W ciągu ostatnich dziesięciu lat badania nad endotoksynami koncentrowały się głównie na szlaku biosyntezy lipidów E. coli K-12.
W procesie biosyntezy powierzchniowej komórki UDP-N-acetyloglukozamina (UDP-GlcNAc) jest ważnym związkiem pośrednim i powszechnym prekursorem peptydoglikanu i lipidu A, który odgrywa ważną rolę w syntezie powierzchniowych polisacharydów. W rdzeniu LPS polisacharydy i О CleNAc odgrywają kluczową rolę w wiązaniu antygenu.
UDP-GlcN i białko nośnikowe kwasu β-hydroksytetradekanowego ( β- Cząsteczki prekursorowe syntezy lipidu A, takie jak białko nośnikowe hydroksymirystoilo-acylu, hydroksymirystoilo-ACP), wytwarzają lipid A w następującej serii reakcji:
1. Powstawanie UDP - monoacyloacetyloglukozaminy
UDP-GlcNAc to apolipoproteina β-hydroksytetradekanowa. acylowanie kwasu hydroksytetradekanowego generuje UDP-3-monoacylo-GleNAc. Ta reakcja jest katalizowana przez acylotransferazę. Gen luźny A znajdujący się w 4. minucie chromosomu koduje acylotransferazę.
2. Produkcja UDP-2, 3-diacyloglukozaminy i lipidu X
UDP-monoacyloacetyloglukozamina jest deacetylowana na grupie aminowej pod wpływem katalizy N-deacetylazy kodowanej przez gen lpxC, a następnie przenoszona do grupy aminowej pod wpływem katalizy produktu kodowanego przez gen lpxD kwasu β-hydroksytetradekanowego, w wyniku czego powstaje UDP - diacyloglukozamina (UDP - 2, 3 - diacyl - GlcN). UDP z UDP-lipoacyloglukozy jest usuwany przez pirofosfatazę w celu wytworzenia 1-fosfo-2,3-dilipoacyloglukozaminy, która jest powszechnie znana jako lipid X (lipid x).
3. Tworzenie lipidów Ⅳ a
UDP-2, 3-diacyloglukozamina i lipid X przechodzą przez β- Wiązanie 1,6 pirofosforanowe jest połączone i skondensowane, tworząc szkielet lipidowy. W tej chwili są 2 w każdej grupie cukrowej. Kwas β-hydroksytetradekanowy, redukujący glukozaminę, ma grupę fosforanową w pozycji C-1. Reakcja ta jest katalizowana przez białko kodowane przez gen lpxB. Następnie pod wpływem katalizy specyficznej kinazy dochodzi do fosforylacji pozycji C-4' glukozaminy nieredukującej do wytworzenia disacharydu 1,4'-difosforanu tetradecyloglukozaminy, czyli lipidu Ⅳ a (lipid Ⅳ a).
4. Produkcja lipidu A
Przejście z lipidu Ⅳa do lipidu A wymaga dodania KDO w pozycji C-6' nieredukującej glukozaminy, a następnie dodania dwóch nasyconych kwasów tłuszczowych i grup polarnych, takich jak fosforan. Specyficzny mechanizm tej reakcji jest nadal niejasny.