雷帕霉素由七單位的乙酸鹽和七單位的丙酸鹽通過聚酮途徑合成,所需的O-甲基來自于甲硫氨酸。
其實氮源時莽草酸經還原后的衍生物,從莽草酸形成環己烷衍生物的過程中保留了環己烷基的完整性。賴氨酸先脫氨幻化形成羧酸哌啶,再由羧酸哌啶與聚酮乙酰鍵和酰胺鍵連接,形成了雷帕霉素的初始結構。