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内毒素中О-特异性多糖链的生物合成

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O抗原的合成发生在细胞膜的胞浆面,以膜结合脂(GCL)与NDP-单糖结合为起始点,至新生О抗原在周质间隙面与core-LipidA连接成LPS为终止点。GCL又名脂质抗原载体(antigen-carrie lipid,ACL),是一种十一异戊二烯醇(undecaprenola或prenol)单磷酸,它在细胞内合成并可进一步磷酸化。在细胞膜上,GCL、P-GCL和PP-GCL间的磷酸化和去磷酸化维持一定的动态平衡,在О抗原的合成过程中发挥重要作用。

О-抗原合成途径分为两种,下文介绍其中一种:ABC转运装置依赖型。

此途径局限于结构较为简单的O-抗原的合成,如大肠杆菌O8、O9和肺炎克雷伯杆菌O1抗原。大肠杆菌O8抗原是由GlcNAc为引导糖的甘露糖聚合物。首先在内膜胞浆面由WecA催化形成GCL-PP-GlcNAc。

第一步反应的特征是形成一个含葡萄糖疏水性的甘露糖受体,其本质为α-乙酰葡萄糖二磷酸十一异戊烯醇,它可从GDP-Man中将甘露糖转移至GCL-PP-GlcNA受体上。此反应是可逆的,GCL-PP-GlcNAc的形成取决于GCL-P及细胞内UDP-GlcNAc的浓度。因为把高浓度(mMol)的UDP-Glc-NAc和膜一起在体外条件下孵育,可形成GCL-PP-GlcNAc;但在较低浓度(uMol)时则形成不能接受甘露糖的磷酸二脂。

然后通过糖基转移酶逐步将甘露糖转移至GCL-PP-GlcNAc上并不断延伸形成甘露糖多聚体,此多聚化反应不需要Wzy参与。

多聚化反应式为:

此反应不可逆,它通过一种单链机制将Man从GDP-Man中转移至GlcNAc-PP-GCL中GlcNAc的非还原端上。

在胞浆面合成的甘露糖多聚体通过ABC转运装置(ATP-binding cassette(ABC)-transporter)转运至周质间隙面,完成与core-Lipid A的连接。

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