Figura 1. The domain structure of MmpA, MmpC, and MmpD for the synthesis of monic acid. A biossíntese do ácido Monico não é colinear, mas foi reorganizada neste diagrama. O nome da proteína é mostrado dentro da seta com módulo e estrutura de domínio listados abaixo. ACP = proteína portadora de acilo, AT=acil transferase, DH=desidratatase, ER=enoil redutase, HMG=ácido 3-hidroxi-3-metilglutárico, MeT=metil transferase, KR=cetoredutase, KS=cetosinthase, TE = tioesterase.,
Figura 2. A estrutura do ácido pseudomônico A-D, rotulado A A D, respectivamente.
Figura 3. O grupo metil C15 do ácido Monico é anexado ao C3 pelo seguinte esquema de reação. MupH é uma Hidroximetilglutaril-coenzima a sintetase, MupJ e MupK são enoil-CoA hydratases.
Figura 4. O anel de Pirano da Mupirocina é gerado nesta proposta de reação em múltiplos passos., Gene recortes de mupO, mupU, mupV e macpE abolir PA-A produção, mas não PA-B de produção, demonstrando que PA-B é um precursor de PA-A.
Figura 5. Mmpb is proposed to synthesize 9-HN with a 3-hydroxy-propionate starter unit and three malonyl-CoA extenser units. A estrutura de domínio do mmpb é mostrada abaixo ao lado do MupE, a enoil redutase proposta necessária para a saturação completa de 9-HN. ACP = proteína portadora de acilo, DH=desidratatase, ER=enoil redutase, KR=cetoredutase, KS=cetosinthase, TE = tioesterase.,
Mupirocina é uma mistura de vários ácidos pseudomónicos, com o ácido pseudomónico a (PA-A) a representar mais de 90% da mistura. Também presente no mupirocin são pseudomonic ácido B com um adicional de grupo hidroxila em C8, pseudomonic ácido C com uma ligação dupla entre C10 e C11, em vez de o epóxidas de PA-A, e pseudomonic ácido D com uma ligação dupla em C4` e C5` a 9-hidroxi-ácido nonanóico utilizado parte de mupirocin.,
biossíntese do ácido pseudomónico Edit
o aglomerado genético da Mupirocina de 74 kb contém seis enzimas multi-domínios e vinte e seis outros péptidos (Quadro 1). Quatro grandes proteínas poliketide synthase tipo I (PKS) multi-domínios são codificadas, bem como várias enzimas de função única com semelhança de sequência com PKSs tipo II. Portanto, acredita-se que a Mupirocina é construída por um sistema misto PKS tipo I e tipo II. O cluster mupirocin exibe uma organização atípica de aciltransferase (AT), na medida em que existem apenas dois domínios AT, e ambos são encontrados na mesma proteína, MmpC., These AT domains are the only domains present on MmpC, while the other three type I PKS proteins contain no AT domains. A via da Mupirocina também contém vários duplos ou trigémeos Portadores de acil em tandem. Isto pode ser uma adaptação para aumentar a taxa de rendimento ou para ligar múltiplos substratos simultaneamente.o ácido Pseudomónico A é o produto de uma esterificação entre o ácido Monico de policetida 17C e o ácido 9c de ácidos gordos 9-hidroxi-nonanóico., A possibilidade de que a molécula inteira é montada como um único polícetido com uma oxidação Baeyer-Villiger inserindo um oxigênio na espinha dorsal de carbono foi descartada porque C1 de ácido Monico e C9′ de ácido 9-hidroxi-nonanóico são ambos derivados de C1 de acetato.,
Monic acid biosynthesisEdit
Biosynthesis of the 17C monic acid unit begins on MmpD (Figure 1)., Um dos domínios AT do MmpC pode transferir um grupo acetilo activado da acetil-coenzima A (CoA) para o primeiro domínio ACP. A cadeia é estendida por malonil-CoA, seguida por uma metilação SAM-dependente em C12 (ver Figura 2 para numeração PA-A) e redução do grupo B-ceto para um álcool. Prevê-se que o domínio da desidratação (DH) no módulo 1 não seja funcional devido a uma mutação na região conservada do sítio activo. Módulo 2 adiciona mais dois carbonos pela unidade de extensor malonil-CoA, seguido de cetoredução (KR) e desidratação., Módulo três adiciona uma unidade de extensor de malonil-CoA, seguida de metilação dependente de SAM em C8, cetoredução, e desidratação. O Módulo 4 estende a molécula com uma unidade malonil-CoA seguida de cetoredução.o conjunto de ácido Monico é continuado pela transferência do produto 12C de MmpD para MmpA. Mais duas rodadas de extensão com unidades malonil-CoA são conseguidas pelos módulos 5 e 6. O Módulo 5 também contém um domínio KR.
pós-PKS tailoringEdit
o grupo ceto na C3 é substituído por um grupo metilo numa reacção em várias fases (Figura 3). MupG começa por decarboxilar um malonil-ACP., O carbono alfa do acetil-ACP resultante Está ligado ao C3 da cadeia de policetídeos pela MupH. Este intermediário é desidratado e descarboxilado por MupJ e MupK, respectivamente.a formação do anel de Pirano requer muitos passos mediados por enzimas (Figura 4). A dupla ligação entre C8 e C9 é proposta para migrar entre C8 e C16. Experimentos de Gene knockout de mupO, mupU, mupV e macpE eliminaram a produção de PA-A. A produção de PA-B não é removida por estes knockouts, demonstrando que PA-B não é criado por hidroxilação de PA-A., Um nocaute de mupW eliminou o anel pyran, identificando MupW como estando envolvido na formação do anel. Não se sabe se isto ocorre antes ou depois da esterificação do ácido Monico ao ácido 9-hidroxi-nonanóico.acredita-se que o epóxido de PA-a em C10-11 seja inserido após a formação de Pirano por um citocromo P450 tal como o MupO. Um KO gene de mupO aboliu a produção de PA-A, mas PA-B, que também contém o epóxido C10-C11, permaneceu. Isto indica que o MupO não está envolvido ou não é essencial para esta fase de epoxidação.,
ácido 9-hidroxi-nonanóico biossintesisedit
o ácido 9-hidroxi-nonanóico de nove átomos de carbono (9-HN) é derivado como um composto separado e posteriormente esterificado a ácido Monico para formar ácido pseudomônico. A alimentação com acetato marcado com 13C mostrou que C1-C6 são construídos com acetato na forma canônica da síntese de ácidos graxos. C7 ‘mostra apenas C1 etiquetagem de acetato, enquanto C8′ e C9’ mostram um padrão invertido de acetato marcado 13C. Especula-se que C7-C9 surge de uma unidade inicial de 3-hidroxipropionato, que é estendida três vezes com malonil-CoA e totalmente reduzida para produzir 9-HN., Também foi sugerido que o 9-HN é iniciado pelo ácido 3-hidroxi-3-metilglutárico (HMG). Esta última teoria não foi apoiada pela alimentação de or-HMG.
é proposto que MmpB catalise a síntese de 9-HN (Figura 5). MmpB contém um domínio KS, KR, DH, 3 ACPs e tioesterase (TE). Não contém um domínio de enoil redutase (ER), que seria necessário para a redução completa do ácido gordo de nove átomos de carbono. MupE é uma proteína de domínio único que mostra similaridade de sequência com domínios ER conhecidos e pode completar a reação., Também é possível que o ácido 9-hidroxi-nonanóico seja derivado parcial ou inteiramente de fora do aglomerado de Mupirocina.