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该研究通过高分辨质谱和核磁共振技术，系统解析了大肠杆菌O101血清群参考菌株H510a及自然变体Onovel32、Onovel32MT-的O-抗原多糖结构，发现PS1和PS2重复单元形成新型块共聚物结构，并首次确认大肠杆菌存在此类糖苷聚合物。
艾伦·B·莫兰（Alan B. Moran）|查库姆卡尔·阿尼什（Chakkumkal Anish）|尼尔·拉文斯克罗夫特（Neil Ravenscroft）|伊芙琳·韦尔登堡（Eveline Weerdenburg）|彼得·布尔豪特（Peter Burghout）|扬·格里普斯特拉（Jan Grijpstra）|马尔蒂·拉古纳特（Malti Raghunath）|达里奥·A.T. 克拉默（Dario A.T. Cramer）|阿纳贝尔·托伦特-洛佩兹（Anabel Torrente-López）|曼弗雷德·武赫勒（Manfred Wuhrer）|弗朗西斯·米雄（Francis Michon）|米歇尔·贝鲁雷（Michel Beurret）
强生公司（Johnson & Johnson），细菌疫苗发现与早期开发部门；詹森疫苗与预防公司（Janssen Vaccines & Prevention B.V.）；地址：Archimedesweg 6, 2333 CN 莱顿（Leiden），荷兰
摘要
从菌血症患者中分离出的大肠杆菌（E. coli）O101血清群菌株被发现含有不同的O-抗原多糖糖型。通过高分辨率质谱（MS）和核磁共振（NMR）对参考菌株H510a以及一个自然发生的变体（Onovel32）的O-抗原结构进行检测，证实了先前报道的O-多糖重复单元由二糖PS1和PS2组成的现象。新发现的一种O101糖型显示其主链经过修饰，且在PS2主链的非还原端额外含有一个未识别的结构——4-O-甲基-N-乙酰-半乳糖胺（4-O-Me-GalNAc）残基。另一个自然发生的变体（Onovel32MT-）不含有任何PS2重复单元，也没有4-O-Me-GalNAc封端。分析表明，这三种O101菌株的O-多糖糖型在PS1与PS2重复单元的比例以及4-O-Me-GalNAc封端残基的数量上存在差异。根据参考菌株H510a和Onovel32MT-的Smith降解数据，推测PS1和PS2重复单元通过添加到已存在的PS1主链上形成嵌段共聚物。此外，4-O-Me-GalNAc作为PS2主链的末端封端残基。此类嵌段共聚物结构此前已在克雷伯菌（Klebsiella）和布鲁氏菌（Brucella）的半乳聚糖中报道过。据我们所知，这是首次在大肠杆菌（E. coli）中发现这种嵌段共聚物O-抗原。
引言
产生碳青霉烯酶和扩展β-内酰胺酶的大肠杆菌（Escherichia coli）菌株对健康构成重大威胁，因此人们对开发疫苗和免疫疗法以对抗这些菌株感染越来越感兴趣[1]、[2]。O-抗原是细胞表面的多糖，是治疗日益耐抗生素的大肠杆菌感染的免疫治疗靶点[3]、[4]；研究这些抗原需要详细了解其结构（自然界中存在超过200种O-抗原[3]），以及它们在临床菌株中的分布和潜在抗原表位[3]。
大肠杆菌O101血清型及其相关O162血清型属于肠毒素型大肠杆菌（ETEC）和肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）的血清群，这两种菌株均与人类疾病相关[5]、[6]。最近发现，从菌血症患者中分离出的大多数O101/O162 ExPEC菌株携带一个名为Onovel32的O-抗原生物合成位点[7]，其中30%的菌株在编码甲基转移酶的基因（Onovel32MT-）中存在突变，导致O-抗原结构发生变化[8]。
通过对参考菌株H510a及其最常见变体Onovel32的O-多糖结构进行高分辨率质谱（MS）和核磁共振（NMR）分析，证实了先前报道的O-多糖重复单元（O-PS）由二糖PS1（→6)-α-D-GlcNAc-(1→4)-α-D-GalNAc-(1→)和PS2（→4)-β-D-GalNAc-(1→4)-α-D-GalNAc-(1→)组成的现象[9]、[10]。我们确认，具有Onovel32和Onovel32MT-O-抗原生物合成位点的临床相关O101血清型菌株具有多种不同的O-抗原糖型，这些糖型在PS1:PS2比例和O-甲基修饰方面存在差异。初步数据表明形成了大肠杆菌特有的O-抗原共聚物结构[8]，我们将在后续研究中进一步明确证明这一点。
假设陈述
研究表明，同一O101菌株的O-PS中同时存在PS1和PS2重复单元[10]。这一较为罕见的现象可能由多种不同的结构特征或其组合解释：首先，可能是PS1和PS2 O-PS链分别独立表达（如图1b所示）；或者可能是PS1和PS2重复单元随机分布的混合结构（如图1c所示）。
结论
根据现有数据，可以合理推断O101 O-PS（其中同时存在PS1和PS2重复单元[10]）及其变体Onovel32是由PS1和PS2重复单元通过共价键结合形成的嵌段共聚物。进一步假设PS1主链首先在细胞质中合成，起始物质为GlcNAc（A）残基，这一过程依赖于ABC转运蛋白途径，并与十一碳烯基链结合
CRediT作者贡献声明
阿纳贝尔·托伦特-洛佩兹（Anabel Torrente-López）：撰写、审稿与编辑、实验研究、数据分析。马尔蒂·拉古纳特（Malti Raghunath）：撰写、审稿与编辑、实验研究、数据分析。达里奥·A.T. 克拉默（Dario A. T. Cramer）：撰写、审稿与编辑、方法学研究、实验研究、数据分析。彼得·布尔豪特（Peter Burghout）：撰写、审稿与编辑、资料准备、方法学研究、实验研究、数据分析。扬·格里普斯特拉（Jan Grijpstra）：撰写、审稿与编辑、资料准备、方法学研究、实验研究、数据分析。尼尔·拉文斯克罗夫特（Neil Ravenscroft）：撰写、审稿与编辑
利益冲突声明
作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系：A.B.M.、C.A.、E.W.、P.B.、J.G.和M.B.曾是或目前是强生公司的员工；C.A.目前是阿斯利康公司的员工。D.A.T.C.、A.T.L.和M.W.从强生公司获得了该项目的研究资助；N.R.和F.M.曾作为顾问为强生公司工作。其他作者均无利益冲突
