Figur 1. Domænet struktur af MmpA, MmpC, og MmpD for syntese af monic syre. Biosyntesen af moninsyre er ikke kolinær, men er blevet omarrangeret i dette diagram. Proteinnavnet vises inde i pilen med modul og domænestruktur angivet nedenfor. AVS=acyl carrier protein, I=acyl transferase, DH=dehydratase, ER= = enoyl-reduktase, HMG=3-hydroxy-3-methylglutaric syre, Mødte=methyl-transferase, KR=ketoreductase, KS=ketosynthase, TE=thioesterase.,
Figur 2. Strukturen af pseudomonsyre A-D, mærket henholdsvis A til d.
Figur 3. C15-methylgruppen af moninsyre er bundet til C3 ved hjælp af følgende reaktionsskema. MupH er en Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-syntase, MupJ og MupK er Enoyl-CoA hydratases.
Figur 4. Pyranringen af mupirocin genereres i denne foreslåede multistep-reaktion., Gen knockouts af mupO, mupU, mupV og macpE afskaffe PA-EN-produktion, men ikke PA-B-produktion, der viser, at PA-B er en forløber til PA-A.
Figur 5. MmpB er foreslået til at syntetisere 9-HN med en 3-hydroxy-propionat starter enheden og tre malonyl-CoA extender-enheder. Domænet struktur af MmpB er vist nedenfor sammen med MupE den foreslåede enoyl-reduktase, som kræves til fuldstændig mætning af 9-HN. AVS=acyl carrier protein, DH=dehydratase, ER= = enoyl-reduktase, KR=ketoreductase, KS=ketosynthase, TE=thioesterase.,
Mupirocin er en blanding af adskillige pseudomonsyrer, hvor pseudomonsyre a (PA-a) udgør mere end 90% af blandingen. Også til stede i mupirocin er pseudomonic syre B med en ekstra hydroxyl gruppe på C8, pseudomonic syre C med en dobbeltbinding mellem C10 og C11, i stedet for epoxid af PA-EN, og pseudomonic syre D med en dobbeltbinding i C4` og C5` i den 9-hydroxy-nonanoic syre del af mupirocin.,
biosyntese af pseudomonsyre AEdit
74 kb mupirocin-genklyngen indeholder seks multi-domain en .ymer og seksogtyve andre peptider (tabel 1). Fire store multi-domæne type jeg polyketide syntase (PKS) proteiner, der er kodet, samt flere enkelt funktion enzymer med sekvens lighed med type II PKSs. Derfor antages det, at mupirocin er konstrueret af et blandet type i og type II PKS-system. Mupirocin-klyngen udviser en atypisk acyltransferase (AT) organisation, idet der kun er to AT-domæner, og begge findes på det samme protein, MmpC., Disse på domæner er de eneste domæner til stede på MmpC, mens de andre tre type i PKS proteiner indeholder ingen på domæner. Mupirocin-vejen indeholder også adskillige tandem acylbærerproteindubletter eller tripletter. Dette kan være en tilpasning til at øge gennemløbshastigheden eller til at binde flere substrater samtidigt.
Pseudomonsyre A er et produkt af en esterificering mellem den 17C polyketide moninsyre og den 9C fedtsyre 9-hydro .y-nonansyre., Muligheden for, at hele molekylet er samlet som en enkelt polyketide med en Baeyer-Villiger oxidation indsættelse af ilt i carbon rygraden er blevet udelukket på grund af C1 monic syre og C9 ” på 9-hydroxy-nonanoic syre er begge afledt af C1 af acetat.,
Monic acid biosynthesisEdit
Biosynthesis of the 17C monic acid unit begins on MmpD (Figure 1)., Et af AT-domænerne fra MmpC kan overføre en aktiveret acetylgruppe fra acetyl-Coen .ym A (CoA) til det første AVS-domæne. Kæden udvides med malonyl-CoA, efterfulgt af en SAM-afhængig methylering ved C12 (se figur 2 For pa-a-nummerering) og reduktion af B-ketogruppen til en alkohol. Dehydrering (DH)-domænet i Modul 1 forventes at være ikke-funktionelt på grund af en mutation i det konserverede aktive stedområde. Modul 2 tilføjer yderligere to kulstofatomer ved hjælp af malonyl-CoA e .tender unit, efterfulgt af ketoreduktion (KR) og dehydrering., Modul tre tilføjer en malonyl-CoA e .tender enhed, efterfulgt af SAM-afhængig methylering ved C8, ketoreduktion, og dehydrering. Modul 4 udvider molekylet med en malonyl-CoA-enhed efterfulgt af ketoreduktion.
samling af moninsyre fortsættes ved overførsel af 12C-produktet af MmpD til MmpA. Yderligere to runder af forlængelse med malonyl-CoA enheder opnås ved modul 5 og 6. Modul 5 indeholder også et kr-domæne.
post-PKS tailoringEdit
ketogruppen ved C3 erstattes med en methylgruppe i en flertrinsreaktion (figur 3). MupG begynder med decarbo .ylating en malonyl-ACP., Alfakulbonet i den resulterende acetyl-ACP er forbundet med C3 i polyketidkæden af MupH. Dette mellemprodukt er dehydreret og decarboxyleres af MupJ og MupK, hhv.
dannelsen af pyranringen kræver mange en .ymmedierede trin (figur 4). Dobbeltbindingen mellem C8 og C9 foreslås at migrere til mellem C8 og C16. Gen-knockout eksperimenter af mupO, mupU, mupV, og macpE har elimineret PA-EN produktion. Pa-b produktion fjernes ikke ved disse knockouts, hvilket viser, at PA-B ikke er skabt ved hydro A.ylering PA-A., En knockout af MUP.elimineret pyran ring, identificere MUP. som værende involveret i ring dannelse. Det vides ikke, om dette sker før eller efter esterificeringen af moninsyre til 9-hydro .y-nonansyre.
epooxideidet af PA-a Ved C10-11 antages at være indsat efter pyrandannelse af en cytokrom P450, såsom MupO. Et gen knockout af mupO afskaffet PA-a produktion, men PA-b, som også indeholder C10-C11 EPO .id, forblev. Dette indikerer, at MupO enten ikke er involveret eller ikke er afgørende for dette EPO .idationstrin.,
9-Hydroxy-nonanoic syre biosynthesisEdit
Den ni-carbon fedtsyre 9-hydroxy-nonanoic syre (9-HN) er fremstillet som et separat sammensatte og senere esterificeret til monic syre til at danne pseudomonic syre. 13C mærket acetatfodring har vist, at C1-C6 er konstrueret med acetat på den kanoniske måde af fedtsyresyntese. C7 ‘viser kun C1 mærkning af acetat, mens C8 ‘og C9’ viser et omvendt mønster af 13C mærket acetat. Det spekuleres i, at C7 – C9 stammer fra en 3-hydro .ypropionatstartenhed, der forlænges tre gange med malonyl-CoA og reduceres fuldt ud til udbytte 9-HN., Det er også blevet foreslået, at 9-HN initieres af 3-hydro .y-3-methylglutarsyre (HMG). Sidstnævnte teori blev ikke understøttet af fodring af eller-HMG.
det foreslås, at MmpB katalyserer syntesen af 9-HN (figur 5). MmpB indeholder et KS, KR, DH, 3 ACP ‘ er og et thioesterase (TE) domæne. Det indeholder ikke et enoylreduktase (er) domæne, hvilket ville være nødvendigt for fuldstændig reduktion til ni-carbon fedtsyre. MupE er et enkelt-domæne protein, der viser sekvens lighed med kendte ER domæner og kan fuldføre reaktionen., Det er også muligt, at 9-hydro .y-nonansyre er afledt delvist eller helt fra uden for mupirocin-klyngen.