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Polk_00390 : CDS information

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Organism
StrainTü6028
Entry namePolyketomycin
Contig
Start / Stop / Direction47,306 / 48,826 / + [in whole cluster]
47,306 / 48,826 / + [in contig]
Location47306..48826 [in whole cluster]
47306..48826 [in contig]
TypeCDS
Length1,521 bp (506 aa)
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Category3.3 modification reduction
Productputative oxidoreductase
Product (GenBank)PokO4
Gene
Gene (GenBank)pokO4
EC number
Keyword
Note
Note (GenBank)
  • putative monooxygenase
Reference
ACC
PmId
[19266534] Organisation of the biosynthetic gene cluster and tailoring enzymes in the biosynthesis of the tetracyclic quinone glycoside antibiotic polyketomycin. (Chembiochem. , 2009)
comment
pokO4: mono-oxygenase

配列解析からFAD-dependent mono-oxygenaseと機能推定。
PokO4は、C-C結合切断Baeyer-Villiger mono-oxygenase MtmOIVに関連あり。
また、MtmOII, OtcCで報告されているようにpolyketide鎖の長さに影響するかもしれない。

pokO4不活化mutantはpolyketomycin非産生。中間体なども検出されず。
よって直線polyketide形成に関与するか、oxygenaseとしては使用されない構造遺伝子かもしれない。
Related Reference
ACC
Q58PK7
PmId
[16148009] Ablation of the otcC gene encoding a post-polyketide hydroxylase from the oxytetracyline biosynthetic pathway in Streptomyces rimosus results in novel polyketides with altered chain length. (J Biol Chem. , 2005)
comment
Blast 5th, id46%, 1e-100
Streptomyces rimosus_otcC
Anhydrotetracycline oxygenase

otcC 遺伝子がpolyketide backboneの生合成後、anthracycline structureの C-6位をhydroxyl化するanhydrotetracycline oxygenase をエンコードしていること、また、otcC破壊株では新規のC-17 polyketide が生じることから、otcC遺伝子産物が無いことによりOxytetracycline (OTC)の“minimal”polyketide synthaseに影響を及ぼすことが示されている。
ACC
Q8KSX5
NITE
Griseo_00170
PmId
[19175308] Cleavage of four carbon-carbon bonds during biosynthesis of the griseorhodin a spiroketal pharmacophore. (J Am Chem Soc. , 2009)
comment
Blast 6th, id47%, 1e-99
Streptomyces sp. JP95_grhO6
Putative FAD-dependent monooxygenase GrhO6

grhO6: FAD-dependent oxygenase

methanolを使用しない方法で検出すると、grhO6 mutantではC26H16O12のcompound9(lenticulone)を蓄積。
carbon and proton chemical shifts、heteronuclear multiple bond correlation(HMBC) correlations、NMRなど検討。
最後のC-C結合切断方法としてGrhO6が作用する2経路を提唱している。
ACC
Q194P4
NITE
Mith_00310
PmId
[9889148] Oxidative cleavage of premithramycin B is one of the last steps in the biosynthesis of the antitumor drug mithramycin. (Chem Biol. , 1999)
[11853433] Ketopremithramycins and ketomithramycins, four new aureolic acid-type compounds obtained upon inactivation of two genes involved in the biosynthesis of the deoxysugar moieties of the antitumor drug mithramycin by Streptomyces argillaceus, reveal novel insights into post-PKS tailoring steps of the mithramycin biosynthetic pathway. (J Am Chem Soc. , 2002)
[12813091] Purification and characterization of a monooxygenase involved in the biosynthetic pathway of the antitumor drug mithramycin. (J Bacteriol. , 2003)
[16351075] Characterization of kinetics and products of the Baeyer-Villiger oxygenase MtmOIV, the key enzyme of the biosynthetic pathway toward the natural product anticancer drug mithramycin from Streptomyces argillaceus. (J Am Chem Soc. , 2005)
[16511225] Crystallization and X-ray diffraction properties of Baeyer-Villiger monooxygenase MtmOIV from the mithramycin biosynthetic pathway in Streptomyces argillaceus. (Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. , 2005)
[19364090] Crystal structure of Baeyer-Villiger monooxygenase MtmOIV, the key enzyme of the mithramycin biosynthetic pathway . (Biochemistry. , 2009)
comment
Blast 15th, id45%, 5e-94
Streptomyces argillaceus_mtmOIV
Oxygenase

--
[PMID:9889148](1999)
mtmOIV不活化mutantではmithramycin非産生、premithramycin B蓄積。
in vitroでMtmOIVが4環中間体premithramycin B→3環化合物へ変換すると実証された。

--
[PMID:11853433](2002)
修飾されたり不完全であるtrisaccharide鎖を含んだmithramycin類似体が検出されたことから、4環premithramycin→3環mithramycinへの反応を担うとされるMtmOIVの相対的に高い基質柔軟性が実証された。

--
[PMID:12813091](2003)
MtmOIVを精製、活性測定。
最適pH 9.5での活性のためにNADPHとFADに依存的。
生物学的活性のためにaglyconeの4th ringの切断は重要。

--
[PMID:16351075](2005)
過剰発現、精製して得たMtmOIVを4環中間体premithramycin Bと最適pH8.25で反応させ、その産物を分離、構造解明している。産物のひとつにlactone中間体であるpremithramycin B-lactoneが得られたことから、MtmOIVはBaeyer-Villigeraseとして活動することが証明される。

cofactor NADPHの酸化をモニターすることでkinetic dataを求め、Michaelis-Menten機構に従うことを確認している。

[PMID:12813091]の結果は従来法で精製された不安定な酵素を使ってpH9.5で観察されており、その産物の正しい構造はmithramycin SAであるとコメントしている。

MtmOIVは、premithramycin Bからpremithramycin B-lactoneを導くBaeyer-Villiger再編成 → mithramycin DKAへの加水分解 → mithramycin DKAへのdecarboxylationといった一連の反応を触媒するかもしれない。

--
[PMID:16511225](2005)
[PMID:19364090](2009)
結晶構造解析。

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selected fasta
>putative oxidoreductase [PokO4]
MNTDVVVVGGGPVGLLLAAELRLGGARVVLLERLTEPSGHSRAFRMQARMLDVLDQRGLL
DRFKEGNRTWPKAHFAGLEPLLDFGHLRNEHPYALLIPQARTEELLEEHALACGVEIRRG
HTLRGLDATPSDVVAEVESPEGTYRLRSHYLVGCDGGRSTVRKLAGIGFGGSPPTVRALL
ADVELADPGQLPNGVPGTMRTPRGLLMAISLQPGVTRVLTTEFTPPEPGSEHAPVTLDEL
RETVRRITGIDVAMDRPRWLSRFADTTRLADTYRQGRVLLAGDAAHVHFPIGAQGLNLGL
QDAVNLGWKLAGTIVGWAPPGLLDSYGSERRPVAGRVLRETRVQLLLMAPDPKVDPLREM
FAELLALPEVNSRLAHEMTGLDVHYAAAAGRYEHGLLGRPCPPLPASVGDEVRTVLRTGR
GALLLPEGPAEEAARLATEWSHRVGRVATEDGQGLLLRPDGHVAWVDPGDGVPRKDVLLE
LEDALRRWFGAPGCTVLSRNDDTAGR
selected fasta
>putative oxidoreductase [PokO4]
ATGAACACCGACGTCGTCGTGGTCGGAGGGGGCCCGGTCGGTCTGCTGCTCGCCGCCGAA
CTGCGGCTCGGGGGCGCCCGCGTGGTCCTCCTGGAGCGGCTGACGGAGCCGAGCGGGCAC
TCCCGGGCCTTCCGCATGCAGGCGAGGATGCTGGACGTCCTGGACCAGCGAGGCCTGCTC
GACCGGTTCAAGGAGGGCAACCGGACCTGGCCGAAAGCCCATTTCGCGGGCCTGGAACCG
TTGCTCGACTTCGGGCACCTGCGCAACGAGCACCCCTACGCCCTGCTCATCCCGCAGGCG
CGCACCGAGGAGCTCCTGGAGGAGCACGCCCTGGCGTGCGGAGTCGAGATCCGCCGCGGG
CACACGCTCCGGGGGCTCGACGCCACGCCCTCCGACGTCGTGGCCGAGGTCGAGTCGCCC
GAGGGCACCTACCGGTTGCGCTCCCACTACCTGGTCGGCTGCGACGGCGGTCGCAGCACC
GTCCGCAAGCTCGCGGGCATCGGTTTCGGCGGCTCGCCGCCCACGGTCCGGGCGCTCCTC
GCCGACGTGGAACTGGCCGACCCCGGACAGCTGCCCAACGGAGTGCCGGGCACCATGCGC
ACCCCCCGGGGTCTGCTGATGGCGATCTCCCTGCAACCCGGCGTGACCCGGGTGCTCACC
ACCGAGTTCACCCCGCCGGAGCCCGGCTCCGAGCACGCGCCGGTGACCCTGGACGAACTG
CGCGAGACGGTGCGCAGGATCACCGGCATCGACGTCGCGATGGACCGGCCGCGCTGGCTG
TCCCGGTTCGCCGACACGACCCGGCTGGCGGACACCTACCGGCAGGGCCGCGTGCTGCTC
GCCGGCGACGCGGCCCACGTGCACTTCCCCATAGGAGCGCAGGGCCTCAACCTCGGCCTC
CAGGACGCCGTGAACCTCGGCTGGAAGCTGGCCGGGACCATCGTCGGATGGGCGCCGCCC
GGACTGCTCGACAGCTACGGCTCCGAGCGCCGCCCGGTCGCCGGGCGCGTGCTGCGCGAG
ACCCGGGTGCAGCTCCTGCTCATGGCCCCCGACCCCAAGGTCGACCCGCTCCGCGAGATG
TTCGCGGAGCTTCTCGCGCTCCCCGAGGTCAACAGCCGTCTCGCGCACGAGATGACAGGC
CTGGACGTCCACTACGCCGCCGCCGCGGGCCGCTACGAGCACGGCCTGCTCGGCCGCCCC
TGCCCTCCGCTGCCGGCCTCGGTCGGTGACGAGGTCCGCACGGTCCTGCGCACGGGCCGC
GGGGCACTGCTCCTGCCGGAGGGCCCGGCCGAGGAGGCCGCGCGGCTCGCCACCGAGTGG
TCGCACCGCGTCGGCCGGGTCGCGACCGAGGACGGACAGGGCCTGCTGCTCCGACCCGAC
GGCCATGTCGCGTGGGTGGACCCCGGCGACGGGGTGCCCCGCAAGGACGTGCTGCTGGAG
CTGGAGGACGCCCTGCGGCGCTGGTTCGGCGCTCCCGGCTGCACGGTCCTGTCCCGCAAC
GACGACACGGCCGGCAGGTGA

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BLASTP
Database:UniProtKB:2011_09 		show BLAST table
InterPro
Database:interpro:38.0
IPR002938 Monooxygenase, FAD-binding (Domain)
[3-340] 5.69999999999998e-80 PF01494
PF01494   FAD_binding_3
IPR003042 Aromatic-ring hydroxylase-like (Domain)
[4-26] 1.3000049540733e-42 PR00420 [147-162] 1.3000049540733e-42 PR00420 [275-290] 1.3000049540733e-42 PR00420 [290-306] 1.3000049540733e-42 PR00420 [308-326] 1.3000049540733e-42 PR00420 [326-342] 1.3000049540733e-42 PR00420
PR00420   RNGMNOXGNASE
SignalP
[1-26] 0.421 Signal
Eukaryota   
TMHMM No significant hit
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