1.ábra. Az MmpA, MmpC és MmpD tartományszerkezete a moninsav szintéziséhez. A moninsav bioszintézise nem kolineáris, hanem átrendeződött ebben az ábrán. A fehérje neve a nyíl belsejében jelenik meg, az alább felsorolt modulokkal és tartományszerkezettel. AKCS = Acil-hordozó fehérje, AT = Acil-transzferáz, DH=dehidratáz, ER = enoil-reduktáz, HMG = 3-hidroxi-3-metilglutársav, MeT=metil-transzferáz, KR=ketoreduktáz, KS=ketoszintáz, TE=tioészteráz.,
2.ábra. A pszeudomonsav a–D szerkezete, A-D jelzéssel.
3.ábra. A moninsav C15 metilcsoportja a következő reakcióséma szerint kapcsolódik a C3-hoz. A MupH egy hidroxi-metil-glutaril-koenzim A-szintáz, a MupJ és a MupK Enoil-CoA-hidratáz.
4.ábra. A mupirocin pirángyűrűje ebben a javasolt többlépcsős reakcióban keletkezik., A mupO, mupU, mupV és macpE génkiütései eltörlik a pa-a termelést, de nem a PA-B termelést, bizonyítva, hogy a PA-B a PA-A előfutára.
5.ábra. Az MmpB-t a 9-HN szintetizálására javasolják egy 3-hidroxi-propionát indítóegységgel és három malonyl-CoA extender egységgel. Az MmpB tartományszerkezetét az alábbiakban mutatjuk be a MupE mellett, a javasolt enoil reduktáz, amely a 9-HN teljes telítettségéhez szükséges. AKCS = Acil-hordozó fehérje, DH=dehidratáz, ER = enoil-reduktáz, KR=ketoreduktáz, KS=ketoszintáz, TE=tioészteráz.,
a Mupirocin több pszeudomonsav keveréke, az a (PA-A) pszeudomonsavval, amely a keverék több mint 90% – át teszi ki. Is jelen mupirocin vagy pseudomonic sav B további hidroxil-csoport, C8, pseudomonic sav C kettős kötés között C10, valamint C11, ahelyett, hogy a epoxid-PA-A, pseudomonic sav D a kettős kötés a C4` s C5` a 9-hidroxi-nonánsav részét mupirocin.,
A Pseudomonsav bioszintézise AEdit
a 74 kb-os mupirocin géncsoport hat Multi-domain enzimet és huszonhat másik peptidet tartalmaz (1.táblázat). Négy nagy multi-domain típusú i polyketide synthase (PKS) fehérjék vannak kódolva, valamint több egyfunkciós enzimek szekvencia hasonlóság II típusú PKSs. Ezért úgy gondolják, hogy a mupirocin egy I. típusú és II.típusú PKS rendszerrel készül. A mupirocin klaszter atipikus Acil-transzferáz (AT) szervezetet mutat, mivel csak kettő van a domainekben, és mindkettő ugyanazon a fehérjén, az MmpC-n található., Ezek a tartományok az egyetlen domének jelen MmpC, míg a másik három típusú i PKS fehérjék nem tartalmaznak at domainek. A mupirocin útvonal több tandem Acil hordozófehérje-dupletet vagy hármast is tartalmaz. Ez lehet adaptáció az átviteli sebesség növelésére vagy több szubsztrát egyidejű kötésére.
A Pszeudomonsav a 17C poliketid moninsav és a 9C zsírsav 9-hidroxi-nonánsav közötti észterezés eredménye., Az a lehetőség, hogy a teljes molekula gyűlt össze, mint egyetlen polyketide a Baeyer-Villiger oxidációs behelyezése az oxigén a szén-dioxid-gerinc kizárták, mert C1 monic sav -, C9′ 9-hidroxi-nonánsav mindketten származó C1-acetát.,
Monic acid biosynthesisEdit
Biosynthesis of the 17C monic acid unit begins on MmpD (Figure 1)., Az MmpC egyik AT doménje az aktivált acetilcsoportot az a (CoA) acetil-Koenzimből az első AKCS-tartományba szállíthatja. A láncot malonyl-CoA-val hosszabbítják meg, majd a C12-nél SAM-függő metiláció következik (lásd a PA-a számozás 2. ábráját) és a B-keto-csoport alkoholra történő redukciója. Az 1. modul dehidratációs (DH) tartománya várhatóan nem lesz funkcionális a megőrzött aktív helyrégió mutációja miatt. A 2. modul további két karbont ad hozzá a malonyl-CoA extender egységhez, ezt követi a ketoreduction (KR) és a dehidratáció., A harmadik modul egy malonyl-CoA extender egységet ad hozzá, amelyet SAM-függő metiláció követ a C8-on, ketoreduction és dehidratáció. A 4. modul kiterjeszti a molekulát egy malonil-CoA egységgel, amelyet ketoredukció követ.
a moninsav összeszerelését az MmpD 12c termékének MmpA-ra történő átvitelével folytatják. A malonyl-CoA egységekkel további két bővítési kört az 5.és a 6. modul ér el. Az 5. modul KR tartományt is tartalmaz.
Post-PKS tailoringEdit
a keto csoport C3 helyébe egy metilcsoport egy többlépcsős reakció (3.ábra). A MupG egy malonyl-AKCS dekarboxilezésével kezdődik., A kapott acetil-AKCS alfa-szén Muph-val kapcsolódik a poliketid lánc C3-jához. Ez a köztes anyag dehidratált, és a MupJ, illetve a MupK dekarboxilálja.
a pirángyűrű kialakulása számos enzim által közvetített lépést igényel (4.ábra). A C8 és C9 közötti kettős kötés a C8 és C16 közötti átállásra javasolt. Gene knockout kísérletek mupO, mupU, mupV, és macpE megszüntették PA-a termelés. A PA-B termelést nem távolítják el ezek a kiütések, bizonyítva, hogy a PA-B-t nem a pa-A hidroxilálásával hozzák létre., A mupw kiütése kiküszöbölte a pyran gyűrűt, azonosítva a MupW-t, hogy részt vesz a gyűrűképzésben. Nem ismert, hogy ez a moninsav 9-hidroxi-nonánsavvá történő észterezése előtt vagy után következik be.
A Pa-a epoxidját a C10-11-nél úgy gondolják, hogy a piránképződést követően citokróm P450, például MupO illeszti be. A mupO egyik génje eltörölte a PA-a termelést, de a PA-B, amely a C10-C11 epoxidot is tartalmazza, megmaradt. Ez azt jelzi, hogy a MupO vagy nem vesz részt, vagy nem elengedhetetlen ehhez az epoxidációs lépéshez.,
9-hidroxi-nonánsav bioszintezisedit
a 9-hidroxi – nonánsavat (9-HN) külön vegyületként nyerik, majd később moninsavvá észterezik pszeudomonsavvá. 13C jelölt acetát etetés kimutatta, hogy a C1-C6 vannak kialakítva acetát kanonikus módon zsírsav szintézis. A C7 ‘csak az acetát C1 címkézését mutatja, míg a C8 ‘és C9’ fordított mintát mutat 13C-vel jelölt acetát. Feltételezik, hogy a C7-C9 egy 3-hidroxi-propionát indítóegységből származik, amelyet háromszor meghosszabbítanak a malonyl-CoA-val, és teljes mértékben csökkentik a 9-HN hozamot., Azt is javasolta, hogy a 9-HN által kezdeményezett 3-hidroxi-3-metilglutársav (HMG). Ez utóbbi elméletet nem támogatta az or-HMG táplálása.
javasolt, hogy az MmpB katalizálja a 9-HN szintézisét (5.ábra). Az MmpB KS, KR, DH, 3 ACPs és tioészteráz (TE) tartományt tartalmaz. Nem tartalmaz enoil-reduktáz (ER) domént, amely a kilenc szén-zsírsav teljes csökkentéséhez szükséges. A MupE egy egy doménű fehérje, amely szekvencia hasonlóságot mutat az ismert ER doménekkel, és befejezheti a reakciót., Az is lehetséges, hogy a 9-hidroxi-nonánsav részben vagy teljesen a mupirocin klaszteren kívülről származik.