Macrolide polyketide는 다기능 효소인 type I PKS에 의해 축합 과정 후에 환원, 환원-dehydration 혹은 환원-deh-ydration-환원 과정을 단계마다 거쳐 macrolide 형태의 화합물로서 합성되며 Type I PKS 에 의해 합성된 polyketide는 aromatic polyketide보다 poly- \( \beta \)-keto 중간체가 보다 환원되어 홀수번째 탄소에 여러 가지 기능 그룹 을 가진 화합물로 존재하며 macrolide, macrolactam, polyether, pol-yene 둥 여러 가지 천연물이 이와 같은 기작을 거쳐 생산된다.
<h2>3) Modular polyketide synthase</h2> <p>Macrolide polyketide는 다기능 효소인 type I PKS에 의해 축합 과정 후에 환원, 환원-dehydration 혹은 환원-deh-ydration-환원 과정을 단계마다 거쳐 macrolide 형태의 화합물 (highly reduced macrolide)로서 합성된다. Type I PKS 에 의해 합성된 polyketide는 aromatic polyketide보다 poly- \( \beta \)-keto 중간체가 보다 환원되어 홀수번째 탄소에 여러 가지 기능 그룹 (keto, hydroxyl, enoly 혹은 alkane)을 가진 화합물로 존재하며 macrolide, macrolactam, polyether, pol-yene 둥 여러 가지 천연물이 이와 같은 기작을 거쳐 생산된다. macrolide polyketide인 erythromycin aglycone (eryA)과 avermectin aglycone (avr) 생합성에 해당하는 유전자가 자세히 밝혀져 있다.</p> <p>생합성 유전자의 분석과 발현된 연구 결과에 따르면, 각각 module로부터 한 unit의 polyketide가 합성되며 fatty acid 생합성과 유사하게 반복되어, 각각 module에 해당하는 생합성을 거쳐 완벽한 polyketide가 합성된다. Module은 생합성 cycle중 하나의 cycle에 해당한다. 일반적인 complex polyketide의 생합성 과정은, 축합과정과 특별한 acyl group (acetate, propionate, butylate, \( m-C_ { 7 } N \) unit)의 선택, \( \beta \)-탄소의 변형 등에 해당하는 요소 등이 있어, 한 cycle의 반응 과정이 끝나면 합성과정에 있는 polyketide가 \( \mathrm { ACP } \) 로 옮겨진 후, 다음 과정에 참여하는 module의 \( \mathrm { KS } \) 와 acyl group unit (extender)와 반응하여 그 다음 합성 과정이 진행된다. 이 과정은 반복으로 진행되며, 각 elongation 단계마다 새로운 module이 참여하여 예정된 탄소사슬의 크기에 도달할 때까지 진행된다. Saccharopolyspora erythraea 에서 생산되는 erythromycin이 대표적인 예로서 aglycone 생합성 유전자인 eryA 유전자가 자세히 연구되었다.</p> <p>이들 유전자 분석으로부터 6-dEB (6-deoxyerythronolide \( \mathrm { B } ) \) 의 합성과정에 참여하는 3 개의 eryA ORF (eryAl, eryII와 eryIIf) 유전자는 module이라고 불리는 반복되는 synthase unit가 6개로 구성되어 있고 총 크기는 약 \( 32 \mathrm { ~kb } \) 로 구성되어 있고, 특히 6-deoxy-erythronolide \( \mathrm { B } \) 를 형성하는데 관여하는 ery PKS 유전자들은 \( 32 \mathrm { ~kb } \) 에 걸쳐 그립에서 처럼 중앙에 위치하고 있고, 6-deoxyerythronolide B (6-dEB) 부터 erythromycin \( \mathrm { A } \) 까지 생성되는 단계에 관여하는 non-PKS 유전자는 양쪽에 위치하고 있으며, 전체 erythromycin 생합성 관련 유전자는 \( 60 \mathrm { ~kb } \) 로 밝혀졌다 (Fig. 7).</p>