Ovied_00090 : CDS information

Location

Organism	Streptomyces antibioticus
Strain	ATCC 11891
Entry name	Oviedomycin
Contig	AJ632203
Start / Stop / Direction	7,963 / 9,447 / + [in whole cluster] 7,963 / 9,447 / + [in contig]
Location	7963..9447 [in whole cluster] 7963..9447 [in contig]
Type	CDS
Length	1,485 bp (494 aa)

Annotation

Category	3.4 other modification
Product	4a,12b-dehydratase/C-12 hydroxylase
Product (GenBank)	oxygenase
Gene
Gene (GenBank)	ovmOI
EC number
Keyword
Note	bifunctional protein
Note (GenBank)
Reference	ACC Q6ZZW4 PmId [15368568] Genetic organization of the biosynthetic gene cluster for the antitumor angucycline oviedomycin in Streptomyces antibioticus ATCC 11891. (Chembiochem. , 2004) [18988223] Elucidation of oxygenation steps during oviedomycin biosynthesis and generation of derivatives with increased antitumor activity. (Chembiochem. , 2009) comment [PMID:15368568](2004) OvmOI: ring C oxygenase oviedomycin生合成gene clusterの報告。 ovmOI については配列解析のみ。 -- [PMID:18988223](2009) FAD-dependent oxygenase genes (ovmOI, ovmOII, and ovmOIII)の解析。 PKS、cyclase, aromatase, and reductase genesと共にこれらFAD-dependent oxygenasesの異なる組み合わせを持ったplasmidsを構築してS.albusに導入して産物解析。 ovmPKS + ovmT + ovmA + ovmC + ovmOI で、rabelomycinとその派生体5-hydroxyrabelomycinを蓄積。これらはringCでquinone構造を持つので、OvmOI はC-12でのoxygenationを担う。またOvmOI 存在下で形成された化合物は4a,12b-enoyl結合も含むので、dehydratase活性も持っているようだ。初めにringAでの2,3-二重結合を生成し、再編成の後、最終的に4a,12b-二重結合を生成すると提唱している。
Related Reference	ACC Q9ZGD9 NITE Lando_00010 PmId [22633416] Tailoring enzymes involved in the biosynthesis of angucyclines contain latent context-dependent catalytic activities. (Chem Biol. , 2012) [22454092] Elucidation of post-PKS tailoring steps involved in landomycin biosynthesis. (Org Biomol Chem. , 2012) comment Blast 15th, id62%, 1e-161 Streptomyces cyanogenus_lanE Oxygenase homolog [DoBISCUIT]C-12 hydroxylase/4a,12b-dehydratase -- [PMID: 22633416](2012) LanE(C-12 hydroxylation)-LanV(C-6 ketoreduction)-LanE(C-4a/C-12b dehydration)の順に働き、2,3-dehydro-UWM6 → 11-deoxylandomycinone形成することが確認されている。 LanEの1つめの機能は、2,3-dehydro-UWM6のC-12 hydroxylation. この反応で形成されたC-12 hydroxylated intermediateにLanVは触媒親和性を持ち、嫌気条件下でLanE and LanVが両方同時にあるときのみ、この中間体は11-deoxylandomycinoneへと変換される。 LanVがC-6 ketoreductionを、LanEが2つめの機能として4a,12b-dehydrationを担う。 angucyclines pga, urd genesなどと共に機能を検討している。 LanEのようなhydroxylasesはhydroxylationとdehydrationの機能を持っていて、どちらとして機能するかはSDR family reductase(ex. LanV)の反応のタイミングによって決定するとのこと。 11-deoxylandomycinoneに見られるC-1 ketoreductionについては触れられていない。 -- [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。 S. lividans TK64においてminimal PKSと共にgenesを発現して産物解析。 minimal PKS + lanE → rabelomycin 各genesをE.coliで発現、精製して活性測定。 LanEはcofactor(NADH or NADPH)の存在下で、 prejadomycin → dehydrorabelomycin UWM6 → rabelomycin への変換ができた。この変換には以下の反応が必要。・position 12での酸素原子導入・ring Cでの酸化（hydroquinone→quinoneへ。たぶん自発的）・4a,12b-dehydration(aromatization or rings A/B) "combinatorial biosynthetic enzymology"において、組み合わせにLanEが含まれるとrabelomycinが産生されるが、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。 prejadomycin + LanE + NADH → dehydrorabelomycin prejadomycin + LanE + LanV + NADH → 11-deoxylandomycinone (prejadomycin = 2,3-dehydro-UWM6) 結果を総合して改訂経路を提唱。 LanEの割り当ては[PMID: 22633416]とほぼ同じ。
Related Reference	ACC Q5U913 NITE Jado_00150 PmId [15817470] Functional analyses of oxygenases in jadomycin biosynthesis and identification of JadH as a bifunctional oxygenase/dehydrase. (J Biol Chem. , 2005) [15776503] The oxidative ring cleavage in jadomycin biosynthesis: a multistep oxygenation cascade in a biosynthetic black box. (Chembiochem. , 2005) [17346045] Multi-oxygenase complexes of the gilvocarcin and jadomycin biosyntheses. (J Am Chem Soc. , 2007) [20422670] Characterization of JadH as an FAD- and NAD(P)H-dependent bifunctional hydroxylase/dehydrase in jadomycin biosynthesis. (Chembiochem. , 2010) [22633416] Tailoring enzymes involved in the biosynthesis of angucyclines contain latent context-dependent catalytic activities. (Chem Biol. , 2012) comment Blast 17th, id60%, 1e-156 Streptomyces venezuelae_jadH JadH [DoBISCUIT]4a,12b-dehydratase/C-12 hydroxylase -- [PMID: 15817470](2005) Streptomyces venezuelae ISP5230のjadH mutantで2,3-dehydro-UWM6蓄積。 2,3-dehydro-UWM6には4a-OH基が残っている。 His-tagged JadHでdehydration機能確認あり。 JadHによって4a,12b-dehydration and C-12 monooxygenationを受け、 UWM6 → rabelomycin 2,3-dehydro-UWM6 → dehydrorabelomycin へ変換された。rabelomycinはそれ以上変換されず。 jadFGH発現でUWM6 or 2,3-dehydro-UWM6→jadomycin Aへの変換が可能。 --- [PMID:15776503](2005) jadFGHの各mutant産物の比較から、JadHは4a-OH基の除去に関与する。 --- [PMID: 17346045](2007) JadHはGilOIと互換性がある。 multi-oxygenase complexes Jad-F-G-H (on plasmid pJadFGH)は、UWM6+isoleucineからjadomycin Aを合成できる。 --- [PMID: 20422670](2010) JadHを発現、精製して様々な条件下で酵素反応を検討、産物を解析している。 JadHの反応にはFAD, NAD(P)Hが必要。 JadHの反応でdehydroquinone化合物であるCR11を検出。これがjadomycin生合成における中間体であることを確認。 CR11→dehydrorabelomycinへの酸化は自発的に起こる。また、4つの証拠を挙げて4a,12b-dehydration stepもJadHによって触媒されると提唱している。 4a,12b-dehydrationを必要としない化合物の生合成clusterにもJadH homologuesがあることについても検討しているが、結論は出ていない。 -- [PMID: 22633416](2012) 2,3-dehydro-UWM6を基質として、 JadHによりdehydrorabelomycin産生。 JadH/CabVでもdehydrorabelomycin産生。 C-12-hydroxylated product(化合物3)は検出されず。 JadHは、その他のangucyclines中間体であるC-12-hydroxylated product→dehydrorabelomycinへの変換ができないが、JadH/SDR family reductase(CabV, UrdMred or LanV)で反応すると、gaudimycin Cに変換できる。よって、JadHは祖先のC-12b hydroxylase活性も保持しているが、自然なjadomycin産生経路ではC-4a/C-12b dehydratase活性によってそのhydroxylation機能は遮蔽されている。自然なJadH反応はお互い分離できない密接に共役された順序で進行し、たぶんC-7/C-12 dihydroquinone形成(=C-12 hydroxylation)の前にC-4a/C-12b dehydrationが起こる。

Sequence

>4a,12b-dehydratase/C-12 hydroxylase [oxygenase]
MDAALVDVPVVIVGAGPTGLMLAGELRLAGVEIVVIDRLPRPSGESRGLGFTPRTMEVFD
QRGLLPRFGEIVTSKLGHFGGTPVDFGVLDGAHFSVKDVPQHRTEAVLGAWLAELGVQVR
RGRELVALTAGEDGVRIDIEGPDGPERLRAGYLVGCDGGRSTVRRLAGFDFPGTAATMEM
YLADITDCEVRPRPIGESVPGGMAMSVPIGDGVHRIIACERDNPPRERTGPPPFAEVAAA
WQRLTHQDTAAPPGVGQRFGNAARQVTEYRRGRVLLAGDAAHIHLPAGGQGMNTGIQDAV
NLGWKLAAVVRGTAPEALLDTYHAERHPVGRRLLTNTQAQGLLYLSGSEMQPLRDVLAEL
IAYEDVSRHLAGMISGLDIRYDVGATDHPLPGRRMPHLELVTADGGKTSTTALLHSARGL
LLDLADDPGTRRAAAGWADRVDTVTATPHDTAQDRPPHGATAVLVRPDGHVAWAAPGGPG
ELTAALERWFGPSR

>4a,12b-dehydratase/C-12 hydroxylase [oxygenase]
ATGGACGCTGCCCTCGTCGACGTTCCCGTGGTCATCGTGGGAGCAGGCCCCACGGGGCTG
ATGCTCGCCGGTGAACTGCGCCTCGCCGGAGTCGAGATCGTCGTCATCGACCGCCTTCCC
CGGCCCAGCGGAGAGTCCCGCGGGCTCGGTTTCACCCCTCGCACCATGGAGGTCTTCGAC
CAGCGCGGACTGCTGCCCCGCTTCGGCGAGATCGTCACCAGCAAGCTCGGCCACTTCGGC
GGCACCCCCGTCGACTTCGGCGTGCTCGACGGCGCCCACTTCAGCGTCAAGGACGTGCCC
CAGCACCGTACGGAGGCGGTGCTCGGCGCATGGCTCGCCGAACTCGGCGTCCAGGTGCGG
CGCGGCCGCGAACTCGTCGCCCTCACGGCCGGCGAGGACGGCGTCCGCATCGACATCGAG
GGCCCCGACGGCCCCGAACGGCTGCGCGCCGGCTACCTGGTGGGCTGCGACGGCGGCCGC
AGCACGGTCCGCAGACTCGCCGGGTTCGACTTCCCCGGCACCGCCGCGACCATGGAGATG
TACCTCGCCGACATCACCGACTGCGAGGTGCGGCCCCGCCCCATCGGCGAGTCCGTGCCC
GGCGGGATGGCCATGTCGGTGCCCATCGGCGACGGCGTCCACCGCATCATCGCGTGCGAG
CGCGACAACCCCCCGCGCGAACGCACCGGACCGCCGCCCTTCGCGGAGGTCGCCGCCGCC
TGGCAGCGCCTGACCCACCAGGACACAGCGGCGCCACCCGGTGTGGGTCAGCGCTTCGGC
AACGCCGCCCGCCAGGTCACCGAGTACCGCCGCGGACGCGTCCTGCTGGCCGGCGACGCG
GCGCACATCCACCTGCCCGCCGGCGGCCAGGGCATGAACACCGGCATCCAGGACGCCGTC
AACCTGGGCTGGAAGCTCGCCGCCGTCGTACGCGGCACGGCCCCCGAGGCGCTGCTCGAC
ACCTACCACGCCGAGCGCCACCCGGTCGGCCGCCGGCTGCTGACCAACACGCAGGCCCAG
GGCCTGCTCTACCTCAGCGGCAGCGAGATGCAGCCGCTGCGCGACGTGCTCGCCGAGCTG
ATCGCGTACGAGGACGTCAGCCGCCACCTCGCCGGAATGATCAGCGGCCTGGACATCCGC
TACGACGTCGGCGCGACCGATCACCCGCTGCCCGGCCGCCGCATGCCGCACCTGGAACTC
GTGACCGCCGACGGCGGCAAGACCAGCACCACCGCCCTGCTGCACAGCGCGCGCGGCTTG
CTGCTCGACCTCGCCGACGACCCCGGGACCCGGCGCGCCGCCGCCGGCTGGGCGGACCGC
GTGGACACCGTCACCGCGACCCCGCACGACACCGCCCAGGACCGGCCGCCGCACGGCGCC
ACCGCCGTACTGGTGCGCCCCGACGGCCATGTGGCCTGGGCCGCGCCCGGCGGTCCCGGG
GAGCTGACCGCCGCCCTGGAGCGCTGGTTCGGCCCGTCCCGCTGA

Feature

BLASTP Database:UniProtKB:2011_09	show BLAST table
InterPro Database:interpro:38.0	IPR002938 Monooxygenase, FAD-binding (Domain) PF01494 FAD_binding_3 IPR003042 Aromatic-ring hydroxylase-like (Domain) PR00420 RNGMNOXGNASE
SignalP	No significant hit
TMHMM	No significant hit

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