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무피로신

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목차

1. 개요

무피로신은 세균성 피부 감염 치료에 사용되는 국소 항생제이다. 황색포도상구균, 화농성 연쇄상구균 등의 감염 치료에 효과적이며, 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA) 감염에도 사용된다. 무피로신은 세균의 아이소류신-tRNA 합성효소를 억제하여 단백질 생성을 방해하며, 수술 전 비강 내 사용을 통해 수술 후 감염을 예방하고, 만성 복막 투석 환자의 카테터 부위 감염 위험을 줄이는 데에도 사용된다. 무피로신에 대한 내성이 발생할 수 있으며, 내성 기전은 여러 가지가 존재한다.

2. 의학적 용도

박트로반 연고


무피로신은 종기, 농가진 또는 개방된 상처와 같은 세균성 피부 감염의 국소 치료제로 사용되며, 이는 일반적으로 황색포도상구균 또는 화농성 연쇄상구균 감염으로 인해 발생한다. 메티실린 내성 ''황색포도상구균'' (MRSA) 감염 치료에도 유용하다.[14] 무피로신은 대부분의 혐기성 세균, 미코박테리아, 마이코플라스마, 클라미디아, 효모 및 곰팡이에 대해 비활성이다.[15]

수술 전 비강 내 무피로신은 ''황색포도상구균''에 의한 수술 후 상처 감염 예방에 효과적이며, 만성 복막 투석 치료를 받는 사람들의 카테터 부위 감염 위험을 줄이는 데도 효과적이다.[16]

2. 1. 피부 감염



무피로신은 종기, 농가진 또는 개방된 상처와 같은 세균성 피부 감염의 국소 치료제로 사용되며, 이는 일반적으로 ''황색포도상구균'' 또는 ''화농성 연쇄상구균'' 감염으로 인해 발생한다. 또한 표재성 메티실린 내성 ''황색포도상구균'' (MRSA) 감염 치료에도 유용하다.[14] 무피로신은 대부분의 혐기성 세균, 미코박테리아, 마이코플라스마, 클라미디아, 효모 및 곰팡이에 대해 비활성이다.[15]

수술 전 비강 내 무피로신은 ''황색포도상구균''에 의한 수술 후 상처 감염 예방에 효과적이며, 예방적 비강 내 또는 카테터 부위 치료는 만성 복막 투석 치료를 받는 사람들의 카테터 부위 감염 위험을 줄이는 데 효과적이다.[16]

2. 2. 기타 용도

무피로신은 종기, 농가진 또는 개방된 상처와 같은 세균성 피부 감염의 국소 치료제로 사용되며, 이는 일반적으로 ''황색포도상구균'' 또는 ''화농성 연쇄상구균'' 감염으로 인해 발생한다. 또한 표재성 메티실린 내성 ''황색포도상구균'' (MRSA) 감염 치료에도 유용하다.[14] 무피로신은 대부분의 혐기성 세균, 미코박테리아, 마이코플라스마, 클라미디아, 효모 및 곰팡이에 대해 비활성이다.[15]

수술 전 비강 내 무피로신은 ''황색포도상구균''에 의한 수술 후 상처 감염 예방에 효과적이며, 예방적 비강 내 또는 카테터 부위 치료는 만성 복막 투석 치료를 받는 사람들의 카테터 부위 감염 위험을 줄이는 데 효과적이다.[16]

3. 작용 기전

무피로신은 세균의 아이소류신-tRNA 합성효소를 억제하여[14] 아이소류실-tRNA를 고갈시키고 충전되지 않은 tRNA를 축적시켜 단백질 생합성을 억제한다. 충전되지 않은 tRNA는 리보솜의 아미노아실-tRNA 결합 부위에 결합하여 ((p)ppGpp) 형성을 유발, RNA 합성을 억제한다.[23] 단백질 및 RNA 합성 억제는 세균 정지 현상을 초래한다. 이러한 작용 기전은 아이소류신의 유사체인 푸라노마이신과 공유된다.[24]

tRNA 합성효소/리가제의 억제는 모닉산 "머리" 부분과 아이소류실-아데닐산 (Ile-AMS) 사이의 구조적 유사성으로 인해 발생한다. 9-하이드록시노나노산 "꼬리"는 효소를 감싸고 복합체를 안정화시켜 촉매 부분을 고정시킨다.[25] 무피로신은 세균 및 고세균 버전 효소에 결합 가능하나, 진핵생물 버전에는 결합할 수 없다.[26]

3. 1. 아이소류실-tRNA 합성효소 억제

무피로신은 세균의 아이소류신-tRNA 합성효소를 억제하여[14] 아이소류실-tRNA를 고갈시키고 해당 충전되지 않은 tRNA를 축적시킨다. 아이소류실-tRNA의 고갈은 단백질 생합성 억제를 초래한다. 충전되지 않은 형태의 tRNA는 리보솜의 아미노아실-tRNA 결합 부위에 결합하여 ((p)ppGpp) 형성을 유발하며, 이는 다시 RNA 합성을 억제한다.[23] 단백질 생합성 및 RNA 합성의 결합된 억제는 세균 정지 현상을 초래한다. 이러한 작용 기전은 아이소류신의 유사체인 푸라노마이신과 공유된다.[24]

tRNA 합성효소/리가제의 억제는 분자의 모닉산 "머리" 부분과 아이소류실-아데닐산 (Ile-AMS) 사이의 구조적 유사성으로 인해 발생한다. 독특한 9-하이드록시노나노산 "꼬리"는 효소를 감싸고 복합체를 더욱 안정화시켜 촉매 부분을 고정시킨다.[25] 무피로신은 효소의 세균 및 고세균 버전에 결합할 수 있지만 진핵생물 버전에는 결합할 수 없다.[26]

3. 2. 구조적 유사성

무피로신은 세균의 아이소류신-tRNA 합성효소를 억제하여[14] 아이소류실-tRNA를 고갈시키고 해당 충전되지 않은 tRNA를 축적시킨다. 아이소류실-tRNA의 고갈은 단백질 생합성 억제를 초래한다. 충전되지 않은 형태의 tRNA는 리보솜의 아미노아실-tRNA 결합 부위에 결합하여 ((p)ppGpp) 형성을 유발하며, 이는 다시 RNA 합성을 억제한다.[23] 단백질 생합성 및 RNA 합성의 결합된 억제는 세균 정지 현상을 초래한다. 이러한 작용 기전은 아이소류신의 유사체인 푸라노마이신과 공유된다.[24]

tRNA 합성효소/리가제의 억제는 분자의 모닉산 "머리" 부분과 아이소류실-아데닐산 (Ile-AMS) 사이의 구조적 유사성으로 인해 발생한다. 독특한 9-하이드록시노나노산 "꼬리"는 효소를 감싸고 복합체를 더욱 안정화시켜 촉매 부분을 고정시킨다.[25] 무피로신은 효소의 세균 및 고세균 버전에 결합할 수 있지만 진핵생물 버전에는 결합할 수 없다.[26]

4. 내성

무피로신이 임상적으로 사용된 직후, 무피로신에 내성을 가진 ''황색포도상구균'' 균주가 나타났으며, 콧구멍 제거 성공률은 30% 미만이었다.[17][18]

여드름의 원인 물질인 ''여드름균''(Cutibacterium acnes)의 대부분의 균주는 무피로신에 자연적으로 내성을 보인다.[21]

''녹농균(Pseudomonas fluorescens)''의 대부분의 균주도 항생제를 생성하므로 무피로신에 내성을 보이며, 다른 ''Pseudomonas'' 종도 내성을 보일 수 있다.

4. 1. 내성 기전

무피로신이 임상적으로 사용된 직후, 무피로신에 내성을 가진 ''황색포도상구균''(Staphylococcus aureus) 균주가 나타났으며, 콧구멍 제거 성공률이 30% 미만이었다.[17][18] 무피로신 내성 ''황색포도상구균''은 두 가지 개체군으로 분리되었다. 한 균주는 낮은 수준의 내성(MuL: MIC = 8–256 mg/L)을 보였고, 다른 균주는 높은 수준의 내성(MuH: MIC > 256 mg/L)을 보였다.[17] MuL 균주의 내성은 생물체의 야생형 이소류실-tRNA 합성효소 (''IleS'')의 돌연변이로 인한 것으로 보인다. ''대장균(E. coli)'' ''IleS''에서 단일 아미노산 돌연변이가 무피로신 내성을 변화시키는 것으로 나타났다.[19] MuH는 별도의 Ile 합성효소 유전자, ''MupA''의 획득과 관련이 있다.[20] 무피로신은 MuH 균주에 대해 유효한 항생제가 아니다. 아젤라산, 니트로푸라존, 설파디아진 은, 라모플라닌과 같은 다른 항생제가 MuH 균주에 효과적인 것으로 나타났다.[17]

여드름의 원인 물질인 ''여드름균(Cutibacterium acnes)''의 대부분의 균주는 무피로신에 자연적으로 내성을 보인다.[21]

''녹농균(Pseudomonas fluorescens)''의 대부분의 균주도 항생제를 생성하므로 무피로신에 내성을 보이며, 다른 ''Pseudomonas'' 종도 내성을 보일 수 있다.

무피로신의 작용 기전은 다른 임상 항생제와 다르므로 다른 항생제에 대한 교차 내성은 발생할 가능성이 낮다.[17] 그러나 MupA 유전자는 다른 항균 내성 유전자와 공동 형질전환될 수 있다. 이는 이미 트리클로산, 테트라사이클린, 트리메토프림에 대한 내성 유전자에서 관찰되었다.[17] 또한 비민감성 유기체의 과도한 성장을 초래할 수도 있다.

2012년에 두 번째 유형의 고수준 내성 합성효소가 발견되었으며 ''MupB''로 명명되었다. 이는 캐나다의 MRSA 분리 균주 "MUP87"에서 발견되었으며, 비접합성 플라스미드에 위치할 가능성이 높다.[22]

4. 2. 내성균 종류

무피로신이 임상적으로 사용된 직후, 무피로신에 내성을 가진 ''황색포도상구균(Staphylococcus aureus)'' 균주가 나타났으며, 콧구멍 제거 성공률은 30% 미만이었다.[17][18] 무피로신 내성 ''황색포도상구균''은 두 가지 개체군으로 분리되었다. 한 균주는 낮은 수준의 내성(MuL: MIC = 8–256 mg/L)을 보였고, 다른 균주는 높은 수준의 내성(MuH: MIC > 256 mg/L)을 보였다.[17] MuL 균주의 내성은 생물체의 야생형 이소류실-tRNA 합성효소 (''IleS'')의 돌연변이로 인한 것으로 보인다. ''대장균(E. coli)'' ''IleS''에서 단일 아미노산 돌연변이가 무피로신 내성을 변화시키는 것으로 나타났다.[19] MuH는 별도의 Ile 합성효소 유전자, ''MupA''의 획득과 관련이 있다.[20] 무피로신은 MuH 균주에 대해 유효한 항생제가 아니다. 아젤라산, 니트로푸라존, 설파디아진 은, 라모플라닌과 같은 다른 항생제가 MuH 균주에 효과적인 것으로 나타났다.[17]

여드름의 원인 물질인 ''여드름균(Cutibacterium acnes)''의 대부분의 균주는 무피로신에 자연적으로 내성을 보인다.[21]

''녹농균(Pseudomonas fluorescens)''의 대부분의 균주도 항생제를 생성하므로 무피로신에 내성을 보이며, 다른 ''Pseudomonas'' 종도 내성을 보일 수 있다.

무피로신의 작용 기전은 다른 임상 항생제와 다르므로 다른 항생제에 대한 교차 내성은 발생할 가능성이 낮다.[17] 그러나 MupA 유전자는 다른 항균 내성 유전자와 공동 형질전환될 수 있다. 이는 이미 트리클로산, 테트라사이클린, 트리메토프림에 대한 내성 유전자에서 관찰되었다.[17] 또한 비민감성 유기체의 과도한 성장을 초래할 수도 있다.

2012년에 두 번째 유형의 고수준 내성 합성효소가 발견되었으며 ''MupB''로 명명되었다. 이는 캐나다의 MRSA 분리 균주 "MUP87"에서 발견되었으며, 비접합성 플라스미드에 위치할 가능성이 높다.[22]

4. 3. 교차 내성

무피로신이 임상적으로 사용된 직후, 무피로신에 내성을 가진 ''황색포도상구균(Staphylococcus aureus)'' 균주가 나타났으며, 콧구멍 제거 성공률은 30% 미만이었다.[17][18] 무피로신 내성 ''황색포도상구균''은 두 가지 개체군으로 분리되었다. 한 균주는 낮은 수준의 내성(MuL: MIC = 8–256 mg/L)을 보였고, 다른 균주는 높은 수준의 내성(MuH: MIC > 256 mg/L)을 보였다.[17] MuL 균주의 내성은 생물체의 야생형 이소류실-tRNA 합성효소 (''IleS'')의 돌연변이로 인한 것으로 보인다. ''대장균(E. coli)'' ''IleS''에서 단일 아미노산 돌연변이가 무피로신 내성을 변화시키는 것으로 나타났다.[19] MuH는 별도의 Ile 합성효소 유전자, ''MupA''의 획득과 관련이 있다.[20] 무피로신은 MuH 균주에 대해 유효한 항생제가 아니다. 아젤라산, 니트로푸라존, 설파디아진 은, 라모플라닌과 같은 다른 항생제가 MuH 균주에 효과적인 것으로 나타났다.[17]

여드름의 원인 물질인 ''여드름균(Cutibacterium acnes)''의 대부분의 균주는 무피로신에 자연적으로 내성을 보인다.[21]

''녹농균(Pseudomonas fluorescens)''의 대부분의 균주도 항생제를 생성하므로 무피로신에 내성을 보이며, 다른 ''Pseudomonas'' 종도 내성을 보일 수 있다.

무피로신의 작용 기전은 다른 임상 항생제와 다르므로 다른 항생제에 대한 교차 내성은 발생할 가능성이 낮다.[17] 그러나 MupA 유전자는 다른 항균 내성 유전자와 공동 형질전환될 수 있다. 이는 이미 트리클로산, 테트라사이클린, 트리메토프림에 대한 내성 유전자에서 관찰되었다.[17] 또한 비민감성 유기체의 과도한 성장을 초래할 수도 있다.

2012년에 두 번째 유형의 고수준 내성 합성효소가 발견되었으며 ''MupB''로 명명되었다. 이는 캐나다의 MRSA 분리 균주 "MUP87"에서 발견되었으며, 비접합성 플라스미드에 위치할 가능성이 높다.[22]

5. 생합성

무피로신은 유사모닉산(PA)들의 혼합물이며, 이 중 유사모닉산 A(PA-A)가 90% 이상을 차지한다. 무피로신의 생합성은 74 kb 크기의 유전자 클러스터에 의해 조절되며, 여기에는 6개의 다중 도메인 효소와 26개의 다른 펩타이드가 관여한다.[30] 이 유전자 클러스터는 4개의 큰 다중 도메인 유형 I 폴리케타이드 합성효소(PKS) 단백질과 유형 II PKS와 서열 유사성을 보이는 여러 단일 기능 효소를 포함한다. 따라서 무피로신은 혼합된 유형 I 및 유형 II PKS 시스템에 의해 합성되는 것으로 추정된다. 특히, 무피로신 클러스터는 일반적이지 않은 아실트랜스퍼라제(AT) 구성을 가지는데, AT 도메인이 두 개뿐이고 둘 다 동일한 단백질 MmpC에 존재한다.[30]

'''그림 1'''. 모닉산 합성을 위한 MmpA, MmpC, MmpD의 도메인 구조.


'''그림 3'''. 모닉산의 C15 메틸기 부착 반응.


'''그림 4'''. 무피로신의 피란 고리 생성 반응.


'''그림 5'''. MmpB는 9-HN을 합성.


슈도모닉산 A는 17C 폴리케타이드인 모닉산과 9C 지방산인 9-히드록시-노난산(9-HN)이 에스테르화 반응을 통해 결합하여 생성된다. 모닉산의 C1과 9-히드록시-노난산의 C9'가 모두 아세테이트의 C1에서 유래했기 때문에, 전체 분자가 바이어-빌리거 산화를 통해 탄소 골격에 산소를 삽입하는 단일 폴리케타이드로 조립될 가능성은 없다.[31]

5. 1. 유사모닉산 종류

무피로신은 여러 유사모닉산의 혼합물이며, 이 중 유사모닉산 A(PA-A)가 90% 이상을 차지한다. 무피로신에 포함된 다른 유사모닉산은 다음과 같다.

  • 유사모닉산 B: C8에 수산기가 추가로 붙어 있다.[27]
  • 유사모닉산 C: C10과 C11 사이에 이중 결합이 있으며, PA-A의 에폭사이드는 없다.[28]
  • 유사모닉산 D: 9-히드록시-노난산 부분의 C4'와 C5' 사이에 이중 결합이 있다.[29]


'''그림 2'''. 유사모닉산 A–D의 구조

5. 2. 생합성 경로

무피로신은 여러 유사모닉산의 혼합물이며, 이 중 유사모닉산 A(PA-A)가 90% 이상을 차지한다. 무피로신에는 유사모닉산 B, C, D도 존재한다.[27][28][29]

74 kb 크기의 무피로신 유전자 클러스터는 6개의 다중 도메인 효소와 26개의 다른 펩타이드를 포함한다(표 1).[30] 여기에는 4개의 큰 다중 도메인 유형 I 폴리케타이드 합성효소(PKS) 단백질과 유형 II PKS와 서열 유사성을 보이는 여러 단일 기능 효소가 암호화되어 있다. 따라서 무피로신은 혼합된 유형 I 및 유형 II PKS 시스템에 의해 합성되는 것으로 추정된다. 무피로신 클러스터는 일반적이지 않은 아실트랜스퍼라제(AT) 구성을 보이는데, AT 도메인이 두 개뿐이고 둘 다 동일한 단백질 MmpC에서 발견된다.[30]

슈도모닉산 A는 17C 폴리케타이드 모닉산과 9C 지방산 9-히드록시-노난산 간의 에스테르화 반응으로 생성된다. 모닉산의 C1과 9-히드록시-노난산의 C9'가 모두 아세테이트의 C1에서 유래했기 때문에, 전체 분자가 바이어-빌리거 산화를 통해 탄소 골격에 산소를 삽입하는 단일 폴리케타이드로 조립될 가능성은 없다.[31]

표 1: 무피로신의 생합성 유전자 클러스터
유전자기능
mupAFMNH2 의존성 산소화 효소
mmpAKS ACP KS KR ACP KS ACP ACP
mupB3-옥소아실-ACP 합성효소
mmpBKS DH KR ACP ACP ACP TE
mmpCAT AT
mmpDKS DH KR MeT ACP KS DH KR ACP KS DH KR MeT ACP KS KR ACP
mupCNADH/NADPH 산화환원효소
macpAACP
mupD3-옥소아실-ACP 환원효소
mupE에노일 환원효소
macpBACP
mupFKR
macpCACP
mupG3-옥소아실-ACP 합성효소 I
mupHHMG-CoA 합성효소
mupJ에노일-CoA 수화 효소
mupK에노일-CoA 수화 효소
mmpEKS 가수 분해 효소
mupL추정되는 가수 분해 효소
mupM이소류실-tRNA 합성효소
mupN포스포판테테이닐 전이 효소
mupO시토크롬 P450
mupP미상
mupQ아실-CoA 합성효소
mupS3-옥소아실-ACP 환원효소
macpDACP
mmpFKS
macpEACP
mupT페레독신 다이옥시게네이스
mupU아실-CoA 합성효소
mupV산화환원효소
mupW다이옥시게네이스
mupRN-AHL-반응성 전사 활성인자
mupX아미다제/가수 분해 효소
mupIN-AHL 합성효소



모닉산과 9-히드록시노난산은 각각 별도의 생합성 경로를 통해 만들어지며, 이후 에스테르화 반응을 통해 결합하여 슈도모닉산 A를 생성한다.


  • '''모닉산(Monic acid) 생합성''': 모닉산 생합성은 MmpD에서 시작되며, MmpA, MmpC등 여러 효소가 관여한다.
  • '''9-히드록시노난산(9-Hydroxynonanoic acid) 생합성''': 9-HN은 MmpB에 의해 합성되며, MupE가 반응을 완료하는데 필요하다.
  • '''후-PKS 변형 (Post-PKS tailoring)''': C3 위치의 케토기는 메틸기로 치환되며, 피란 고리 형성과 에폭사이드 삽입 반응이 일어난다.

5. 2. 1. 모닉산(Monic acid) 생합성

17C 모닉산 단위의 생합성은 MmpD에서 시작된다.[30] MmpC의 AT 도메인 중 하나가 활성화된 아세틸기를 아세틸-코엔자임 A(CoA)에서 첫 번째 ACP 도메인으로 전달할 수 있다. 사슬은 말로닐-CoA에 의해 연장되고, 이어서 C12에서 SAM 의존적인 메틸화가 일어나며(PA-A 번호 매기기는 그림 2 참조), B-케토기의 환원이 알코올로 일어난다. 모듈 1의 탈수(DH) 도메인은 보존된 활성 부위 영역의 돌연변이로 인해 기능하지 않는 것으로 예측된다. 모듈 2는 말로닐-CoA 연장 단위에 의해 또 다른 두 개의 탄소를 추가하고, 이어서 케토환원(KR)과 탈수가 일어난다. 모듈 3은 말로닐-CoA 연장 단위를 추가하고, 이어서 C8에서 SAM 의존적 메틸화, 케토환원 및 탈수가 일어난다. 모듈 4는 말로닐-CoA 단위로 분자를 연장하고 케토환원이 일어난다.

모닉산의 조립은 MmpD의 12C 생성물을 MmpA로 전달하여 계속된다.[30]

5. 2. 2. 9-히드록시노난산(9-Hydroxynonanoic acid) 생합성

9개의 탄소를 가진 지방산인 9-하이드록시노난산(9-HN)은 별도의 화합물로 파생되어 나중에 모니산에 에스테르화되어 슈도모닉산을 형성한다.13C로 표지된 아세테이트를 투입한 결과, C1-C6는 지방산 생합성의 전형적인 방식으로 아세테이트로 구성된다는 것이 밝혀졌다. C7'는 아세테이트의 C1 표지 만을 나타내고, C8'과 C9'는 13C 표지된 아세테이트의 역 패턴을 나타낸다.[31] C7-C9는 3-하이드록시프로피오네이트 시작 단위체에서 유래하여 말로닐-CoA로 세 번 연장되고 완전히 환원되어 9-HN을 생성하는 것으로 추정된다. 또한 9-HN이 3-하이드록시-3-메틸글루타르산(HMG)에 의해 시작된다는 주장도 있었으나, 후자의 이론은 [3-14C] 또는 [3,6-13C2]-HMG를 투입하여 뒷받침되지 않았다.[33]

MmpB가 9-HN의 합성을 촉매하는 것으로 제안된다(그림 5). MmpB는 KS, KR, DH, 3개의 ACP 및 티오에스테라제(TE) 도메인을 포함한다.[30] 9개의 탄소를 가진 지방산으로의 완전한 환원에 필요한 에노일 환원효소(ER) 도메인은 포함하지 않는다. MupE는 알려진 ER 도메인과 서열 유사성을 보이는 단일 도메인 단백질이며, 반응을 완료할 수 있다.[30]

5. 2. 3. 후-PKS 변형 (Post-PKS tailoring)

C3 위치의 케토기는 여러 단계의 반응을 거쳐 메틸기로 치환된다. MupG는 탈카복실화 반응을 통해 말로닐-ACP를 시작한다. 생성된 아세틸-ACP의 알파 탄소는 MupH에 의해 폴리케타이드 사슬의 C3에 연결된다. 이 중간체는 각각 MupJ와 MupK에 의해 탈수 및 탈카복실화된다.[30]

피란 고리의 형성은 많은 효소 매개 단계를 필요로 한다. C8과 C9 사이의 이중 결합은 C8과 C16 사이로 이동하는 것으로 추정된다.[32] mupO, mupU, mupV 및 macpE의 유전자 제거 실험을 통해 PA-A 생성이 제거되었다.[32] PA-B 생성은 이러한 제거에 의해 제거되지 않아 PA-B가 PA-A를 수산화하여 생성되지 않음을 보여준다. mupW의 제거는 피란 고리를 제거하여 MupW가 고리 형성에 관여함을 확인했다.[32]

C10-11 위치의 PA-A의 에폭사이드는 MupO와 같은 시토크롬 P450에 의해 피란 형성이 된 후 삽입되는 것으로 여겨진다.[30] mupO의 유전자 제거는 PA-A 생산을 중단시켰지만, C10-C11 에폭사이드를 포함하는 PA-B는 그대로 유지되었다.[32]

5. 3. 유전자 클러스터

74 kb의 무피로신 유전자 클러스터는 6개의 다중 도메인 효소와 26개의 다른 펩타이드를 포함한다(표 1).[30] 여기에는 4개의 큰 다중 도메인 유형 I 폴리케타이드 합성효소 (PKS) 단백질과, 유형 II PKS와 서열 유사성을 보이는 여러 단일 기능 효소가 암호화되어 있다.[30] 따라서 무피로신은 혼합된 유형 I 및 유형 II PKS 시스템에 의해 구성되는 것으로 여겨진다. 무피로신 클러스터는 전형적이지 않은 아실트랜스퍼라제 (AT) 구성을 보이는데, AT 도메인이 두 개뿐이고 둘 다 동일한 단백질 MmpC에서 발견된다는 점이 특징이다.[30] 이 AT 도메인은 MmpC에 존재하는 유일한 도메인인 반면, 다른 세 개의 유형 I PKS 단백질은 AT 도메인을 포함하지 않는다.[30] 무피로신 경로는 또한 여러 개의 탠덤 아실 캐리어 단백질 이중체 또는 삼중체를 포함하는데, 이는 처리량을 늘리거나 여러 기질을 동시에 결합하기 위한 적응으로 추정된다.[30]

슈도모닉산 A는 17C 폴리케타이드 모닉산과 9C 지방산 9-히드록시-노난산 간의 에스테르화 반응의 산물이다. 모닉산의 C1과 9-히드록시-노난산의 C9'가 모두 아세테이트의 C1에서 유래했기 때문에, 전체 분자가 바이어-빌리거 산화를 통해 탄소 골격에 산소를 삽입하는 단일 폴리케타이드로 조립될 가능성은 배제되었다.[31]

표 1: 무피로신의 생합성 유전자 클러스터
유전자기능
mupAFMNH2 의존성 산소화 효소
mmpAKS ACP KS KR ACP KS ACP ACP
mupB3-옥소아실-ACP 합성효소
mmpBKS DH KR ACP ACP ACP TE
mmpCAT AT
mmpDKS DH KR MeT ACP KS DH KR ACP KS DH KR MeT ACP KS KR ACP
mupCNADH/NADPH 산화환원효소
macpAACP
mupD3-옥소아실-ACP 환원효소
mupE에노일 환원효소
macpBACP
mupFKR
macpCACP
mupG3-옥소아실-ACP 합성효소 I
mupHHMG-CoA 합성효소
mupJ에노일-CoA 수화 효소
mupK에노일-CoA 수화 효소
mmpEKS 가수 분해 효소
mupL추정되는 가수 분해 효소
mupM이소류실-tRNA 합성효소
mupN포스포판테테이닐 전이 효소
mupO시토크롬 P450
mupP미상
mupQ아실-CoA 합성효소
mupS3-옥소아실-ACP 환원효소
macpDACP
mmpFKS
macpEACP
mupT페레독신 다이옥시게네이스
mupU아실-CoA 합성효소
mupV산화환원효소
mupW다이옥시게네이스
mupRN-AHL-반응성 전사 활성인자
mupX아미다제/가수 분해 효소
mupIN-AHL 합성효소


참조

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