Lando_00310 : CDS information

Location

Organism	Streptomyces cyanogenus
Strain	S136
Entry name	Landomycin
Contig	AF080235
Start / Stop / Direction	31,955 / 33,148 / + [in whole cluster] 31,955 / 33,148 / + [in contig]
Location	31955..33148 [in whole cluster] 31955..33148 [in contig]
Type	CDS
Length	1,194 bp (397 aa)

Annotation

Category	3.3 modification reduction
Product	putative FMNH2-dependent monooxygenase
Product (GenBank)	oxygenase homolog
Gene
Gene (GenBank)	lanZ5
EC number
Keyword	two-component system C-11 hydroxylate
Note	This gene product have been identified to have 5,6-dehydration activity, which yields minor landomycin derivatives.
Note (GenBank)	LanZ5
Reference	ACC Q9ZGA9 PmId [9933932] Cloning and characterization of a gene cluster from Streptomyces cyanogenus S136 probably involved in landomycin biosynthesis. (FEMS Microbiol Lett. , 1999) [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 [PMID: 9933932](1999) landomycin生合成gene clusterの同定論文。 lanZ5: oxygenase 配列解析のみ。ActVA-ORF5に似ている。 lan clusterにある3つめのoxygeanase. -- [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。 -- [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。
Related Reference	ACC Q6T1C5 PmId [15123249] Generation of new landomycins by combinatorial biosynthetic manipulation of the LndGT4 gene of the landomycin E cluster in S. globisporus. (Chem Biol. , 2004) comment BLAST id74%, 1e-158 Streptomyces globisporus Oxygenase LndZ5 landomycin E産生株Streptomyces globisporus 1912にあるhomologue LndZ4/LndZ5における[PMID:15812784]と同様の実験報告。
Related Reference	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 id52%, 2e-93 Streptomyces coelicolor_actVA-ORF5 [Actino_00110]FMN-dependent monooxygenase -- [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。 -- [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。 -- [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。 -- [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。

Sequence

>putative FMNH2-dependent monooxygenase [oxygenase homolog]
MRTNNDVGTVEETVTSPQKAGTLLSAAEDVAALAGDQAARADETRRLDPDVMKVVLGRRF
ARHFVPVEHGGAAGTFTELTEALVTVGTACAASSWSASIVAGVGRMAGFLPAEGRAEVWK
DGPDAVVVGSLAPLGRAKAVPGGWRLSGTWPSISVVDFSDWALVRAVVADSEGQALRVFV
VPRAGYEIQDTWSNVGMRATGSNTLVVDDVFVPDARTFEGDDLFQGRPRSSSAACHSVPL
QAVNGLSFAAPALGAARGALAVWSDYATAKFRSAPREPGGPGISRGFYATTLARAAGEID
MAYLLLDRAGRVADRGAGVTPLEAPRNTRDCALAVETSVTAVNRIFAAAGTSGHSTASSL
QRFWRDANAAATHIGLQFEPAAMAYASAVSAHLPDTK

>putative FMNH2-dependent monooxygenase [oxygenase homolog]
ATGAGAACGAACAACGACGTCGGGACAGTGGAGGAAACAGTGACGTCACCACAGAAGGCA
GGGACCCTGCTCAGCGCGGCCGAGGACGTCGCTGCCCTGGCAGGTGACCAGGCGGCCCGC
GCGGACGAGACGCGCCGCCTCGACCCGGATGTCATGAAGGTCGTGCTCGGGCGCCGCTTC
GCCCGGCACTTCGTCCCCGTGGAACACGGTGGTGCGGCGGGCACGTTCACTGAGCTCACC
GAGGCCCTGGTCACGGTGGGGACGGCCTGTGCCGCCTCGTCCTGGAGCGCCTCGATCGTC
GCGGGCGTCGGCCGGATGGCGGGCTTCCTGCCCGCCGAGGGGCGTGCGGAGGTGTGGAAG
GACGGCCCGGATGCCGTGGTGGTCGGCTCGCTCGCGCCGCTGGGCAGGGCCAAGGCGGTG
CCGGGCGGCTGGCGGCTGTCCGGCACATGGCCCTCCATCAGCGTTGTCGACTTCTCCGAC
TGGGCGCTGGTGCGTGCGGTGGTTGCGGACAGCGAGGGCCAGGCGCTACGCGTCTTCGTG
GTCCCGCGGGCCGGCTACGAGATTCAGGACACCTGGTCCAACGTCGGCATGCGTGCGACC
GGCAGCAACACACTCGTCGTCGACGACGTCTTCGTCCCCGACGCGCGGACCTTCGAAGGA
GACGACCTCTTCCAAGGGCGTCCCCGCAGCTCGTCCGCTGCCTGCCACAGTGTCCCGCTG
CAGGCCGTCAACGGTCTCTCCTTTGCGGCGCCGGCCCTGGGTGCCGCACGCGGGGCACTC
GCCGTCTGGTCGGATTACGCCACGGCGAAGTTCCGCAGTGCACCGAGGGAGCCTGGCGGC
CCGGGAATCAGTCGCGGCTTCTACGCGACCACGCTGGCACGTGCGGCCGGGGAAATCGAT
ATGGCGTACCTGCTGCTCGACAGGGCCGGCAGGGTTGCCGACCGGGGTGCAGGCGTGACA
CCGCTGGAAGCGCCCCGCAACACGCGTGACTGCGCCCTGGCCGTCGAGACCTCGGTGACC
GCGGTGAACCGGATATTCGCTGCCGCTGGTACCAGCGGTCACTCCACCGCAAGCTCGCTT
CAGCGCTTCTGGCGGGATGCCAACGCCGCGGCCACCCATATCGGCCTGCAGTTCGAGCCC
GCCGCGATGGCCTACGCGTCGGCGGTCTCGGCACACCTGCCCGACACGAAGTAG

Feature

BLASTP Database:UniProtKB:2011_09	show BLAST table
InterPro Database:interpro:38.0	IPR006091 Acyl-CoA oxidase/dehydrogenase, central domain (Domain) G3DSA:2.40.110.10 Acyl_CoA_DH/ox_M IPR009075 Acyl-CoA dehydrogenase/oxidase C-terminal (Domain) G3DSA:1.20.140.10 AcylCoA_DH_1/2_C SSF47203 AcylCoADH_C_like IPR009100 Acyl-CoA dehydrogenase/oxidase (Domain) SSF56645 AcylCoA_dehyd_NM IPR013107 Acyl-CoA dehydrogenase, type 2, C-terminal (Domain) PF08028 Acyl-CoA_dh_2 IPR013786 Acyl-CoA dehydrogenase/oxidase, N-terminal (Domain) G3DSA:1.10.540.10 AcylCoA_DH/ox_N
SignalP	Bacteria, Gram-negative
TMHMM	No significant hit

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