다양한 polyketide 생합성 과정 중, type I은 하나의 multifunctional polyketide에 의해 이루어지며, 반면 type II는 monofunctional 단백질 효소들의 독립적인 작용에 의해 aromatic polyketid의 생합성이 이루어진다. 이들 효소는 비공유적 결합으로 multifunctional complex를 형성하며, aromatic polyketide의 생합성에 참여하는 효소들은 PKS로 구성된다. PKS의 염기서열 분석을 통해, acyl transferase (AT), acyl carrier protein (ACP), ketoreductase (KR), cyclase/dehydratase (CYC/DH) 유전자 집단이 확인되었다.
<p>하나의 multifunctional polyketide에 의해 일련의 생합성이 진행되는 경우는 type I 으로 분류된다. type I 으로 분류되는 PKS의 생합성 유전자는 "module"구조를 갖는 multifunctional 효소를 생산하며, 각 module의 작용에 의해 한 회씩의 acyl 축합반응과 이에 따른 ketone 작용기의 변환이 이루어진다. 하나의 다기능 효소에 의해 반복으로 축합 반응이 일어나는 것이 아니라 한번의 축합 반응에 대해 하나의 module multifunctional enzyme이 관여해 축합반응의 횟수에 따라 module multifunctional enzyme의 수가 결정된다. Type I PKS에 의해 macrolide 또는 complex polyketide 화합물들이 생성되며 대표적인 예로는 erythro--mycin, avermectin, rifamycin 등이 있다.</p> <p>Type II PKS가 관여하는 aromatic polyketid둘의 생합성과정은 독립적인 monofunctional 단백질들의 효소 작용에 의해 이루어지며, 이들 각각의 효소 활성부위가 비공유적 결합에 의해 모여져 multifunctional complex의 형태를 이룬다. 이와 같이 단 기능 효소들의 결합체가 효소 활성부위를 반복 사용하여 축합 반응을 촉매하여 poly- \( \beta \)-ketone 구조를 합성하고 최종적으로 aromatic polyketide 구조로 변형된다. Type II PKS 에 의해서 합성되는 대표적인 화합 물로는 actinorhodin, tetracyclin, daunorubicin 등이 있다.</p> <h2>1) Aromatic polyketide synthase</h2> <p>Aromatic polyketide 계열의 생합성에 참여하는 효소는 단기능을 가진 PKS로 구성되어 있으며 염기서열 분석을 통해 PKS 각각에 해당하는 acyl transferase (AT; cond-ensing 효소), acyl carrier protein (ACP), ketoreductase (KR), cyclase/dehydratase (CYC/DH) 유전자 집단의 존재가 밝혀겼다. Type II polyketide synthase는 acetyl-CoA가 여러 개의 malonyl-CoA와 반복된 축합 과정을 거쳐 탄소가 \( 16 \sim 20 \) 개로 구성된 poly-B-carbonylthioester가 합성되고, \( \mathrm { KR } \), cyclase, dehydratase 효소 등에 의해 tricyclic과 tetracyclic fused-ring 을 가진 aromatic 화합물로서 합성된다. TypeII PKS 유전자는 기본적인 단위 PKS (minimal PKS)유전자를 포함하고 있으며 이들에 의해 poly-ß-ketone 구조가 생합성 된다. Minimal PKS는 acyltransferase domain을 포함하는 ketosynthase \( ( \mathrm { KS } ) \) 와 축합반응의 횟수를 결정할 것으로 알려진 chain length factor (CLF), 그리고 acylcarrier protein (ACP)로 구성된다. CLF는 ketosynthase와 아미노산 서열이 상당히 유사하지만 ketosynthase의 활성부위인 cysteine을 포함하고 있지 않다. Poly-B-ketone의 크기가 \( \mathrm { CLF } \) 에 의해서만 아니라 \( \mathrm { KS } \) 와 같이 존재할 때 결정되는 것으로 알려진 이후로 \( \mathrm { CLF } \) 는 \( \mathrm { KS } \beta \) 로, \( \mathrm { KS } \) 는 \( \mathrm { KSa } \) 로 명명되고 있다. Minimal PKS 이외에 poly- \( \beta \)-ketone을 aromatic-ring을 포함하는 구조로 전환시키는 효소인 cyclase 또는 aromatase, poly- \( \beta \)-ketone의 특정한 위치의 ketone-을 환원시키는 ketoreductase (KR) 등이 PKS의 주요 구성효소로서 주로 발견된다. PKS의 주요 구성효소에 의해 합성된 aromatic 화합물은 oxidase, methyltransferase, hydroxylase,glycosyltransferase 등에 의해 주변구조가 변형되어, 생물학적 활성이 높은 물질로서 생합성 된다 (Table 1).</p>