A4092_00180 : CDS information

Location

Organism	Nonomuraea sp.
Strain	ATCC 39727
Entry name	A40926
Contig	AJ561198
Start / Stop / Direction	22,221 / 21,025 / - [in whole cluster] 22,221 / 21,025 / - [in contig]
Location	complement(21025..22221) [in whole cluster] complement(21025..22221) [in contig]
Type	CDS
Length	1,197 bp (398 aa)

Annotation

Category	3.3 modification reduction
Product	putative cytochrome P450
Product (GenBank)	putative OxyB monooxigenase
Gene	dbv12 oxyB
Gene (GenBank)	dbv12
EC number
Keyword	1st cross-linking C-O-D ring
Note
Note (GenBank)
Reference	ACC Q7WZ79 PmId [12837387] The gene cluster for the biosynthesis of the glycopeptide antibiotic A40926 by nonomuraea species. (Chem Biol. , 2003) [17873036] Phosphate-controlled regulator for the biosynthesis of the dalbavancin precursor A40926. (J Bacteriol. , 2007) [25986904] Two Master Switch Regulators Trigger A40926 Biosynthesis in Nonomuraea sp. Strain ATCC 39727. (J Bacteriol. , 2015) comment [PMID: 12837387](2003) Nonomuraea sp. ATCC39727由来A40926生合成gene clusterの同定論文。 A40926は半合成グリコペプチドdalbavancin (BI397 or MDL 62,397)の前駆体。 dbv ORF12: P450 monooxygenase 配列解析のみ。dbv ORF12はOxyBに最も関係性があり、AA4-6間の架橋形成に関与しそう。 ----- このORFの発現を調節するタンパクについての報告 [PMID: 17873036](2007) dalbavancinの前駆体であるグリコペプチドA40926の生合成gene(dbv) clusterでコードされるDbv4は、putative helix-turn-helix DNA-binding motifを示し、S. griseusにおいてstreptomycin生合成のtranscriptional activatorであるStrRと配列が似ている。 dbv14-dbv8 and dbv30-dbv35 operonsとdbv4の発現は、リン酸によってnegativeに影響されることがRT-PCR と real-time RT-PCRにより確認された。 Dbv4をN末His-tagタンパクとして発現、精製。Dbv4とDbv4 ortholog Bbrは、dbv14 and dbv30のpromotersに結合したが、dbv4の上流には結合しなかった。また、Dbv4はbal clusterにある5つのBbr binding sitesのうち2つ(bbr, oxyA)に結合した。よって、リン酸が調節するregulator Dbv4は、A40926生合成で2つの重要なステップ(3,5-dihydroxyphenylglycine生合成とheptapeptide骨格での仕立て反応)を支配する。 -- [PMID: 25986904](2015) dbv clusterにあるregulatory genes dbv3, dbv4, dbv6についての調査。これら遺伝子の転写は、培地でのA40926検出よりずっと早くから増加される。最も増えるのはdbv4。 dbv3, dbv4, dbv6のdisruption mutantを作成。dbv3 と dbv4 の不活化はA40926産生を消失したが、dbv6の不活化では影響がなかった。dbv4 mutantでのdbv3とdbv6の転写に変化はないが、dbv14とdbv30の転写は大きく減った(data not shown)。 dbv3の不活化株と過剰発現株からRNAを抽出してqRT-PCR解析した結果と既に確立されているオペロン構造から、Dbv3は6つのオペロン(dbv2-dbv1, dbv14-dbv8, dbv17-dbv15, dbv21-dbv20, dbv24-dbv28, dbv30-dbv35)と4つのmonocistronic transcription units dbv4, dbv29, dbv36, dbv37のpositive regulatorとして働くことが示された。
Related Reference	ACC O87674 NITE Balhi_00120 PmId [10390204] Identification and analysis of the balhimycin biosynthetic gene cluster and its use for manipulating glycopeptide biosynthesis in Amycolatopsis mediterranei DSM5908. (Antimicrob Agents Chemother. , 1999) [12404385] The Biosynthesis of Vancomycin-Type Glycopeptide Antibiotics-The Order of the Cyclization Steps This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 323) and by a grant of the EU (MEGATOP, QLK3-1999-00650). R. D. S. gratefully acknowledges the support of a Feodor-Lynen Fellowship granted by the Alexander-von-Humboldt Stiftung. We thank Corina Bihlmaier and Volker Pfeifer for help with transformation and Southern hybridization, J. A. Moss (La Jolla (USA)) for critical comments on the manuscript and Prof. Dr. M. E. Maier and Prof. Dr. H.-P. Fiedler (Tubingen) for generous support. (Angew Chem Int Ed Engl. , 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) [16730832] Genetic analysis of the balhimycin (vancomycin-type) oxygenase genes. (J Biotechnol. , 2006) [20337711] Genome mining in Amycolatopsis balhimycina for ferredoxins capable of supporting cytochrome P450 enzymes involved in glycopeptide antibiotic biosynthesis. (FEMS Microbiol Lett. , 2010) comment BLAST id83% Amycolatopsis balhimycina_oxyB P450 monooxygenase --- [PMID: 10390204](1999) Amycolatopsis mediterranei DSM5908からグリコペプチド系抗生物質balhimycinの生合成に関する9,882bpのDNA断片を同定。そこにoxyA-bgtfCまで7つのcomplete genesを同定した。 oxyA-Cの推定産物はcytochrome P450 monooxygenasesへの有意な配列類似を示す。 putative oxygenase gene(oxyA_C末-oxyB_N末)の不活化株SP1-1は抗菌的に活性のある化合物を合成できなかった。 --- [PMID: 12404385](2001) oxyAと同様にoxyB, oxyCのmutantを作製し、その産物の構造から各oxygenaseの役割と順番を割り当てている。 1) OxyBによるC-O-D ring systemの形成 2) OxyAによるD-O-E ring systemの形成 3) OxyCによるbiaryl AB systemの形成また、bicyclic C-O-D-O-E ring中間体は、1LeuのN-methylationと、4HpgのO-glycosylationの基質となれることもわかった。 --- [PMID: 15651041](2005) 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。 --- [PMID: 16730832](2006) oxyA, oxyB, oxyCの非極性mutantsを作製し、閉環反応の順番を再確認している。また、これらmutant株をvancomycin産生菌A. orientalis DSM40040由来の対応するoxygenase genesで補完すると、balhimycin産生は回復した。 --- [PMID: 20337711](2010) cytochrome P450の反応で電子供給するferredoxin partnersの捜索。 balhimycin産生株A. balhimycinaのドラフトゲノム配列から候補を見つけ、balFd-V と balFd-VII がA. balhimycina由来OxyB、vancomycin産生株A. orientalis由来CYP165Bに電子を供給してin vitroでの代謝回転を支持することを示している。
	ACC Q8RN04 PmId [12207020] ( , ) [15593150] ( , ) [17477533] ( , ) [18068978] ( , ) [18688478] ( , ) [20337711] Genome mining in Amycolatopsis balhimycina for ferredoxins capable of supporting cytochrome P450 enzymes involved in glycopeptide antibiotic biosynthesis. (FEMS Microbiol Lett. , 2010) [23073849] ( , ) comment BLAST id80% Amycolatopsis orientalis_cyp165B3(oxyB) Cytochrome P450 165B3 (Vancomycin biosynthesis protein OxyB) --- [PMID: 12207020](2002) A. orientalis DSM40040からのoxyA, oxyB, and oxyCのクローニングとシークエンス。 E. coliで発現して可溶性タンパクとして得られたOxyBは、P450-like hemoproteinsに特徴的なUV可視スペクトルを示した。 OxyBを結晶構造解析すると、典型的なP450の折りたたみが見られた。他の類似したP450sと比べてactive siteが開いている。 --- [PMID: 15593150](2004) m-chloro-3-hydroxytyrosineの代わりにtyrosineを含み、A. orientalis DSM40040のvancomycin NRPS PCP6を結合したhexapeptideを用いてOxyBによる変換を調査。hexapeptideはPCPへthioesterとして結合されるときだけ、効率よくmonocyclic peptideをもたらした。 --- [PMID: 17477533](2007) beta-hydroxytyrosineの代わりにtyrosineを含む合成ペプチド基質を用い、OxyBによるHpg4とTyr6の架橋結合（monocyclic peptide形成）は、PCP6に結合したhexapeptideでも、PCP7に結合したheptapeptideでも起こりえることを確認。代謝回転のためにOxyBは電子を必要とし、酸素分子の存在に依存する。これをふまえ、OxyB反応のメカニズムを提唱している。 Kcat, Km値測定あり。 --- [PMID: 18068978](2008) OxyBによる反応の際に、ラベルした酸素が産物に取り込まれなかったことををふまえ、OxyBによる酸化的カップリング反応のメカニズムを提唱。また、OxyBは(S)-Tyr6がエピマー(R)-Tyr6であるhexapeptideを用いた基質でもmonocyclic peptideを形成でき、立体特異性を欠くことが示された。 --- [PMID: 18688478](2008) OxyBの基質特異性についてさらに調査。これまで使用していた合成ペプチド基質hexapeptideのN末側を削除したり、他のAAで置換して反応を確認している。この結果から、C-O-D ringを形成するtripeptide(position 4-6残基、特にHpg)の立体配置と同一性が、OxyBによる認識と代謝回転に重要であることがわかった。 --- [PMID: 20337711](2010) cytochrome P450の反応で電子供給するferredoxin partnersの捜索。 balhimycin産生株A. balhimycinaのドラフトゲノム配列から候補を見つけ、balFd-V と balFd-VII がA. balhimycina由来OxyB、vancomycin産生株A. orientalis由来CYP165Bに電子を供給してin vitroでの代謝回転を支持することを示している。 --- [PMID: 23073849](2012) OxyBの基質特異性についての調査の続報。これまで使用していた合成モデル基質はaglycone骨格のposition 2と6でTyrを含むものだったが、より最終産物に近いOH基やCl基のある基質を合成して、OxyBによる変換を確認している。 hexapeptide-S-PCPにOH基があってもmonocyclic産物形成の効率は変わらないが、OH基に加えてCl基があると変換比率は激しく減弱した。さらに残基6がOH基とCl基を含むheptapeptide-S-PCPではmonocyclic産物の形成はなく、ほとんどが線状ペプチドのままだったので、これは基質ではない。 oxyA or oxyC mutantsでは架橋結合と塩素化のある産物が、oxyB mutantではどちらもされていない産物が得られたという報告があることから、halogenaseの活動はNRPSとOxyBの存在に依存するかもしれない。 halogenaseの基質が調査されていないので、塩素化と架橋結合の順番を定義するのは困難である。
	ACC Q8KLL9 NITE A4793_00070 PmId [17884639] The biosynthesis of teicoplanin-type glycopeptide antibiotics: assignment of p450 mono-oxygenases to side chain cyclizations of glycopeptide a47934. (Chem Biol. , 2007) comment BLAST id79% Streptomyces toyocaensis StaH teicoplanin-type glycopeptide A47934生合成cluster gene 架橋形成に関するP450 monooxygenasesの調査。 mutants(ΔstaF, ΔstaG, ΔstaH, ΔstaJ）に蓄積した中間体の解析により、各架橋形成は特異的なoxygenaseへ明白に割り当てられ、環化の順番も決定された。 1) C-O-D by StaH 2) F-O-G by StaG 3) D-O-E by StaF 4) AB by StaJ
	ACC Q70AY8 NITE Teicp2_00290 PmId [25686610] X-domain of peptide synthetases recruits oxygenases crucial for glycopeptide biosynthesis. (Nature. , 2015) [26549530] Sequential In Vitro Cyclization by Cytochrome P450 Enzymes of Glycopeptide Antibiotic Precursors Bearing the X-Domain from Nonribosomal Peptide Biosynthesis. (Angew Chem Int Ed Engl. , 2015) [27213615] Regulation of the P450 Oxygenation Cascade Involved in Glycopeptide Antibiotic Biosynthesis. (J Am Chem Soc. , 2016) comment BLAST id81% Actinoplanes teichomyceticus ATCC 31121株_tcp ORF20 OxyB protein --- [PMID: 25686610](2015) SUPPLEMENTARY INFORMATION内のリストでATCC 31121株由来UniProt entryの記載があるが、同グループの他論文(PMID: 20974107, 25358800, 25586301)ではDSM43866株を使用してATCC 31121株由来のgene nameを採用している混乱があるため、同様の可能性あり。 X-domainの結晶構造解析や相互作用の実験から、X-domainがcytochrome P450(oxy genesでコードされる)による架橋形成に関与することがわかった。OxyA-CはX-domainと相互作用するが、OxyEはしない。OxyAとOxyBによる架橋形成には、X-domainを含む基質を必要とする。 --- [PMID: 26549530](2015) abstract + supporting information PMID: 25686610の続報。同様にsupporting informationでこのUniProt entryの記載あり。その他タンパクもATCC 31121株のentriesを採用している。
	ACC Q6ZZI6 NITE Teicp_00220 PmId [25358800] Cytochrome P450 OxyBtei catalyzes the first phenolic coupling step in teicoplanin biosynthesis. (Chembiochem. , 2014) comment BLAST id81% Actinoplanes teichomyceticus ATCC 31121株_tcp ORF20 OxyB protein DSMZ 43866株を使用しているが、gene nameはATCC 31121株由来のtcp20を採用している。 OxyBをコードするtcp20とPCP7 domainをクローニング、発現し、特徴づけをしている。代替ペプチド基質にも寛容なvancomycinのOxyBと違い、teicoplaninタイプのペプチドを強く好む。

Sequence

>putative cytochrome P450 [putative OxyB monooxigenase]
MSGDGARPLHTRRQDLDPADELRAAGTLTRITIGSGADAETTWLATGYTVVRQVLGDHRR
FSTRRRWNERDEIGGRGNFRPRELVGNLMDYDPPEHTRLRQKLTPGFTLRRIRRLKPYIE
QIVTERLDALERAGPPADLVELVADEVPGAVLCELIGVPRDDRAMFMQLCHGHLDASRSQ
KRRAAAGAAFSRYLLAMIARERKDPGEGLLGAVLAEYGDTATDEELRGFCVQVMLAGDDN
ISGMIGLGVLALLRHPEQIAALQGDDQSADRAVDELIRYLTVPYAPTPRVAMEDVTIGGQ
VIKEGETVSCSLPMANRDPALLPDAGRLDVRREPVPHVAFGHGVHHCLGAALARLELRTV
YTALWRRFPTLRLADPDREPSFRLTTPAYGLTSLMVAW

>putative cytochrome P450 [putative OxyB monooxigenase]
TTGAGTGGTGACGGCGCGCGGCCCCTCCATACTCGGCGGCAGGACCTGGATCCGGCGGAC
GAACTGCGCGCCGCCGGAACGCTGACGAGGATCACCATCGGATCAGGAGCGGACGCGGAG
ACCACCTGGCTGGCCACGGGGTACACCGTCGTGCGGCAGGTGCTCGGCGATCACCGGCGG
TTCAGCACCCGGCGCCGCTGGAACGAACGGGACGAGATCGGCGGAAGAGGCAACTTCCGG
CCGCGTGAGCTGGTCGGGAACCTGATGGACTACGACCCGCCTGAGCACACGCGGCTCCGC
CAGAAGCTGACCCCGGGATTCACCCTGCGCCGGATCCGGCGGCTGAAGCCGTACATCGAA
CAGATCGTGACCGAACGGCTCGACGCCCTGGAACGGGCGGGCCCCCCTGCGGATCTGGTC
GAACTCGTCGCCGACGAGGTGCCAGGGGCCGTGCTGTGCGAGCTGATCGGGGTGCCACGG
GACGACCGCGCCATGTTCATGCAGCTGTGTCACGGCCATCTCGACGCCTCGCGCAGCCAG
AAGAGGCGGGCGGCCGCCGGCGCGGCGTTCTCCCGCTACCTGCTGGCCATGATCGCCAGG
GAGCGGAAGGATCCCGGCGAGGGGCTGCTCGGAGCCGTCCTCGCCGAGTACGGTGACACG
GCCACGGACGAGGAGCTGCGGGGCTTCTGCGTTCAGGTGATGCTGGCCGGCGACGACAAC
ATCTCCGGCATGATCGGGCTCGGCGTGCTGGCCCTGCTCAGACACCCCGAGCAGATCGCC
GCGTTGCAGGGCGACGACCAGTCGGCGGATCGGGCGGTCGACGAGCTGATCCGCTACCTG
ACCGTCCCCTATGCGCCGACGCCCCGGGTCGCCATGGAGGACGTCACCATCGGGGGCCAG
GTGATCAAGGAGGGAGAGACCGTCTCCTGCTCTCTGCCCATGGCCAACCGTGACCCTGCC
CTGCTGCCGGATGCCGGCCGCCTCGATGTCCGGCGCGAGCCCGTCCCCCATGTCGCGTTC
GGGCACGGCGTCCATCATTGCCTGGGAGCCGCTCTGGCCCGCCTCGAACTGCGCACGGTC
TACACCGCCCTGTGGCGGCGTTTTCCCACGCTGAGGCTCGCGGATCCCGATCGGGAGCCA
TCGTTCCGGTTGACCACTCCCGCGTATGGATTGACCAGTCTGATGGTCGCCTGGTGA

Feature

BLASTP Database:UniProtKB:2011_09	show BLAST table
InterPro Database:interpro:38.0	IPR001128 Cytochrome P450 (Family) G3DSA:1.10.630.10 Cyt_P450 SSF48264 Cytochrome_P450 PF00067 p450 IPR002397 Cytochrome P450, B-class (Family) PR00359 BP450 IPR017972 Cytochrome P450, conserved site (Conserved_site) PS00086 CYTOCHROME_P450
SignalP	No significant hit
TMHMM	No significant hit

A4092_00170 A4092_00190