Alnu_00200 : CDS information

Location

Organism	Streptomyces sp.
Strain	CM020
Entry name	Alnumycin
Contig	EU852062
Start / Stop / Direction	16,797 / 15,877 / - [in whole cluster] 16,797 / 15,877 / - [in contig]
Location	complement(15877..16797) [in whole cluster] complement(15877..16797) [in contig]
Type	CDS
Length	921 bp (306 aa)

Annotation

Category	3.4 other modification
Product	C-glycosynthase
Product (GenBank)	AlnA
Gene
Gene (GenBank)	alnA
EC number
Keyword	dioxan moiety C-ribosylation
Note	C-glycosynthase is newly proposed family of enzymes in following publication. Ref. PMID: 22474343
Note (GenBank)
Reference	ACC B6SEG5 PmId [18940666] Characterization of the alnumycin gene cluster reveals unusual gene products for pyran ring formation and dioxan biosynthesis. (Chem Biol. , 2008) [22474343] Biosynthetic pathway toward carbohydrate-like moieties of alnumycins contains unusual steps for C-C bond formation and cleavage. (Proc Natl Acad Sci U S A. , 2012) [23297194] Structural basis for C-ribosylation in the alnumycin A biosynthetic pathway. (Proc Natl Acad Sci U S A. , 2013) [24015959] Chemoenzymatic synthesis of novel C-ribosylated naphthoquinones. (ACS Chem Biol. , 2013) [25081867] Molecular evolution of the bacterial pseudouridine-5'-phosphate glycosidase protein family. (FEBS J. , 2014) 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。 AlnA: Involved in dioxan synthesis/attachment 配列解析での機能推定不可。 alnA, alnBの両方が削除されたmutantは、dioxan部分を欠いたprealnumycinを産生。 double mutantをどちらかひとつの遺伝子では補完できず、prealnumycinが主要産物のままだった。 alnA, alnB両方を含むplasmidで補完され、alnumycin産生を復旧した。よって、両遺伝子産物がdioxan部分の生合成と付着に必要であることが確認された。またprealunamycinの構造から、dioxan部分はできあがってからaglyconeに付着されることが示唆される。 --- [PMID: 22474343](2012) cluster論文のグループがdioxane部分の形成について調査した続報。ラベルしたD-riboseの取り込み実験から、dioxane unit全体がD-ribose-5-phosphateまたはペントースリン酸経路由来の近しく関連した代謝産物から生ずると考えられた。 AlnA, AlnB, prealnumycin, D-ribose-5-phosphateを反応させると、dioxane部分の代わりにfuranose部分のあるalnumycin C(C-1' spimeric pair)を産生。 D-ribose-5-phosphateの代わりに、D-ribulose-5-phosphateでも効率的に反応できる。 dioxane部分の代わりにpyranose部分のあるalnumycin Dは、NAD(P)Hの存在下で、還元条件下でのみ、思いがけなく検出された。実験から、AlnAがC8-C1' 結合の形成と、逆反応だが配列類似のあるYeiNに似た反応でD-ribose-5-phosphateの付着を担うということ、AlnBが配列解析からの予測機能に一致したphosphataseであるということが示された。また、これらの結果からAlnAをnatural C-glycosynthaseと分類。基質prealnumycin, NADPH, D-ribose-5-phosphate, AlnA, AlnB, Aln6, and Aln4のOne-Pot Enzymatic Synthesisで、Alnumycin Aの合成可能。 >提唱されているprealnumycinへのC-ribosylation経路 AlnAによるC8-C1'結合は、Michael reaction(αβ不飽和カルボニル化合物のβ炭素へのαカルボアニオン付加反応) を通して形成され、そこでD-ribose-5-phosphateのene-diolate型がnucleophileとして働き、prealnumycinのC-8をアタックしてできる。次に、prealnumycinのpolyaromatic chromophore systemが回復され、C1'-C2' dehydrationが続き、alkeneへのalcoholのelectrophilic additionを通してribose側鎖がおそらく非酵素的に環化され、最後にAlnBによるdephosphorylationを受ける。この論文でのC-8は、cluster論文でのC-9に相当する。 --- [PMID: 23297194](2013) 同じグループの続報。 AlnA, prealnumycin, D-ribose-5-phosphateの反応で、prealnumycinのC-8にD-ribose-5-phosphateが付着し、C-1'での立体化学が異なるalnumycin P1 and P2が得られた。このalnumycin PとAlnBの反応でalnumycin Cが得られた。よって、2つの酵素の機能が明解に確認された。 Prealnumycin C-Glycosynthase AlnA Alnumycin P Phosphatase AlnB これらの結晶構造解析と、mutagenesis実験による重要残基の特定もしている。 --- [PMID: 24015959](2013) 同じグループの続報。 23種の非自然な基質を用いた探索結果から、AlnAとAlnBによるtwo-step C-ribosylation反応が発生する基質条件を提示している。 --- [PMID: 25081867](2014) 同じグループの続報。 putative bacterial pseudouridine-5'-phosphate glycosidasesの系統解析を行い、AlnAと同じ系統群に入るS. albus J1074由来IdgAがAlnAと同様の機能を持つことを実験的に確認している。 E. coliで発現、精製して得たAlnAとIdgAを用いたin vitro実験で、これらはpseudouridine-5'-phosphate glycosidase活性はないが、jugloneにD-ribose-5-phosphate unitを付加することができた。この産物はそれぞれAlnB or IdgBによりC-ribosylated jugloneへと変換された。
Related Reference	ACC D6B641 PmId [25081867] Molecular evolution of the bacterial pseudouridine-5'-phosphate glycosidase protein family. (FEBS J. , 2014) comment BLAST id47% Streptomyces albus J1074_psuG Pseudouridine-5'-phosphate glycosidase 論文中ではIdgAとされているが、おそらくこのentryに相当。 putative bacterial pseudouridine-5'-phosphate glycosidasesの系統解析を行い、AlnAと同じ系統群に入るS. albus J1074由来IdgAがAlnAと同様の機能を持つことを実験的に確認している。 E. coliで発現、精製して得たAlnAとIdgAを用いたin vitro実験で、これらはpseudouridine-5'-phosphate glycosidase活性はないが、jugloneにD-ribose-5-phosphate unitを付加することができた。この産物はAlnB or IdgBによりC-ribosylated jugloneへと変換された。 IdgA/IdgBの基質として青色色素indigodineを調査したが、酵素活性は検出されなかった(data not shown)。

Sequence

>C-glycosynthase [AlnA]
MERQPDQLLEVSDEIATALAERRPVVALESSLITTDPSSETASLIEKAVRGAGAVPATIG
IAGGKLVVGLTDSLIERFASTKGIPKISARDIGGALAGGGLGATTVAGTIVIAERAGIQV
FTTAGIGGVHRRGEDTLDISPDLLQFRKTKMTVVSGGAKSILDHRLTAEYLETAGVPVYG
YRTDKLAAFVVREADVPVTRMDDLHTAARAAEAHWQVNGPGTVLLTSPIDEQDAVDEAIV
EAAIAEALAQCDQEGIVGNAVSPYLMKALARASGGMLPKAGRSLLLSTARVAGEFSAALS
AVQAER

>C-glycosynthase [AlnA]
ATGGAACGACAGCCCGACCAGCTGCTAGAGGTCAGCGACGAGATCGCCACCGCGCTCGCG
GAACGGCGTCCGGTGGTGGCGCTGGAGTCCTCGCTCATCACCACCGACCCCTCGTCCGAG
ACCGCCTCACTGATCGAGAAGGCGGTACGGGGCGCCGGGGCCGTACCCGCCACCATCGGG
ATCGCCGGCGGGAAACTCGTCGTCGGTCTGACCGACTCCCTCATCGAACGCTTCGCCTCC
ACCAAGGGCATTCCGAAGATCAGCGCGCGGGACATCGGCGGCGCGCTGGCCGGCGGCGGC
CTCGGGGCGACGACGGTGGCCGGCACCATCGTGATCGCCGAGCGGGCCGGCATCCAGGTC
TTCACCACGGCGGGCATCGGCGGTGTGCACCGCAGGGGCGAGGACACCCTCGACATCTCC
CCCGACCTGCTCCAGTTCCGCAAAACGAAGATGACGGTGGTCTCCGGCGGCGCGAAGAGC
ATCCTGGACCACCGGCTGACCGCCGAGTACCTGGAGACGGCCGGTGTCCCCGTGTACGGG
TACCGCACCGACAAACTCGCGGCCTTCGTGGTGCGCGAAGCCGATGTGCCCGTGACCCGC
ATGGACGATCTGCACACCGCCGCGCGCGCCGCCGAGGCGCACTGGCAGGTCAACGGCCCC
GGCACGGTGCTGCTCACCAGTCCCATCGACGAGCAGGACGCGGTGGACGAGGCGATCGTC
GAGGCCGCCATCGCCGAGGCCCTCGCCCAGTGCGACCAGGAGGGCATCGTGGGCAACGCG
GTCAGCCCGTACCTGATGAAGGCGCTCGCCAGGGCCTCCGGCGGCATGCTGCCCAAGGCC
GGGCGCTCCCTGCTGCTCAGCACCGCCCGCGTCGCGGGAGAGTTCTCCGCCGCCCTGAGC
GCCGTACAGGCCGAGCGGTGA

Feature

BLASTP Database:UniProtKB:2011_09	show BLAST table
InterPro Database:interpro:38.0	IPR007342 Pseudouridine-5'-phosphate glycosidase (Family) PF04227 Indigoidine_A IPR022830 Indigoidine synthase A-like (Domain) SSF110581 Indigdn_synthA
SignalP	Eukaryota
TMHMM	No significant hit

Alnu_00190 Alnu_00210