| Category | 3.3 modification reduction |
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| Product | FMNH2-dependent monooxygenase |
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| Product (GenBank) | AlnT hydroxylase |
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| Gene | |
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| Gene (GenBank) | alnT |
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| EC number | |
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| Keyword | - two-component system
- C-8 hydroxylate (finally C-7)
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| Note | |
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| Note (GenBank) | |
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| Reference | - ACC
- B6SEF7
- PmId
[18940666] Characterization of the alnumycin gene cluster reveals unusual gene products for pyran ring formation and dioxan biosynthesis. (Chem Biol. , 2008)
[22467789] Characterization of the Two-Component Monooxygenase System AlnT/AlnH Reveals Early Timing of Quinone Formation in Alnumycin Biosynthesis. (J Bacteriol. , 2012)
[23601640] Biosynthetic conclusions from the functional dissection of oxygenases for biosynthesis of actinorhodin and related streptomyces antibiotics. (Chem Biol. , 2013) - comment
- [PMID: 18940666](2008)
alnumycin gene clusterのクローニング、シークエンス。
aln2-alnT2の領域をS.albusに導入して、alnumycin産生されることを確認している。
AlnT: Hydroxylase
配列解析のみ。
AlnT and AlnH pairはそれぞれactinorhodin ActVA, ActVBに似ている。
alnumycin生合成モデル経路ではC-8 hydroxylationが割り当てられている。
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[PMID: 22467789](2012)
monooxygenase alnT または flavin reductase alnHの不活化mutantsで、新規非quinoid代謝産物 thalnumycin A (ThA)、間違った真ん中の環でquinone形成している既知代謝産物K1115 A and 1,6-dihydroxy-8-propylanthraquinone (DHPA)を同定。
これらの化合物はどれも正しく形成されたpyran環を含まないので、alnumycin経路でのquinone生合成は3つ目の環（pyran環）形成より先に起こると示唆される。
AlnT, AlnH, FMN, and NADH存在下でtwo-component monooxygenase system AlnT/AlnH により、
ThA → thalnumycin B (ThB) への変換が見られた。
ThB は外側の環(1st ring)で予想されたp-hydroquinone構造を含むことを確認。
FIG 4で提唱されているStreptomyces sp. CM020でのprealnumycin生合成経路では、actinorhodinと共通な2環中間体の1st ring C-11(cluster論文に合わせるとC-8)を、AlnT/AlnHがhydroxylateしてp-hydroquinoneを形成するとされている。
配列類似性において、AlnTは実質的にはActVA-ORF5よりLndZ5に近しく関連している。LndZ5は外側の環(1st ring)のhydroxylationを担う。
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[PMID:23601640](2013) abstract
flavin:NADH oxidoreductaseとtwo-component enzyme system を形成するflavin-dependent monooxygenase(ActVA-ORF5, Gra-ORF21, Med-ORF7, AlnT)についての機能解析。
ActVA-ORF5 と Gra-ORF21は、真ん中の環にあるC-6でのp-quinone形成と、外側の環でのC-8 hydroxylationの両方をできるが、Med-ORF7 はp-quinone形成しかできない。
AlnT は外側の環でのp-quinone形成に関与する。
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| Related Reference | - ACC
- Q9ZGA9
- NITE
- Lando_00310
- PmId
[15812784] Generation of novel landomycins M and O through targeted gene disruption. (Chembiochem. , 2005)
[22454092] Elucidation of post-PKS tailoring steps involved in landomycin biosynthesis. (Org Biomol Chem. , 2012) - comment
- Blast 3rd, id55%, 9e-94
Streptomyces cyanogenus_lanZ5
Oxygenase homolog
[Lando_00310]putative FMNH2-dependent monooxygenase
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[PMID:15812784](2005)
lanGT3, Z2, Z3, GT4, Z4, Z5にpolar effectが起きる株作成。
この株は側鎖に2つの糖を含み、11-OHを欠くlandomycin F産生。
この株をlanZ4 and lanZ5で補完すると11-OHのあるlandomycin D産生。
lanZ4 and lanZ5以外で補完するとlandomycins F, M, O(すべて11-OHなし)産生。
landomycin M and Oは6-OHも欠いているが、これはC-11 OH基欠損によるnegativeな影響の可能性あり。
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[PMID: 22454092](2012)
PKS後仕立て反応に関与するとされるLanM2, E, V, Z4, Z5に関する調査。
lanZ4 and lanZ5はlan clusterで翻訳共役。
LanZ4が還元したcofactorをLanZ5が利用する共依存であると仮定。
S. lividans TK64においてminimal PKSと共にgenesを発現して産物解析。
minimal PKS + lanZ4 + lanZ5 → UWM6(PKSのみと同じ）
よってPKSの直後の反応ではない。
各genesをE.coliで発現、精製して活性測定。
LanZ4 and LanZ5は、
tetrangomycin → 11-hydroxytetrangomycin(shunt産物)
また、LanZ4 and LanZ5は急速に
11-deoxylandomycinone → tetrangulol + anhydrolandomycinone(少量)
の変換をするが、LanZ5のみだとゆっくりになり、
11-deoxylandomycinone → tetrangulolのみ
よって、LanZ5は11-deoxylandomycinoneをhydroxylateするのを好まない。
ここで見られる5,6-dehydrationは副反応で、糖残基がないときにのみ起こる。
"combinatorial biosynthetic enzymology"において、UWM6もrabelomycinもlandomycin生合成経路の中間体ではないこと、prejadomycinがlandomycin生合成の一般的な経路中間体であることを確認。
結果を総合して改訂経路を提唱。
LanGT2による最初のglycosylationの後に、LanZ5はLanZ4によって還元されたFMNを使って優先的に11-hydroxylationする。それから順々にglycosylationして、landomycin Aのようなlandomycinone骨格を持ったlandomycinsを形成する。
副反応の5,6-dehydrationにより、landomycin副産物が産生される。
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- ACC
- Q53907
- NITE
- Actino_00110
- PmId
[18245777] Mechanism and regulation of the Two-component FMN-dependent monooxygenase ActVA-ActVB from Streptomyces coelicolor. (J Biol Chem. , 2008)
[19246012] Biosynthesis of actinorhodin and related antibiotics: discovery of alternative routes for quinone formation encoded in the act gene cluster. (Chem Biol. , 2009)
[22086671] Epoxyquinone formation catalyzed by a two-component flavin-dependent monooxygenase involved in biosynthesis of the antibiotic actinorhodin. (Chembiochem. , 2011)
[23601640] Biosynthetic conclusions from the functional dissection of oxygenases for biosynthesis of actinorhodin and related streptomyces antibiotics. (Chem Biol. , 2013) - comment
- Blast 5th, id48%, 1e-78
S.coelicolor_actVA-ORF5
ActVA 5 protein
[Actino_00110]FMNH2-dependent monooxygenase
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[PMID: 18245777](2008)
ActVA-ORF5/ActVB systemの論文を複数出しているValton J.らの報告。
ActVA-ORF5はActVBとFMN-dependent two-component monooxygenase systemを構成する。
ActVA-ORF5は還元型flavinを利用するmonooxygenase。
AvtVBはNADH:flavin oxidoreductaseで、ActVA-ORF5に還元型FMNを供給する。
ActVA-ORF5/ActVB systemはdihydrokalafunginのhydroxylationを触媒。
ActVBが還元型FMNの移動を調節して、monooxygenase活性を調節しうる。
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[PMID: 19246012](2009)
actinorhodinで多く論文を出しているIchinose K.らの報告。
deletion mutantでvivo表現型確認。
emodinanthroneを基質としてvitro活性測定。
ActVA-ORF6よりActVA-ORF5/ActVBのほうがKm値が低い＝親和性高い。
ActVA-ORF5/ActVB systemはC-8 hydroxylationに関与すると考えられていたが、BIQs生合成clustersに共通する遺伝子であることから、共通の反応であるquinone形成におけるC-6 oxygenationを担うことが示されている。
ActVA-ORF6もこの反応を担うが、ActVA-ORF5/ActVB systemがメインルート。
6-deoxy-dihydrokalafungin → dihydrokalafungin(DHK)
また、ActVA-ORF5/ActVB systemはkalafunginを基質として化合物X, Yを形成。
分子量からoxygenated moleculesと推定される。
よって、actinorhodin生合成経路における正しい基質は不明だが、追加的oxygenation活性がある。
この結果もふまえ、C-8 hydroxylaseとしての割り当ては反証されない。
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[PMID: 22086671](2011)
vitroでActVA-ORF5/ActVB systemは、dihydrokalafungin (actinorhodin生合成中間体)から酸化的ラクトン化を通して自発的に形成されるkalafunginに対し、追加的epoxyquinone-forming activityを持つ。反応産物として、(5S,14R)-epoxykalafungin and (5R,14S)-epoxykalafunginが形成される。
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[PMID:23601640](2013) abstract
flavin:NADH oxidoreductaseとtwo-component enzyme system を形成するflavin-dependent monooxygenase(ActVA-ORF5, Gra-ORF21, Med-ORF7, AlnT)についての機能解析。
ActVA-ORF5 と Gra-ORF21は、真ん中の環にあるC-6でのp-quinone形成と、外側の環でのC-8 hydroxylationの両方をできるが、Med-ORF7 はp-quinone形成しかできない。
AlnT は外側の環でのp-quinone形成に関与する。
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Alnu_00110
Location
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