盡管O抗原結構多種多樣，但其合成都在胞質面進行，先通過核苷二磷酸-單糖前體把糖基轉移到膜結合脂GCL（glycosyl-carrier lipid） ，然后在周質間隙面以新生O抗原連接到獨立合成的脂質核心結構上。

1、合成途徑

根據O抗原重復單位多聚化過程中所參與的成分，多聚化的部位以及多糖鏈跨膜轉運到周質間隙面所參與的成分和方式不同，可把O抗原合成途徑分為三類：

（1）Wzy（即 Rfc）依賴型：此途徑主要特征是寡聚糖重復單位在細胞質膜面以GCL-PP形式合成，然后在Wzx（Rfbx ）參與下轉移到周質間隙面，以完成重復單位的多聚糖反應，多聚化反應需要多聚化酶Wzy催化。通過此途徑合成的O抗原均為異聚體（即重復單位由不同的糖基組成）。

鼠傷寒沙門菌的O抗原重復單位合成和多聚化過程如圖1-6所示。

首先由WbaP催化1-磷酸半乳糖從UDP-Gal轉移到GCL-P形成GCL-PP-Gal，然后在一系列糖基轉移酶的催化下完成重復單位的合成。新合成的GCL-PP重復單位從胞質面轉移到周質間隙面，以新生的GCL-PP多聚體為供體，將多聚體轉移到新合成的重復單位上。解下了多聚體的GCL-PP在進行下一次的重復單位合成以前，需要經過焦磷酸酯酶作用生成GCL-P才能再次發揮作用。

對于志賀菌和大腸桿菌K-12的某些O抗原來說，其重復單位與核心多糖相連的糖基為GlcNAc而不是Gal。此類重復單位的合成是由UDP-GlcNA c：GCL-P-GlcNAc-1-P轉移酶WecA（即Rfe）催化起始反應的，后續的重復單位合成和多聚化與鼠傷寒沙門菌的相同。

（2）ABC 轉運裝置依賴型：此途徑僅局限于結構極其簡單的O抗原的合成，通常為線性同聚體，例如大腸桿菌O8、O9和肺炎克雷伯桿菌O1抗原。合成是在胞質面由WecA催化形成GCL-PP-GlcNAc“引物"而起始，通過糖基轉移酶連續將糖基轉移到生長的多聚體的非還原端而實現多聚化反應，多聚化反應不需要wzy參與。糖基轉移酶的特異性決定其重復單位的結構。在胞質面合成的O抗原通過ABC轉運裝置轉移到周質間隙面，在其內完成與脂質A核心的連接反應。

（3）合酶依賴型：本途徑最近在沙門菌O54中發現。O54的結構為一多聚N-乙酰甘露糖胺（mannose-N-acyl，ManNAc），其合成也需WecA合成的“引物"GCL-PP-GlcNAc，然后由WbbF即RfbB）催化多聚體的延伸。WbbF為一漸進性糖基轉移酶（progressivegly cosyltransferase） ，即合酶（oynthase），具有轉移酶-輸出雙重功能，將合成的O抗原從胞質面轉移到周質間隙面上。