Mupirocin is een mengsel van verscheidene pseudomonzuren, waarvan pseudomonzuur A (PA-A) meer dan 90% van het mengsel uitmaakt. Ook aanwezig in mupirocin is pseudomonic zuur B met een extra hydroxylgroep bij C8, pseudomonic Zuur C met een dubbele band tussen C10 en C11, in plaats van epoxide van PA-A, en pseudomonic zuur D met een dubbele band bij C4` en C5` in het 9-hydroxy-nonanoic zure gedeelte van mupirocin.,

biosynthese van pseudomonzuur AEdit

de 74 kb Mupirocin gencluster bevat zes multi-domein enzymen en zesentwintig andere peptiden (Tabel 1). Vier grote multi-domein type I polyketide synthase (PKS) proteã nen worden gecodeerd, evenals verscheidene enige functieenzymen met opeenvolgingsgelijkenis aan type II PKSs. Daarom wordt aangenomen dat mupirocin door een gemengd type I en type II PKS-systeem wordt geconstrueerd. De mupirocincluster stelt een atypische organisatie acyltransferase (AT) tentoon, in die zin dat er slechts twee bij domeinen zijn, en beide worden gevonden op de zelfde proteã ne, MmpC., Deze bij domeinen zijn de enige domeinen huidig op MmpC, terwijl de andere drie proteã nen van type i PKS Geen at domeinen bevatten. De mupirocinweg bevat ook verscheidene tandem acyl dragerproteã ne doublets of drieling. Dit kan een aanpassing zijn om de productiesnelheid te verhogen of om meerdere substraten tegelijkertijd te binden.

Pseudomonzuur A is het product van een verestering tussen het 17C-polyketidemonzuur en het 9C-vetzuur 9-hydroxy-nonaanzuur., De mogelijkheid dat het volledige molecuul als één enkele polyketide wordt samengesteld met een Baeyer-Villiger-oxidatie die een zuurstof in de koolstofketen inbrengt, is uitgesloten omdat C1 van moninezuur en C9′ van 9-hydroxy-nonaanzuur beide zijn afgeleid van C1 van acetaat.,

macpE ACP mupT ferredoxin dioxygenase mupU acyl-CoA synthase mupV oxidoreductase mupW dioxygenase mupR N-AHL-responsive transcriptional activator mupX amidase/hydrolase mupI N-AHL synthase

Monic acid biosynthesisEdit

Biosynthesis of the 17C monic acid unit begins on MmpD (Figure 1)., Een van DE AT-domeinen van MmpC kan een geactiveerde acetylgroep van acetyl-Coenzyme A (CoA) naar het eerste ACP-domein overbrengen. De keten wordt uitgebreid met malonyl-CoA, gevolgd door een Sam-afhankelijke methylering bij C12 (zie Figuur 2 voor pa-a-nummering) en de reductie van de B-keto-groep tot een alcohol. Het dehydratie (DH)-domein in module 1 is naar verwachting niet-functioneel als gevolg van een mutatie in het behouden actieve gebied. Module 2 voegt nog twee koolstoffen toe door de malonyl-COA extender unit, gevolgd door ketoreductie (KR) en dehydratie., Module drie voegt een malonyl-COA-uitbreidingseenheid toe, gevolgd door SAM-afhankelijke methylation bij C8, ketoreductie, en uitdroging. Module 4 breidt het molecuul uit met een malonyl-COA-eenheid gevolgd door ketoreductie.

assemblage van moninezuur wordt voortgezet door de overdracht van het 12C-product van MmpD naar MmpA. Nog twee uitbreidingsronden met malonyl-CoA-eenheden worden bereikt door module 5 en 6. Module 5 bevat ook een KR domein.

post-PKS-maatwerk

de keto-groep op C3 wordt vervangen door een methylgroep in een meerstapsreactie (Figuur 3). MupG begint met het decarboxyleren van een malonyl-ACP., De Alfa-koolstof van de resulterende acetyl-ACP is verbonden met C3 van de polyketideketen door MupH. Dit tussenproduct wordt gedehydrateerd en gedecarboxyleerd door respectievelijk mupj en MupK.

de vorming van de pyranring vereist vele enzymgemedieerde stappen (Figuur 4). De dubbele binding tussen C8 en C9 wordt voorgesteld om te migreren naar tussen C8 en C16. Gen knockout experimenten van mupO, mupu, mupv, en macpE hebben geëlimineerd PA-a productie. PA – b productie wordt niet verwijderd door deze knockouts, waaruit blijkt dat PA-B niet wordt gemaakt door hydroxylating PA-A., Een knock-out van mupW elimineerde de pyran ring en identificeerde MupW als betrokken bij de ringvorming. Het is niet bekend of dit voor of na de verestering van moninezuur tot 9-hydroxy-nonaanzuur optreedt.

het epoxide van PA-A bij C10-11 wordt verondersteld te worden ingebracht na pyranvorming door een cytochroom P450 zoals MupO. Een gen knockout van mupO schafte PA-a productie af, maar PA-B, die ook het C10-C11 epoxide bevat, bleef. Dit geeft aan dat MupO niet betrokken is of niet essentieel is voor deze epoxidatiestap.,

9-Hydroxy-nonaanzuur biosynthesedit

het 9-koolstofvetzuur 9-hydroxy-nonaanzuur (9-HN) wordt als afzonderlijke verbinding verkregen en later veresterd tot moninezuur om pseudomonzuur te vormen. 13C het geëtiketteerde acetaat voeden heeft aangetoond dat C1-C6 met acetaat in de canonieke manier van vetzuursynthese worden geconstrueerd. C7 ‘toont slechts C1-etikettering van acetaat, terwijl C8’ en C9 ‘ een omgekeerd patroon van 13C-gelabeld acetaat tonen. Er wordt gespeculeerd dat C7-C9 afkomstig is van een 3-hydroxypropionaat starter unit, die driemaal wordt verlengd met malonyl-CoA en volledig wordt gereduceerd tot 9-HN., Er is ook gesuggereerd dat 9-HN wordt geïnitieerd door 3-hydroxy-3-methylglutaarzuur (HMG). Deze laatste theorie werd niet ondersteund door het voeden van or-HMG.

voorgesteld wordt dat MmpB de synthese van 9-HN katalyseert (Figuur 5). MmpB bevat een KS, KR, DH, 3 ACS ‘ s en een thioesterase (te) domein. Het bevat geen enoylreductase (ER) domein, dat nodig zou zijn voor de volledige reductie tot het negen-koolstofvetzuur. MupE is een enig-domeinproteã ne die opeenvolgingsgelijkenis aan bekende er domeinen toont en de reactie kan voltooien., Het blijft ook mogelijk dat het 9-hydroxy-nonanoic zuur gedeeltelijk of volledig van buiten de mupirocincluster wordt afgeleid.