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Bena_00160 : CDS information

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Organism
StrainA2991200
Entry nameBenastatin
Contig
Start / Stop / Direction15,189 / 14,179 / - [in whole cluster]
15,189 / 14,179 / - [in contig]
Locationcomplement(14179..15189) [in whole cluster]
complement(14179..15189) [in contig]
TypeCDS
Length1,011 bp (336 aa)
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Category2.2 modification addition of starter unit
Productbeta-ketoacyl synthase
Product (GenBank)BenQ protein
Gene
Gene (GenBank)benQ
EC number
Keyword
  • hexanoate
Note
Note (GenBank)
Reference
ACC
PmId
[17439117] Molecular analysis of the benastatin biosynthetic pathway and genetic engineering of altered fatty acid-polyketide hybrids. (J Am Chem Soc. , 2007)
[19047004] Ketosynthase III as a gateway to engineering the biosynthesis of antitumoral benastatin derivatives. (J Biotechnol. , 2009)
comment
[PMID:17439117](2007)
Benastatin A and B生合成をコードする全遺伝子座のクローニング、シークエンス。
flanking regionsの削除とS. albus, S. lividansでの異種性発現によってclusterが同定されている。

BenQ: ketoacylsynthase III (KASIII)

benQの不活化、相補実験あり。
benQを欠いたmutantは知られたbenastatinsを非産生。
代わりに新規化合物を産生。これらをNMR解析。
starterとしてhexanoateの代わりに直鎖butyrate or 分枝鎖isohexanoateが利用されている。
よってBenQはstarter unit選択の決定因子である。

また、短い直鎖starter unitが利用されたときにpolyketide骨格の長さが伸長され、griseorhodin and fredericamycinで提唱された経路中間体の形成が暗示された。

--
[PMID:19047004](2009)
KAS IIIとしてのBenQの機能をactive site cysteineのpoint mutationにより実験的に証明。

?benQ mutantでは直鎖butyryl-CoAと分枝鎖isohexanoyl-CoAがstarter位置にある派生体が得られ、これは内在性FASのFabHに由来すると考えられている。
一方、通常のpentyl基のあるbenastatinsはBenQを備えた株で独占的に検出された。

?benQ mutantはalnumycin生合成gene cluster由来のbutyrate starter unit生合成genesで補完されると、butyrate-primed hexacyclic benastatin derivativesの産生を10倍に拡大したので、AlnI は内在性のFAS FabHよりはるかに効率的であることがわかった。
Related Reference
ACC
Q9F6D4
NITE
R1128_00080
PmId
[11732905] In vitro reconstitution and analysis of the chain initiating enzymes of the R1128 polyketide synthase. (Biochemistry. , 2001)
[12767243] Ketosynthases in the initiation and elongation modules of aromatic polyketide synthases have orthogonal acyl carrier protein specificity. (Biochemistry. , 2003)
[19292437] Biosynthesis of aromatic polyketides in bacteria. (Acc Chem Res. , 2009)
comment
Blast 44th, id48%, 5e-79
Streptomyces lividans_fabH(zhuH)
3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein] synthase 3

UniProt登録ではOrganismがStreptomyces lividansとなっているが、Streptomyces sp. R1128の間違いと思われる。GenBank登録はStreptomyces sp. R1128である。

---
[PMID: 11732905](2001) abstract
ZhuHのprimer unit特異性を調べるため、様々なacyl-CoAsとmalonyl-ZhuG(ACP)の存在下で、beta-ketoacyl-ACP形成の kineticsが測定された。Propionyl-CoA and isobutyryl-CoAは、ZhuHの最も好ましい基質であった。しかし、acetyl-CoA and butyryl-CoAも受け入れられ、伸長されることができた。

--
[PMID:12767243](2003)
・2 priming KSs = ZhuH, FrenI
・2 elongation KSs(+CLF) = actI-ORF1+ORF2, tcmK+L
・6 ACPs = FrenN, FrenJ, ZhuN, ZhuG, Gra-ORF3, DpsG
・MAT
を発現、精製して、組み合わせによる活性を確認している。

priming KSであるFrenI は、priming ACPであるFrenJ, ZhuGの存在下でacyl transfer活性が高いが、
minimal PKSのACPであるFrenN, ZhuN, DpsGの存在下では検出されない。

AA配列alignmentから、priming ACPsに特有なtyrosine残基を同定。
R1128のACPでsite-directed mutagenesis(ZhuG-Y45L, ZhuN-M42Y)して、ZhuHによるacyl transferを測定。この変異によりZhuNでも活性が得られるようになった。

--
[PMID:19292437](2009)
initiation PKSの提唱経路の記載あり。

close this sectionPKS/NRPS Module

KS13..335

close this sectionSequence

selected fasta
>beta-ketoacyl synthase [BenQ protein]
MSQLSLSQAAPAGGSRIRGVGAYRPARVVTNEEIAPRIGVAPEWIARRSGIHTRRFAGPD
EPLAMMAATASEKALAAAGLSADEVDCVLVATISHLLQMPALAVDVAHRLGAAPTAAFDL
SAACAGFCHGVAIADSMVRSGTAHNVLLVGADRMTDVVDADDPATAFLFADGAGAVVIGP
SETPGIGPVAWGSDGERMDAITMTGHWTPSLRTNPELPWPYLCMTGWKVFRWATETMGQA
ARDAIERAGVTSEELSAFIPHQANGLITDALAKDIGLTADTAIARDITDSGNTSGASIPM
AMERLLASGQARSGEAALLIGFGSGLVHAGQVVLLP
selected fasta
>beta-ketoacyl synthase [BenQ protein]
ATGTCTCAGTTGTCCTTGTCTCAGGCCGCTCCGGCCGGTGGCAGCCGTATCCGCGGCGTC
GGGGCGTACCGGCCCGCGCGCGTCGTCACCAACGAGGAGATCGCCCCTCGGATCGGGGTG
GCTCCCGAGTGGATCGCCCGCCGGTCGGGCATCCACACCCGGCGGTTCGCCGGACCGGAC
GAGCCGCTGGCGATGATGGCGGCTACGGCCTCGGAAAAGGCCCTGGCCGCAGCCGGTCTG
TCGGCCGACGAGGTGGACTGCGTCCTGGTCGCGACGATCAGCCATCTCCTTCAGATGCCC
GCGCTGGCGGTGGACGTGGCCCATCGGCTCGGCGCCGCGCCCACCGCCGCATTCGACCTG
TCGGCGGCCTGTGCCGGGTTCTGCCACGGCGTTGCGATCGCGGACAGCATGGTCCGCTCG
GGCACCGCCCACAACGTGCTGCTGGTCGGGGCGGACCGCATGACGGATGTGGTGGATGCC
GACGATCCGGCTACCGCCTTCCTCTTCGCGGATGGAGCGGGCGCCGTCGTCATCGGCCCG
TCCGAGACACCAGGTATCGGCCCGGTGGCCTGGGGCTCGGACGGCGAGCGGATGGACGCG
ATCACCATGACCGGTCACTGGACGCCGAGTCTGCGCACCAATCCCGAACTCCCGTGGCCC
TACCTGTGCATGACGGGCTGGAAGGTCTTCCGGTGGGCCACCGAGACCATGGGGCAGGCG
GCCCGTGACGCCATCGAGCGAGCCGGTGTGACGTCCGAGGAACTGTCCGCCTTCATCCCG
CACCAGGCGAACGGACTCATCACCGACGCCCTGGCCAAGGACATCGGCCTGACCGCTGAC
ACGGCCATCGCCCGGGACATCACCGACAGCGGCAACACCTCCGGCGCCTCGATCCCGATG
GCGATGGAGCGCCTGCTCGCTTCAGGTCAGGCCCGGTCCGGTGAGGCAGCCCTGCTCATC
GGTTTCGGCTCCGGGCTGGTGCACGCCGGGCAGGTCGTCCTGCTCCCCTAG
KS13..335
KS37..1005

close this sectionFeature

BLASTP
Database:UniProtKB:2011_09 		show BLAST table
InterPro
Database:interpro:38.0
IPR004655 Beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase III (FabH) (Family)
[16-333] 4.30000000000003e-97 TIGR00747
TIGR00747   FabH
IPR013747 3-Oxoacyl-[acyl-carrier-protein (ACP)] synthase III C-terminal (Domain)
[245-333] 3.3e-23 PF08541
PF08541   ACP_syn_III_C
IPR013751 3-Oxoacyl-[acyl-carrier-protein (ACP)] synthase III (Domain)
[118-195] 3.8e-26 PF08545
PF08545   ACP_syn_III
IPR016038 Thiolase-like, subgroup (Domain)
[15-173] 1.99999999999999e-55 G3DSA:3.40.47.10 [174-333] 7.00000000000005e-39 G3DSA:3.40.47.10
G3DSA:3.40.47.10   Thiolase-like_subgr
IPR016039 Thiolase-like (Domain)
[5-335] 6.99997659850661e-48 SSF53901
SSF53901   Thiolase-like
SignalP No significant hit
TMHMM No significant hit
Bena_00150 Bena_00150   Bena_00170 Bena_00170
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