Cấu trúc kháng nguyên O của vi khuẩn ựường ruột ựã ựược nghiên cứu khá ựầy ựủ từ những năm 60 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, có những ựặc tắnh của chúng mãi ựến những năm 80 của thế kỷ trước mới ựược công bố. Cấu trúc kháng nguyên O liên quan chặt chẽ ựến cấu trúc và là một trong ba thành phần cấu tạo nên LPS. Vì lẽ ựó mà trong một số tài liệu người ta coi LPS như là kháng nguyên O. Tuy nhiên, cần phải hiểu một cách chắnh xác rằng LPS còn có 2 thành phần khác giữ các chức năng ựặc biệt quan trọng trong các quá trình bệnh lý.
đặc ựiểm cấu trúc phân tử LPS của vi khuẩn Gr (-) ựược mô tả như sau:
Kháng nguyên O ựược cấu tạo bởi các ựơn vị oligosaccharide kế tiếp nhau. đó là kiểu cấu trúc ựa ựường thường gặp ở vi khuẩn. Thành phần và cấu trúc của chúng là cơ sở hoá học của kháng nguyên O thuộc các nhóm vi khuẩn Gr (-), vì vậy trật tự và thành phần các loại ựường sẽ quyết ựịnh tắnh ựặc hiệu của kháng nguyên O. Bằng các phương pháp ựiện di, sắc ký người ta ựã xác ựịnh ựược một số ựường chắnh cấu tạo nên kháng nguyên O, ựó là các ựường cơ bản, bao gồm: glucoza, galactoza, heptozaẦvà một số dẫn xuất của một số ựường cơ bản ựó: glucosamine, 2 Ờ keto - 3 - deoxymanlunosotonic axit (KDO). Trong rất nhiều nhóm kháng nguyên O có thể gặp một hoặc một vài ựường cơ bản. Một số công bố trước ựây về thành phần ựường của chuỗi kháng nguyên O ựã có những sai lầm do ựưa vào danh sách ựó các ựường của toàn bộ phân tử LPS. Chuỗi ựa ựường cấu tạo nên kháng nguyên O có thể là chuỗi ựa ựường trung tắnh hoặc chuỗi ựa ựường axit. Như vậy, có thể thấy rằng các ựường có gắn gốc amin rất ắt gặp trong cấu trúc kháng nguyên O vi khuẩn E.coli, trong khi ựó rhamnoza là thành phần khá phổ biến. Kháng nguyên O có thể ựược cấu tạo từ 1 ựến 6 loại ựường khác nhau. Duy chỉ có hai nhóm kháng nguyên O8 và O9 ựược cấu tạo từ một loại ựường mannoza. Từ một số ựường trên ựây, kháng nguyên O trung tắnh của vi khuẩn E.coli
ựược cấu tạo bởi sự liên kết các ựường ựơn tạo thành chuỗi ựa ựường (Orskov và cs, 1977).
Chuỗi ựa ựường axit (axitic polysaccharide chains): Trong một thời gian rất dài ựã quan niệm rằng kháng nguyên O vi khuẩn E.coli chỉ ựược cấu
O Ờ specific polysaccharide
Phần lõi
tạo từ các ựường trung tắnh. Cho ựến những năm 80 của thế kỷ trước, khi nghiên cứu kỹ về LPS, người ta thấy rằng trong thành phần kháng nguyên O của E.coli có chứa các thành phần ựường mang tắnh axit như glycerolphosphat, hexuronic axit, neuraminic axit, glucolactilic axit. Những thành phần trên ựã cấu tạo nên kháng nguyên O và LPS. Tương ứng với ựặc tắnh không lắng cặn khi ly tâm siêu tốc, khác với kháng nguyên O cấu tạo từ các ựường trung tắnh có khả năng lắng cặn trong ựiều kiện trên (Orskov và cs, 1977).
đặc tắnh hoá học của kháng nguyên R: Các chủng biến dị E.coli có nguồn gốc từ dạng S có thể ựược tạo ra trong phòng thắ nghiệm bằng cách xử lý với các tác nhân gây biến dị. Những chủng biến dị ựó bị khiếm khuyết trong cấu tạo LPS. Với các chủng không bị biến dị (dạng S), LPS ựược cấu tạo ựầy ựủ bởi 3 thành phần cơ bản như ựã trình bày ở trên. Trong khi ựó các chủng biến dị (dạng R) LPS thiếu thành phần kháng nguyên O. Các dạng LPS có cấu tạo khiếm khuyết ựó ựược gọi là kháng nguyên R. Kháng nguyên R ựược cấu tạo bởi phần lõi oligosaccharide và phần lipid A, mà ở ựây phần lõi oligosaccharide có thể ựầy ựủ hoặc không ựầy ựủ, vắ dụ chủng E.coli K12 là chủng biến dị có cấu tạo phần lõi ựầy ựủ, chủng E.coli B là chủng có cấu tạo
phần lõi không ựầy ựủ. Kháng nguyên R với phần lõi ựầy ựủ: những nghiên cứu từ trước năm 1940 cho rằng phần lõi trong cấu trúc LPS của tất cả các vi khuẩn Gr (-) chỉ có một dạng và giống nhau. Mãi ựến năm 1948, Moller phát hiện ra rằng có hai dạng lõi khác nhau trong cấu trúc LPS của E.coli O8: K42, chúng ựược gọi là coli R1 và coli R2. Phần lõi trên có thể có các cấu trúc phụ do liên kết giữa KDO với galactoza như trong cấu trúc của E.coli K12 hoặc do liên kết
giữa gốc ựường glucoza cuối cùng với glucosamine hay N-acetyl mannosaminuronic axit. Tuy nhiên chức năng và ý nghĩa sinh học của phần cấu trúc phụ trên ựây vẫn chưa rõ ràng. điều ựáng lưu tâm ở ựây là tất cả cấu trúc lõi oligosaccharide ựều có mạch nối với phosphate hoặc phosphorylethanolamine,
pyrophosphorylethanolamine thông qua gốc carboxyl của KDO. Chắnh nhờ cấu trúc ựó mà hình thành nên các cấu trúc bền vững trên thành tế bào cũng như duy trì cấu trúc màng ngoài của tế bào vi khuẩn và giữ vai trò quan trọng trong quá trình tương tác giữa tế bào vi khuẩn với các yếu tố thực bào cũng như kháng sinh. Kháng nguyên R với cấu trúc lõi không ựầy ựủ: khi xử lý các chủng E.coli dạng A hay dạng R với các tác nhân gây biến dị sẽ tạo nên các chủng E.coli biến dị có kháng nguyên R với cấu trúc lõi không ựầy ựủ do mất ựi một số ựường trong lõi oligosaccharide. E.coli B, một chủng cổ ựiển trong phòng thắ nghiệm, có cấu trúc ựiển hình trên ựây (Orskov và cs, 1977).