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Stref_00090 : CDS information

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Organism
StrainNRRL 3193 (=NBRC 13446)
Entry nameSteffimycin
Contig
Start / Stop / Direction9,225 / 8,890 / - [in whole cluster]
9,225 / 8,890 / - [in contig]
Locationcomplement(8890..9225) [in whole cluster]
complement(8890..9225) [in contig]
TypeCDS
Length336 bp (111 aa)
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Category3.3 modification reduction
Productputative C-12 oxygenase
Product (GenBank)monooxygenase
Gene
Gene (GenBank)stfOI
EC number
Keyword
  • anthraquinone
Note
Note (GenBank)
Reference
ACC
PmId
[16751529] Isolation, characterization, and heterologous expression of the biosynthesis gene cluster for the antitumor anthracycline steffimycin. (Appl Environ Microbiol. , 2006)
comment
steffimycin生合成gene clusterのクローニング、特徴づけ。
36ORFsが見つかり、そのうち24ORFsを含む26.5 kb領域がおそらくsteffimycin生合成に関連する。

配列解析からの機能推定。
stfOI: Monooxygenase

stfP,K,S(minmal PKS), stfQ(aromatase), stfY(CYC), stfOI(oxygenase), stfX(?), and stfT(C7 KR) genesを含んでいるpEM4KSEHをS.albusに導入し、異種性にsteffimycin中間体(2-O-demethyl-8-demethoxy-10-deoxysteffimycinone)が形成されることを確認している。
Related Reference
ACC
O54259
NITE
Nogl_00350
PmId
[19255477] Expression, purification and crystallization of the cofactor-independent monooxygenase SnoaB from the nogalamycin biosynthetic pathway. (Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. , 2009)
[20052967] Crystal structure of the cofactor-independent monooxygenase SnoaB from Streptomyces nogalater: implications for the reaction mechanism. (Biochemistry. , 2010)
comment
Blast 2nd, id47%, 2e-22
Streptomyces nogalater_snoaB
SnoaB

--
[PMID: 19255477](2009)
SnoaBは、
12-deoxy-nogalonic acid → nogalonic acid
へのposition12でのoxygenationを触媒する12-deoxy-nogalonic acid oxygenaseである。

prosthetic group, cofactor or metal ionの助けなしにoxygenation反応を実行するsmall cofactor-free oxygenasesのfamilyに属する。
methinonine→selenomethionine置換したmutantでoxygenase activityを測定して、wildと比較している。

--
[PMID: 20052967](2010) abstract
vitroでの(18)O2実験で、基質に取り込まれた酸素原子が酸素分子に由来することを確認。
結晶構造解析、site-directed mutagenesis実験により酵素反応に重要な残基を同定し、反応メカニズムを提唱。
ACC
Q8VWB4
PmId
[12399480] Expression, purification, and characterization of AknX anthrone oxygenase, which is involved in aklavinone biosynthesis in Streptomyces galilaeus. (J Bacteriol. , 2002)
comment
Blast 5th, id48%, 1e-18
Streptomyces galilaeus(3AR-33)_aknX
AknX

AknXをE.coliで過剰発現、精製、酵素活性測定。
emodinanthrone → anthraquinone emodinへ変換するanthrone oxygenase activity確認あり。
TcmHのようなoxygen activationのための補欠分子族を持たないので、peroxy anion intermediateを介した異なるメカニズムが提唱されている。

anthranol anionの形成で反応は始まり、それは固定された向きでTrp-67とのπ-π複合体形成によって安定化される。それから hydroperoxyanthroneがdioxygen添加によって形成され、続いてanthraquinone形成のためにdehydrateされる、と提唱されている(Fig9)。

alignment、系統樹作成あり。
実験結果と配列解析から、AknXと、DnrG and SnoaBのような関連遺伝子産物は、anthrone precursor(12-deoxyaklanonic acid)からのaklanonic acid形成に関与すると述べられている。

--
論文ではstfOI は含まれていないので、入れて系統樹を書いてみた。
どちらかと言えばAknXと、DnrG and SnoaBと同じ群だが一番外側に位置する。

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selected fasta
>putative C-12 oxygenase [monooxygenase]
MPTHKYDATDSGIVTFVNQFTVHSSPEEFEKIFAEVSEFMAEQPGFIQYTLSRSIDEDKQ
DRYINIALWEDAQSWRNAVAHPGFQDHAKEIRARTTNVGELYAPRQSFSVK
selected fasta
>putative C-12 oxygenase [monooxygenase]
ATGCCGACGCACAAGTACGACGCCACCGACAGCGGAATCGTCACCTTCGTGAACCAGTTC
ACCGTGCACAGCTCACCGGAGGAATTCGAGAAGATATTCGCCGAGGTCTCCGAATTCATG
GCCGAGCAGCCGGGATTCATCCAGTACACGCTCTCCCGGAGCATCGACGAGGACAAGCAG
GACCGCTACATCAACATCGCACTGTGGGAGGACGCCCAATCCTGGAGGAACGCCGTAGCG
CACCCGGGTTTCCAGGACCACGCCAAGGAGATCCGCGCCCGGACGACGAACGTGGGGGAG
CTCTACGCCCCTCGGCAGTCGTTCTCGGTGAAGTGA

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BLASTP
Database:UniProtKB:2011_09 		show BLAST table
InterPro
Database:interpro:38.0
IPR007138 Antibiotic biosynthesis monooxygenase (Domain)
[13-89] 1.1e-19 PF03992
PF03992   ABM
IPR011008 Dimeric alpha-beta barrel (Domain)
[4-106] 2.90000354677981e-19 SSF54909
SSF54909   Dimer_A_B_barrel
SignalP No significant hit
TMHMM No significant hit
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