呈現(xiàn)特異性表達(dá)的特點(diǎn)。一個(gè)細(xì)胞可以存在多種TLR，不同卻又重疊分布的配體識(shí)別模式的表達(dá)和調(diào)節(jié)可能構(gòu)成許多豐余的TLR家族的基礎(chǔ)。同一類型細(xì)胞的TLR表達(dá)具有獨(dú)特性和一定的限制性。不同種組織中許多TLR的mRNA轉(zhuǎn)錄也有變化，同一基因可編碼不同蛋白質(zhì)，如 TRL4可編碼跨膜型TLR4 以及可溶性TLR4，后者能抑制LPS的效應(yīng)。