Iako je struktura O antigena raznolika, njegova se sinteza odvija na površini citoplazme. Najprije se šećerna skupina prenosi na lipid koji se veže na membranu GCL (glikol-nosač lipida) preko prekursora nukleozid difosfat monosaharida, a zatim se novi O antigen povezuje s neovisno sintetiziranom strukturom lipidne jezgre na površini periplazme.

1. Sintetski put

Put sinteze antigena O može se podijeliti u tri kategorije prema komponentama uključenim u proces polimerizacije ponovljene jedinice antigena O, mjestu polimerizacije te komponentama i načinima uključenim u transport polisaharidnog lanca kroz membranu do periplazmatskog prostora površinski:

Proces sinteze ponavljajuće jedinice antigena O i polimerizacije Salmonella typhimurium prikazan je na slici 1-6.

Prvo, WbaP katalizira prijenos galaktoza 1-fosfata iz UDP-Gal u GCL-P kako bi se formirao GCL-PP-Gal, a zatim dovršava sintezu ponovljenih jedinica pod katalizom niza glikoziltransferaza. Novosintetizirana GCL-PP ponovljena jedinica prenosi se s citoplazmatske površine na periplazmatsku intersticijsku površinu, a novi GCL-PP polimer koristi se kao donor za prijenos polimera na novosintetiziranu ponovljenu jedinicu. Prije sljedeće ponovljene sinteze jedinice GCL-PP-a, koja je hidrolizirala polimer, GCL-P treba generirati pirofosforilaza kako bi ponovno odigrao svoju ulogu.

Za neka od O protutijela Shigelle i Escherichie coli K-12, šećerna skupina povezana s polisaharidom jezgre je GlcNAc, a ne Gal. Sintezu ovih ponavljajućih jedinica pokreće UDP-GlcNA c: GCL-P-GlcNAc-1-P transferaza WecA (Rfe), a naknadna sinteza i polimerizacija ponavljajućih jedinica iste su kao kod Salmonella typhimurium.

(2) Tip ovisan o transporteru ABC: ovaj je put ograničen na sintezu antigena O s iznimno jednostavnom strukturom, koji je obično linearni homomer, kao što su E. coli O8, O9 i antigen O1 Klebsiella pneumoniae. Sinteza je pokrenuta stvaranjem GCL-PP-GlcNAc "primera" kataliziranog WecA na površini citoplazme. Glikoziltransferaza kontinuirano prenosi šećernu skupinu na nereducirajući kraj rastućeg polimera kako bi se ostvarila reakcija polikondenzacije. Reakcija polikondenzacije ne zahtijeva sudjelovanje načina. Specifičnost glikoziltransferaze određuje strukturu njezine ponavljajuće jedinice. Antigen O sintetiziran na površini citoplazme prenosi se na površinu periplazmatskog jaza preko ABC transportnog uređaja, te se u njemu dovršava reakcija povezivanja s jezgrom lipida A.

(3) Ovisno o sintazi: ovaj je put nedavno pronađen u Salmonella O54. Struktura O54 je poli N-acetil manozamin (MANNAc). Za njegovu sintezu također je potreban "primer" GCL-PP-GlcNAc koji sintetizira WecA, a zatim WbbF (RfbB) katalizira produljenje polimera. WbbF je progresivna glikoziltransferaza ili sintaza, koja ima dvostruku funkciju transferaze-izlaza i prenosi sintetizirani O antigen s površine citoplazme na površinu periplazme.