Gelda_00190 : CDS information

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Organism
Strain17997
Entry nameGeldanamycin
Contig
Start / Stop / Direction2,706 / 3,860 / + [in whole cluster]
6,196 / 5,042 / - [in contig]
Location2706..3860 [in whole cluster]
complement(5042..6196) [in contig]
TypeCDS
Length1,155 bp (384 aa)
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Category2.2 modification addition of starter unit
Productputative 3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase/UDP-3-keto-D-glucose aminotransferase
putative AHBA synthase/UDP-3-keto-D-glucose aminotransferase
Product (GenBank)3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase
Gene
Gene (GenBank)gdnA
EC number4.2.1.144
2.6.1.-
Keyword
  • AHBA
Note
  • bifunctional protein
Note (GenBank)
Reference
ACC
PmId
[16502293] Identification of AHBA biosynthetic genes related to geldanamycin biosynthesis in Streptomyces hygroscopicus 17997. (Curr Microbiol. , 2006)
[18214443] The LuxR family members GdmRI and GdmRII are positive regulators of geldanamycin biosynthesis in Streptomyces hygroscopicus 17997. (Arch Microbiol. , 2008)
comment
[PMID:16502293](2006)
S. hygroscopicus 17997のcosmid libraryをスクリーニングしたところ、2つのlociに分離したAHBA生合成gene clustersが発見された。このclustersは配列相同性と遺伝子編成の比較からbenzenic AHBA gene cluster(gdn)とnaphthalenic AHBA gene cluster(shn)に分けられた。

gdnA: AHBA synthase

5-deoxy-5-amino-3-dehydroshikimate(aDHS) → AHBAへのdehydrationを触媒するAHBA synthaseであるAnsF/RifKに関連する。
gdn genesは、rifamycin or naphthomycinよりansatrieninでのAHBA生合成genesに似ている。

gdnAを含むgdn cluster deleted mutantはgeldanamycin収量が75%減った。
最も保存されているgdnA, -O, -Pのdeleted mutantでもgeldanamycin収量が75%減った。

---
[PMID:18214443](2008)
geldanamycin生合成clusterにあるpositive regulators GdmRI and GdmRII に関する報告。
cluster schemeあり。

A (gdnA): AHBA synthase gene

geldanamycin polyketide骨格生合成に関連した遺伝子としてpks, gdmF, and gdnA-O-Pの転写を観察している。これらの遺伝子はgdmRI and gdmRII によって転写レベルでpositiveに調節される。
Related Reference
ACC
O52552
NITE
Rifam_00310
PmId
[9497318] 3-Amino-5-hydroxybenzoic acid synthase, the terminal enzyme in the formation of the precursor of mC7N units in rifamycin and related antibiotics. (J Biol Chem. , 1998)
[10433690] Crystal structure of 3-amino-5-hydroxybenzoic acid (AHBA) synthase. (Biochemistry. , 1999)
[12207505] Characterization of the early stage aminoshikimate pathway in the formation of 3-amino-5-hydroxybenzoic acid: the RifN protein specifically converts kanosamine into kanosamine 6-phosphate. (J Am Chem Soc. , 2002)
[21081954] The biosynthesis of 3-amino-5-hydroxybenzoic acid (AHBA), the precursor of mC7N units in ansamycin and mitomycin antibiotics: a review. (J Antibiot (Tokyo). , 2011)
comment
Blast id70%, 1e-154
Amycolatopsis mediterranei_rifK
RifK
[DoBISCUIT]AHBA synthase/UDP-3-ketoglucose aminotransferase

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[PMID: 9497318](1998)
S699株使用。
gene name表記なし。AHBA synthase配列記載あり、このORFに一致。
また、rifamycin cluster報告論文[PMID: 9512878]でも引用されている。

AHBA synthaseをA.mediterraneiから精製、クローニング、シークエンス、E.coliで過剰発現、recombinant enzyme活性確認。
AHBA synthaseをコードする遺伝子の不活化でrifamycin非産生、AHBA synthaseで補うと産生回復。

AHBA synthaseは、rifamycin PKSのstarter unitであるAHBAの合成過程で、aminoDHS→AHBAを触媒する。

AHBA: 3-amino-5-hydroxybenzoic acid
aminoDHS: 5-deoxy-5-amino-3-dehydroshikimate

---
[PMID: 10433690](1999)
構造解析
active siteは2つのsubunitの残基で編成されるので、AHBA synthaseはhomodimerで活性がある。

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[PMID: 12207505](2002)
rif gene cluster内に他に候補がないので、RifKがAHBA synthaseに加えて2つめの機能として、aminoDAHPの前駆体にN原子を導入することが考えられる。
UDP-3-ketoglucose→UDP-kanosamine

aminoDAHP = 4-amino-3,4-dideoxy-D-arabino-heptulosonic acid 7-phosphate

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[PMID: 21081954](2011)
AHBA生合成に関するreview.
A. mediterraneiにおけるAHBA形成のcomplete pathwayが示されている(Fig. 9)。

発現、精製したoxidoreductase候補RifLに活性が見られないことから、RifLが不安定であり、2つめの機能として酸化されたUDP-glucoseにNを動員するとされるRifKとcomplexを形成して安定化すると考えられる。

rifKLの同時発現で得られたタンパクは、UDP-glucoseでNAD+→NADHする活性が見られたが、dTDP-glucoseでは見られない。
この反応にglutamineを加えると活性は拡大する。よってglutamineがN源である。

RifL: UDP-D-glucose + NAD+ → UDP-3-keto-D-glucose + NADH
RifK: UDP-3-keto-D-glucose + glutamine → UDP-kanosamine
ACC
Q49BC1
NITE
Gelda2_00280
PmId
[16085885] Insights into the biosynthesis of the benzoquinone ansamycins geldanamycin and herbimycin, obtained by gene sequencing and disruption. (Appl Environ Microbiol. , 2005)
comment
Blast id95%, 0.0
geldanamycin clusterを持つNRRL 3602株のORF。

herbimycin生合成系gene clusterのクローニングを行い、同じbenzoquinone ansamycin系のgeldanamycin のgene clusterと比較し、一部の遺伝子欠損株を作成してその生合成における関与を調べた文献。

gdm PKS clusterから30kb以上離れたところにあるgeldanamycinに関連するAHBA生合成clusterを同定し、配列解析から6つのORFsを明らかにしている。

ahba-B : AHBA-synthase

ahba-Bのdeletion mutantは一貫してgeldanamycinを産生できない。
ahba-B disruption mutantへAHBAを与えたら、完全にgeldanamycin産生を回復した。

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selected fasta
>putative 3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase/UDP-3-keto-D-glucose aminotransferase [3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase]
MRLRSELPAWPQYGDEEREALIRALDQGQWWRIGGGEVDAFEAEFAAAHGSEHALAVTNG
THALELALEVLGVGADSEVIVPAFTFISSSQAAQRLGAVAVPVDVDPDTYCIDPSAVEAA
IGPKTRAIMPVHMAGQMCDMDALGKLSADSGVPLIQDAAHAHGARWRGQKVGELGSVAAF
SFQNGKLMTAGEGGAVLFPDAEMYERGFVRHSCGRPRTDRGYFHRTSGSNFRLNEFSASV
LRAQLTRLDGQITTREQRWPVLSRLLAEIPGVVPQSRDDRGDRNPHYMAMFRVPGITEER
RAKVVDTLIERGVPAFVAFRAVYRTDAFWEVAAPDLTVDELARRCPHSEALTRDCLWLHH
RVLLGSEEQMHEVAAVVADVLAGA
selected fasta
>putative 3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase/UDP-3-keto-D-glucose aminotransferase [3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase]
GTGCGACTGCGATCCGAGCTGCCCGCATGGCCGCAGTACGGCGACGAGGAGCGCGAGGCC
CTCATCCGGGCTCTGGATCAGGGGCAATGGTGGCGTATCGGGGGCGGTGAGGTCGACGCC
TTCGAGGCGGAGTTCGCCGCGGCCCATGGAAGCGAGCACGCCCTGGCGGTCACCAACGGG
ACGCATGCGCTGGAGCTCGCCCTCGAAGTGCTCGGGGTCGGCGCCGACTCCGAGGTGATC
GTTCCCGCGTTCACCTTCATCTCGTCCTCGCAGGCGGCTCAGCGGCTGGGCGCGGTGGCC
GTGCCCGTGGACGTGGACCCGGACACGTACTGCATCGATCCCTCAGCGGTCGAGGCGGCC
ATCGGCCCGAAAACCCGCGCGATCATGCCGGTGCACATGGCGGGCCAGATGTGCGACATG
GACGCGCTGGGCAAGCTGTCCGCCGACTCGGGGGTGCCGCTGATCCAGGACGCGGCCCAT
GCGCACGGTGCGCGGTGGCGCGGTCAGAAGGTCGGTGAGCTGGGCTCGGTCGCCGCGTTC
AGCTTCCAGAACGGAAAGCTGATGACGGCCGGCGAGGGCGGCGCCGTGCTCTTCCCCGAT
GCCGAGATGTACGAGAGGGGCTTCGTCCGGCACAGCTGTGGACGTCCGCGCACCGACCGC
GGCTACTTCCACCGCACCTCGGGCTCCAACTTCCGGCTGAACGAGTTCTCCGCATCGGTA
CTGCGCGCCCAACTCACCCGCCTGGACGGCCAGATCACCACGCGTGAGCAGCGCTGGCCG
GTGCTGAGCAGGCTGCTCGCCGAGATCCCCGGTGTGGTACCGCAGTCGCGCGACGACCGC
GGTGACCGCAATCCGCACTACATGGCGATGTTCCGGGTGCCGGGCATCACCGAGGAGCGC
CGTGCGAAGGTCGTCGACACCCTCATCGAGCGCGGGGTGCCCGCGTTCGTCGCGTTCCGC
GCGGTCTACCGTACGGACGCCTTCTGGGAGGTCGCGGCGCCGGATCTGACGGTGGACGAA
CTCGCCCGCCGCTGCCCGCACTCCGAGGCGCTCACCCGCGACTGCCTTTGGCTGCACCAC
CGGGTGTTGCTGGGCAGCGAGGAGCAGATGCACGAAGTGGCCGCCGTCGTCGCCGATGTG
CTCGCGGGCGCATGA

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BLASTP
Database:UniProtKB:2011_09
show BLAST table
InterPro
Database:interpro:38.0
IPR000653 DegT/DnrJ/EryC1/StrS aminotransferase (Family)
 [13-376]  6.49999999999992e-117 PF01041
PF01041   DegT_DnrJ_EryC1
 [1-384]  PIRSF000390
PIRSF000390   PLP_StrS
IPR015421 Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major region, subdomain 1 (Domain)
 [9-246]  6.60000000000002e-76 G3DSA:3.40.640.10
G3DSA:3.40.640.10   PyrdxlP-dep_Trfase_major_sub1
IPR015422 Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major region, subdomain 2 (Domain)
 [247-382]  1.09999999999999e-63 G3DSA:3.90.1150.10
G3DSA:3.90.1150.10   PyrdxlP-dep_Trfase_major_sub2
IPR015424 Pyridoxal phosphate-dependent transferase, major domain (Domain)
 [4-384]  4.20003460493095e-103 SSF53383
SSF53383   PyrdxlP-dep_Trfase_major
SignalP No significant hit
TMHMM No significant hit
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