在過去的十幾年中對(duì)內(nèi)毒素的研究主要集中在對(duì)大腸桿菌(E.coli K-12)脂質(zhì)的生物合成途徑方面。
在細(xì)胞表面生物合成過程中, UDP-N-乙酰葡糖胺(uridine diphosphate-N -actylglucosamine,UDP-GlcNAc)是重要的中間物,也是肽聚糖和脂質(zhì)A的共同前體物質(zhì),在合成表面多糖時(shí)起到重要作用。在LPS核心多糖與О抗原連接過程中CleNAc起到關(guān)鍵作用。
UDP-GlcN和β-羥基十四烷酸-載體蛋白(β-hydroxymyristoyl-acylcarrier protein,Bhydroxymyristoyl- ACP)等脂質(zhì)A合成的前體分子是經(jīng)過下列一系列反應(yīng)生成脂質(zhì)A的:
1、UDP-單脂酰乙酰葡糖胺的生成
UDP-GlcNAc在3-羥基位被β-羥基十四烷酸-載脂蛋白提供的β羥基十四烷酸?;?/span>,生成UDP-單脂酰乙酰葡糖胺(UDP-3-monoacyl-GleNAc),這一反應(yīng)由?;D(zhuǎn)移酶催化進(jìn)行下,位于染色體4分鐘處的lpx A基因編碼?;D(zhuǎn)移酶。
2、UDP-2,3-二脂酰葡糖胺以及脂質(zhì)X的生成
UDP-單脂酰乙酰葡糖胺在lpxC基因編碼的N-脫乙酰酶催化下脫去氨基上的乙酰基,然后在lpxD基因編碼的產(chǎn)物催化下向氨基轉(zhuǎn)入β-羥基十四烷酸,從而生成UDP-二脂酰葡糖胺(UDP-2,3-diacyl-GlcN)。通過焦磷酸酶除去UDP-二脂酰葡糖的UDP,生成1-磷酸-2,3-二脂酰葡糖胺,也就是通常所說的脂質(zhì)X(lipid x)。
3、脂質(zhì)Ⅳa的生成
UDP-2,3-二脂酰葡糖胺和脂質(zhì)X通過β-1,6焦磷酸鍵連接縮合生成脂質(zhì)骨架,此時(shí)每個(gè)糖基上有2個(gè)β-羥基十四烷酸,具有還原性的葡糖胺的C-1位上存在有一個(gè)磷酸基,該步反應(yīng)是由lpxB基因編碼的蛋白質(zhì)催化。然后,在特異性激酶的催化下,使非還原性的葡糖胺的C-4'位置磷酸化,從而生成1 ,4'-二磷酸四脂酰葡糖胺雙糖,也即脂質(zhì)Ⅳa(lipid Ⅳa)。
4、脂質(zhì)A的生成
從脂質(zhì)Ⅳa向脂質(zhì)A的轉(zhuǎn)變,首先需在非還原性葡萄糖胺的C-6'位上加入KDO ,然后再加入兩個(gè)飽和脂肪酸和極性基團(tuán)如磷酸基,該步反應(yīng)的具體機(jī)制目前還不清楚。