脂多糖中O抗原特異性多糖的合成途徑

盡管O抗原結(jié)構(gòu)多種多樣，但其合成都在胞質(zhì)面進(jìn)行，先通過核苷二磷酸-單糖前體把糖基轉(zhuǎn)移到膜結(jié)合脂GCL（glycosyl-carrier lipid） ，然后在周質(zhì)間隙面以新生O抗原連接到獨(dú)立合成的脂質(zhì)核心結(jié)構(gòu)上。

1、合成途徑

根據(jù)O抗原重復(fù)單位多聚化過程中所參與的成分，多聚化的部位以及多糖鏈跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)到周質(zhì)間隙面所參與的成分和方式不同，可把O抗原合成途徑分為三類：

（1）Wzy（即 Rfc）依賴型：此途徑主要特征是寡聚糖重復(fù)單位在細(xì)胞質(zhì)膜面以GCL-PP形式合成，然后在Wzx（Rfbx ）參與下轉(zhuǎn)移到周質(zhì)間隙面，以完成重復(fù)單位的多聚糖反應(yīng)，多聚化反應(yīng)需要多聚化酶Wzy催化。通過此途徑合成的O抗原均為異聚體（即重復(fù)單位由不同的糖基組成）。

鼠傷寒沙門菌的O抗原重復(fù)單位合成和多聚化過程如圖1-6所示。

首先由WbaP催化1-磷酸半乳糖從UDP-Gal轉(zhuǎn)移到GCL-P形成GCL-PP-Gal，然后在一系列糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下完成重復(fù)單位的合成。新合成的GCL-PP重復(fù)單位從胞質(zhì)面轉(zhuǎn)移到周質(zhì)間隙面，以新生的GCL-PP多聚體為供體，將多聚體轉(zhuǎn)移到新合成的重復(fù)單位上。解下了多聚體的GCL-PP在進(jìn)行下一次的重復(fù)單位合成以前，需要經(jīng)過焦磷酸酯酶作用生成GCL-P才能再次發(fā)揮作用。

對于志賀菌和大腸桿菌K-12的某些O抗原來說，其重復(fù)單位與核心多糖相連的糖基為GlcNAc而不是Gal。此類重復(fù)單位的合成是由UDP-GlcNA c：GCL-P-GlcNAc-1-P轉(zhuǎn)移酶WecA（即Rfe）催化起始反應(yīng)的，后續(xù)的重復(fù)單位合成和多聚化與鼠傷寒沙門菌的相同。

（2）ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)裝置依賴型：此途徑僅局限于結(jié)構(gòu)極其簡單的O抗原的合成，通常為線性同聚體，例如大腸桿菌O8、O9和肺炎克雷伯桿菌O1抗原。合成是在胞質(zhì)面由WecA催化形成GCL-PP-GlcNAc“引物"而起始，通過糖基轉(zhuǎn)移酶連續(xù)將糖基轉(zhuǎn)移到生長的多聚體的非還原端而實(shí)現(xiàn)多聚化反應(yīng)，多聚化反應(yīng)不需要wzy參與。糖基轉(zhuǎn)移酶的特異性決定其重復(fù)單位的結(jié)構(gòu)。在胞質(zhì)面合成的O抗原通過ABC轉(zhuǎn)運(yùn)裝置轉(zhuǎn)移到周質(zhì)間隙面，在其內(nèi)完成與脂質(zhì)A核心的連接反應(yīng)。

（3）合酶依賴型：本途徑最近在沙門菌O54中發(fā)現(xiàn)。O54的結(jié)構(gòu)為一多聚N-乙酰甘露糖胺（mannose-N-acyl，ManNAc），其合成也需WecA合成的“引物"GCL-PP-GlcNAc，然后由WbbF即RfbB）催化多聚體的延伸。WbbF為一漸進(jìn)性糖基轉(zhuǎn)移酶（progressivegly cosyltransferase） ，即合酶（oynthase），具有轉(zhuǎn)移酶-輸出雙重功能，將合成的O抗原從胞質(zhì)面轉(zhuǎn)移到周質(zhì)間隙面上。