Balhi_00320 : CDS information

Location

Organism	Amycolatopsis balhimycina
Strain	DSM 5908
Entry name	Balhimycin
Contig	Y16952
Start / Stop / Direction	60,179 / 61,297 / + [in whole cluster] 60,179 / 61,297 / + [in contig]
Location	60179..61297 [in whole cluster] 60179..61297 [in contig]
Type	CDS
Length	1,119 bp (372 aa)

Annotation

Category	1.1 PKS
Product	polyketide synthase
Product (GenBank)	dihydroxyphenylacetic acid synthase
Gene
Gene (GenBank)	dpgA
EC number
Keyword	type III PKS Dpg
Note
Note (GenBank)
Reference	ACC Q939X3 PmId [11495926] A polyketide synthase in glycopeptide biosynthesis: the biosynthesis of the non-proteinogenic amino acid (S)-3,5-dihydroxyphenylglycine. (J Biol Chem. , 2001) [15651041] The biosynthesis of vancomycin-type glycopeptide antibiotics--a model for oxidative side-chain cross-linking by oxygenases coupled to the action of peptide synthetases. (Chembiochem. , 2005) comment [PMID: 11495926](2001) balhimycinのaglycone構成アミノ酸(S)-3,5-dihydroxyphenylglycine(Dpg)の生合成についての報告。 Dpg生合成のためのPKSとしてdpgAを同定。dpgA mutant株はbalhimycin産生を廃止するが、3,5-dihydroxyphenylacetic acidの補充によって回復する。 DpgAを異種性発現したS. lividans株は、新たに3,5-dihydroxyphenylacetic acidを産生。 DpgA発現S. lividansの培養抽出液と放射性基質を用いて活性を測定。基質としてmalonyl-CoAのみを使用し、単独で3,5-dihydroxyphenylacetic acidを合成することが実証された。 dpgAは3つの下流遺伝子(dpgB-D)とオペロン様構造を形成する。4つの遺伝子すべての異種性同時発現は、S. lividansでの3,5-dihydroxyphenylglyoxylic acidの蓄積を導いた。 --- [PMID: 15651041](2005) dpgA mutantを利用しているが、dpgAの機能解析ではない。 dpgA mutantではbicyclic hexapeptide、bpsC mutantではmonocyclic hexapeptideの蓄積があることから、OxyBによるCD ring形成はBpsB_module 6からBpsC_module 7へのhexapeptideの移動中かその少し前に起こるはずだと述べている。bpsC mutantでbicyclic hexapeptideが検出されないのは、BpsCでのdeletionのせいでOxyAとNRPS複合体の間の相互作用に必須な部位がないからであると説明されうる。また、dpgA mutantにおいて、7つめのAAとしてDpgの代わりにL-4-hydroxyphenylglycine(Hpg)を含むtricyclic heptapeptideが得られたことから、BpsCとoxygenasesはいくらかの基質寛容性を示す。
Related Reference	ACC O52795 NITE Chlor_00280 PmId [11752437] Glycopeptide antibiotic biosynthesis: enzymatic assembly of the dedicated amino acid monomer (S)-3,5-dihydroxyphenylglycine. (Proc Natl Acad Sci U S A. , 2001) [12240210] Biosynthesis of the vancomycin group of antibiotics: characterisation of a type III polyketide synthase in the pathway to (S)-3,5-dihydroxyphenylglycine. (Chem Commun (Camb). , 2001) [14744141] Role of the active site cysteine of DpgA, a bacterial type III polyketide synthase. (Biochemistry. , 2004) [22492619] Chain elongation and cyclization in type III PKS DpgA. (Chembiochem. , 2012) comment BLAST id95% Amycolatopsis orientalis (Nocardia orientalis) PCZA361.6 --- [PMID: 11752437](2001) chloroeremomycin産生株A. orientalis NRRL 18098由来dpgA-D（もともとはORFs 27-30としてリストされたもの）を、E. coliで発現・精製し、酵素活性と産物同定の実験に使用している。 DpgAはmalonyl-CoAから3,5-dihydroxyphenylacetyl-CoA(DPA-CoA)とCoASHを産生することがHPLC解析で確認された。DPA-CoAはかろうじて検出できる程度だが、DpgBを追加すると劇的に産生促進された。DpgB単独ではmalonyl-CoAを基質として活性を持たない。 DpgBの代わりにDpgDを加えてもDpgA活性に影響はなかったが、DpgA/DpgBにDpgDを加えるとさらに2倍の増加が見られた。 DpgA/DpgBによるmalonyl-CoA利用のkcat and Km値測定あり。 --- [PMIDなし]Biosynthesis of the di-meta-hydroxyphenylglycine constituent of the vancomycin-group antibiotic chloroeremomycin. Chemical Communications(2001) L-di-meta-hydroxyphenylglycine (DHPG)のありうる前駆体2つ・di-meta-hydroxyphenylacetic acid ・(±)-di-meta-hydroxymandelic acid を、COOH基に[13C]ラベルして合成。 A. orientalis A82846.2(NRRL 18100)でこれらが取り込まれたchloroeremomycinが産生されたことを確認。 --- [PMID: 12240210](2001) 上記[PMIDなし]の論文と同じグループの報告。 A. orientalis chloroeremomycin gene cluster由来orf27をE. coliで発現、精製。[13C]ラベルした基質を用いて、ORF27が伸長だけでなく、starter unitとしてもmalonyl-CoAを使用して3,5-dihydroxyphenylacetic acidを形成する珍しいtype III PKSであることを確認している。 --- [PMID: 14744141](2004) [14C]-malonyl-CoAを用いて、DpgAとmalonyl-CoAの共有結合を確認。点変異のあるmutantを作製し、DpgA活性に関与する残基を同定。Cys160 と His296が触媒に関与するが、Cys190はしない。mutantでもDPA-CoA形成活性が残っている。これを説明するため、C-C結合形成ステップが2つの結合されたacyl-CoAsの間で起こる経路も提唱している。 starter unitとしてのmalonyl-CoAの脱炭酸が起こるタイミングについて検討しているが、中間体が検出できず確定していない。 DpgAでのminor産物acetyl-CoAの量がC160A mutantで増えることについて検討している。 --- [PMID: 22492619](2012) A. orientalisのdpgABDをクローニング、発現、精製して実験に用いている。株名不明だが、Figure S2のDpgA配列はこのentryに完全一致する。提唱されたDpgAによるDPA-CoA形成メカニズムを検証するため、ルート(i)で中間体とされるdiketidyl-CoA、triketidyl-CoAを化学合成して[13C]malonyl-CoAと共にDpgABDによる酵素反応下に置き、DPA-CoAへ取り込まれることを確認している。 polyketidyl-CoA(diketidyl-CoA)はstarter と extenderの両方として役立つが、末端carboxy基のないpolyketone-CoA(acetoacetyl-CoA)はextenderとしてのみ働くことができる。環化はおそらく酵素上ではなくCoA上で、末端carboxy基の脱炭酸と同時かそれより前に起こると考えられている。提唱されているDpg生合成経路は、 malonyl-CoA ×4 ↓ type III PKS DpgA 3,5-dihydroxyphenylacetyl-CoA precursor ↓ dehydratases DpgB/D 3,5-dihydroxyphenylacetyl-CoA(DPA-CoA) ↓ dioxygenase DpgC 3,5-dihydroxyphenylglyoxylate(DPGx) ↓ aminotransferase DpgT(HpgT/Pgat) Dpg

PKS/NRPS Module

C	1

CHS	95..370

Sequence

>polyketide synthase [dihydroxyphenylacetic acid synthase]
MGVDVSMTTSIEPAEDLSVLSGLTEITRFAGVGTAVSASSYSQSEVLDILDVEDPKIRSV
FLNSAIDRRFLTLPPESPGGGRVSEPQGDLLDKHKELAVDMGCRALEACLKSAGATLSDL
RHLCCVTSTGFLTPGLSALIIRELGIDPHCSRSDIVGMGCNAGLNALNVVAGWSAAHPGE
LGVVLCSEACSAAYALDGTMRTAVVNSLFGDGSAALAVISGDGRVPGPRVLKFASYIITD
ALDAMRYDWDRDQDRFSFFLDPQIPYVVGAHAEIVADRLLSGTGLRRSDIGHWLVHSGGK
KVIDSVVVNLGLSRHDVRHTTGVLRDYGNLSSGSFLFSYERLAEEGVTRPGDYGVLMTMG
PGSTIEMALIQW

>polyketide synthase [dihydroxyphenylacetic acid synthase]
GTGGGGGTGGATGTATCGATGACGACCAGCATCGAACCCGCCGAAGACCTTTCGGTCCTC
TCCGGCCTGACCGAGATCACTCGATTCGCCGGCGTGGGAACAGCGGTTTCCGCGTCGTCC
TATTCGCAGTCCGAGGTCCTCGACATCCTCGACGTCGAGGACCCCAAAATCCGCTCGGTC
TTCCTGAACAGCGCCATCGACCGGCGTTTTCTCACCCTGCCGCCGGAGAGTCCCGGTGGG
GGCCGCGTGTCCGAACCGCAGGGCGACCTCCTGGACAAGCACAAGGAGCTCGCGGTCGAC
ATGGGGTGCCGGGCCCTCGAGGCCTGCCTGAAGTCGGCGGGAGCGACGCTTTCGGACCTG
CGTCACCTGTGCTGCGTCACCTCGACCGGGTTCCTGACCCCCGGCCTCAGCGCACTGATC
ATCCGCGAACTGGGGATCGACCCGCACTGCAGCCGCTCGGACATCGTGGGCATGGGGTGC
AACGCCGGCCTGAACGCGCTCAACGTCGTCGCCGGCTGGTCCGCGGCGCACCCGGGTGAA
CTCGGCGTCGTCCTGTGCAGCGAGGCGTGTTCCGCGGCCTACGCCCTGGACGGCACCATG
CGGACCGCGGTGGTCAACAGCCTCTTCGGCGACGGATCCGCCGCACTCGCCGTGATTTCC
GGTGACGGCCGCGTGCCCGGCCCTCGGGTCCTCAAGTTCGCGAGCTACATCATCACCGAC
GCGCTGGACGCCATGCGCTACGACTGGGACCGTGACCAGGACCGGTTCAGCTTCTTCCTC
GACCCGCAGATTCCGTACGTGGTCGGGGCGCACGCGGAGATCGTCGCCGACCGGCTGCTG
TCCGGCACGGGCCTGCGGCGCAGCGACATCGGGCACTGGCTGGTGCATTCCGGCGGCAAG
AAGGTGATCGACTCCGTCGTCGTCAACCTCGGCCTGAGCCGCCACGACGTCCGCCACACC
ACCGGAGTTCTCCGTGACTACGGGAACCTTTCCAGCGGCTCCTTCCTCTTCTCCTACGAG
CGGCTCGCCGAAGAAGGCGTCACCCGGCCCGGAGACTACGGCGTACTCATGACCATGGGG
CCTGGCTCCACAATCGAAATGGCGCTGATCCAATGGTGA

[1] CHS	95..370

[1] CHS	283..1110

Feature

BLASTP Database:UniProtKB:2011_09	show BLAST table
InterPro Database:interpro:38.0	IPR001099 Chalcone/stilbene synthase, N-terminal (Domain) PF00195 Chal_sti_synt_N IPR011141 Polyketide synthase, type III (Family) PIRSF000451 PKS_III IPR012328 Chalcone/stilbene synthase, C-terminal (Domain) PF02797 Chal_sti_synt_C IPR016038 Thiolase-like, subgroup (Domain) G3DSA:3.40.47.10 Thiolase-like_subgr IPR016039 Thiolase-like (Domain) SSF53901 Thiolase-like
SignalP	No significant hit
TMHMM	No significant hit

Balhi_00310 Balhi_00330