그림 1. Monic acid 의 합성을위한 MmpA,MmpC 및 MmpD 의 도메인 구조. Monic acid 의 생합성은 colinear 가 아니지만이 다이어그램에서 재 배열되었습니다. 단백질 이름은 아래에 나열된 모듈과 도메인 구조로 화살표 안에 표시됩니다. ACP=아실 운반체 단백질,AT=아실 전이 효소,DH=탈수 효소,ER=에노 일 환원 효소,HMG=3-하이드 록시-3-메틸 글루 타르 산,MeT=메틸 전이 효소,KR=케토 레덕 타제,KS=케토 신 타제,TE=티오 에스 테라 제.,
그림 2. 각각 a~D 로 표지 된 슈도몬산 A–D 의 구조.
그림 3. Monic acid 의 C15 메틸기는 다음의 반응 방식에 의해 C3 에 부착된다. MupH 는 Hydroxymethylglutaryl-Coenzyme a synthase 이며,MupJ 및 MupK 는 Enoyl-CoA hydratases 입니다.
그림 4. 이 제안 된 다단계 반응에서 mupirocin 의 pyran 고리가 생성됩니다., 유전자의 녹아웃 mupO,mupU,mupV 및 macpE 폐지 PA-생산지 PA-B,생산하여 PA-B 선구자 PA-A.
림 5. MmpB 는 3-하이드 록시-프로 피오 네이트 스타터 유닛 및 3 개의 말로 닐-CoA 익스텐더 유닛으로 9-HN 을 합성하는 것이 제안된다. MmpB 의 도메인 구조는 9-HN 의 완전한 포화에 필요한 제안 된 enoyl 환원 효소 인 MupE 와 함께 아래에 나와 있습니다. ACP=아실 캐리어 단백질,DH=탈수 효소,ER=enoyl 환원 효소,KR=ketoreductase,KS=ketosynthase,TE=thioesterase.,
Mupirocin 은 pseudomonic acid A(PA-A)가 혼합물의 90%이상을 구성하는 여러 가지 pseudomonic acid 의 혼합물입니다. 에서 또한 본 mupirocin 는 pseudomonic 산 B 추가 수산기 그룹에서 C8,pseudomonic 산 C 더블 사이의 결합 C10C11 대신,에폭시 PA-A,pseudomonic 산 D 더블 채권에 C4`고 C5`에서 9-hydroxy-nonanoic 산의 일부 mupirocin.,
의 생합성 pseudomonic 산 AEdit
74kb mupirocin 유전자 클러스터가 포함 여섯 멀티 도메인 효소 및 기타 펩티드(표 1). 네 큰 멀티 도메인 종류 내 polyketide synthase(PK)단백질은 인코딩된뿐만 아니라,여러 단 하나 기능을 효소의 순서를 가진 유형 II PKSs. 따라서 mupirocin 은 혼합 유형 I 및 유형 II PKS 시스템에 의해 구성된다고 믿어진다. Mupirocin 클러스터는 at 도메인이 2 개 뿐이며 둘 다 동일한 단백질 인 MmpC 에서 발견된다는 점에서 비정형 아실 트랜스퍼 라제(AT)조직을 나타낸다., 이들 at 도메인은 MmpC 에 존재하는 유일한 도메인이며,다른 세 가지 유형 I PKS 단백질은 AT 도메인을 포함하지 않습니다. Mupirocin 경로는 또한 여러 개의 탠덤 아실 캐리어 단백질 이중체 또는 삼중 체를 포함합니다. 이는 처리율을 높이거나 여러 기판을 동시에 결합시키는 적응일 수 있다.
슈도몬산 A 는 17C 폴리 케 티드 모노 산과 9C 지방산 9-하이드 록시-노난 산 사이의 에스테르 화 생성물이다., 가능성을 전체 분자의 조립적으로 단일 polyketide 로 Baeyer-Villiger 산화로 삽입하는 산소로는 탄소 중추를 배제되어 있기 때문에 C1 의 monic 산 및 C9’의 9-hydroxy-nonanoic 산은 모두에서 파생된 C1 의 아세테이트.,
Monic acid biosynthesisEdit
Biosynthesis of the 17C monic acid unit begins on MmpD (Figure 1)., MmpC 로부터의 AT 도메인 중 하나는 활성화 된 아세틸 그룹을 아세틸-코엔자임 A(CoA)로부터 제 1ACP 도메인으로 옮길 수있다. 사슬은 malonyl-CoA 에 의해 연장되고,C12 에서의 SAM 의존성 메틸화(Pa-a 번호 매기기에 대해서는 그림 2 참조)와 b-keto 그룹을 알코올로 환원시킨다. 모듈 1 의 탈수(DH)도메인은 보존 된 활성 부위 영역의 돌연변이로 인해 기능하지 않을 것으로 예측된다. 모듈 2 는 ketoreduction(KR)과 탈수가 뒤 따르는 malonyl-CoA extender unit 에 의해 또 다른 두 개의 탄소를 추가합니다., 모듈 3 은 malonyl-CoA extender 유닛을 추가 한 다음 C8,ketoreduction 및 탈수에서 SAM 의존성 메틸화를 추가합니다. 모듈 4 는 ketoreduction 이 뒤 따르는 malonyl-CoA 단위로 분자를 확장합니다.
Monic acid 의 조립은 MmpD 의 12c 생성물을 MmpA 로 이동시킴으로써 계속된다. Malonyl-CoA 단위를 가진 연장의 2 개의 더 라운드는 단위 5 와 6 에 의해 달성된다. 모듈 5 는 또한 KR 도메인을 포함한다.
Post-PKS tailoringEdit
c3 에서의 케토 그룹은 다단계 반응에서 메틸 그룹으로 대체된다(그림 3). MupG 는 말로 닐-ACP 를 탈 카복실 화함으로써 시작한다., 생성 된 아세틸-ACP 의 알파 탄소는 MupH 에 의해 폴리 케 티드 사슬의 C3 에 연결된다. 이 중간체는 각각 mupj 및 MupK 에 의해 탈수 및 탈 카복실 화된다.
피란 고리의 형성에는 많은 효소 매개 단계가 필요합니다(그림 4). C8 과 C9 사이의 이중 결합은 C8 과 C16 사이로 마이그레이션하도록 제안됩니다. MupO,mupU,mupV 및 macpE 의 유전자 녹아웃 실험은 PA-a 생산을 제거했습니다. PA-B 생산은 이러한 녹아웃에 의해 제거되지 않으며,PA-B 가 pa-A 를 하이드 록 실화시킴으로써 생성되지 않음을 입증한다., MupW 의 녹아웃은 pyran 링을 제거하여 mupw 가 링 형성에 관여하는 것으로 확인했습니다. 이것이 9-하이드 록시-노난 산에 대한 모노 산의 에스테르 화 전 또는 후에 발생하는지는 알려져 있지 않다.
C10-11 에서 PA-a 의 에폭시 화는 MupO 와 같은 시토크롬 P450 에 의한 피란 형성 후에 삽입되는 것으로 생각된다. MupO 의 유전자 녹아웃은 PA-a 생산을 폐지했지만 C10-C11epoxide 도 포함 된 PA-B 가 남아있었습니다. 이는 MupO 가 관여하지 않거나 이 에폭시화 단계에 필수적이지 않음을 나타낸다.,
9-Hydroxy-nonanoic 산 biosynthesisEdit
아홉-탄소방산 9-hydroxy-nonanoic 산(9-HN)파생된 것으로 별도의 합성 및 후 esterified 을 monic 산 pseudomonic 산입니다. 13c 라벨링 된 아세테이트 공급은 c1-C6 이 지방산 합성의 정식 방식으로 아세테이트로 구성된다는 것을 보여 주었다. C7’은 아세테이트의 c1 라벨링만을 나타내며,C8’및 C9’는 아세테이트로 표지 된 13C 의 역전 패턴을 나타낸다. C7-C9 는 3-하이드 록시 프로 피오 네이트 스타터 유닛으로부터 발생하며,이는 말로 닐-CoA 로 3 배 연장되고 9-HN 을 수득 할 수 있도록 완전히 감소 된 것으로 추측된다., 또한 9-HN 은 3-하이드 록시-3-메틸 글루 타르 산(HMG)에 의해 개시된다는 것이 제안되었다. 이 후자의 이론은 or-HMG 의 먹이에 의해 뒷받침되지 않았다.
MmpB 가 9-HN 의 합성을 촉매하는 것이 제안된다(그림 5). MmpB 는 KS,KR,DH,3ACPs 및 티오 에스 테라 제(TE)도메인을 포함합니다. 그것은 9 탄소 지방산에 완전한 감소를 위해 요구될 enoyl 환원효소(ER)도메인을 포함하지 않습니다. MupE 는 알려진 ER 도메인과의 서열 유사성을 나타내며 반응을 완료 할 수있는 단일 도메인 단백질입니다., 또한 9-하이드 록시-노난 산이 뮤피 로신 클러스터의 외부로부터 부분적으로 또는 전체적으로 유도되는 것이 여전히 가능하다.나는 이것을 할 수 없다.