Published June 6, 2014 | Version v1
Publication Open

Exploring the Electron Transfer Pathway in the Oxidation of Avermectin by CYP107Z13 in Streptomyces ahygroscopicus ZB01

Creators

  • 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 2. Institute of Plant Protection

Description

Streptomyces ahygroscopicus ZB01 can effectively oxidize 4″-OH of avermectin to form 4″-oxo-avermectin. CYP107Z13 is responsible for this site-specific oxidation in ZB01. In the present study, we explored the electron transfer pathway in oxidation of avermectin by CYP107Z13 in ZB01. A putative [3Fe-4S] ferredoxin gene fd68 and two possible NADH-dependent ferredoxin reductase genes fdr18 and fdr28 were cloned from the genomic DNA of ZB01. fd68 gene disruption mutants showed no catalytic activity in oxidation of avermectin to form 4″-oxo-avermectin. To clarify whether FdR18 and FdR28 participate in the electron transfer during avermectin oxidation by CYP107Z13, two whole-cell biocatalytic systems were designed in E. coli BL21 (DE3), with one co-expressing CYP107Z13, Fd68 and FdR18 and the other co-expressing CYP107Z13, Fd68 and FdR28. Both of the two biocatalytic systems were found to be able to mediate the oxidation of avermectin to form 4″-oxo-avermectin. Thus, we propose an electron transfer pathway NADH→FdR18/FdR28→Fd68→CYP107Z13 for oxidation of avermectin to form 4″-oxo-avermectin in ZB01.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن تتأكسد المتسلسلة اللامائية ZB01 بشكل فعال 4"-OH من أفيرميكتين لتشكيل 4"- أوكسوأفيرميكتين. CYP107Z13 هو المسؤول عن هذا الأكسدة الخاصة بالموقع في ZB01. في هذه الدراسة، استكشفنا مسار نقل الإلكترون في أكسدة الأفرميكتين بواسطة CYP107Z13 في ZB01. تم استنساخ جين [3Fe -4S] فيريدوكسين fd68 المفترض واثنين من الجينات المختزلة لفريدوكسين التي تعتمد على NADH fdr18 و fdr28 من الحمض النووي الجيني لـ ZB01. لم تظهر طفرات تعطيل الجين fd68 أي نشاط تحفيزي في أكسدة أفيرميكتين لتشكيل 4"- أوكسوأفيرميكتين. لتوضيح ما إذا كان FdR18 و FdR28 يشاركان في نقل الإلكترون أثناء أكسدة الأفيرميكتين بواسطة CYP107Z13، تم تصميم نظامين للتحفيز الحيوي للخلية الكاملة في الإشريكية القولونية BL21 (DE3)، مع واحد يعبر بشكل مشترك عن CYP107Z13 و Fd68 و FdR18 والآخر يعبر بشكل مشترك عن CYP107Z13 و Fd68 و FdR28. تم العثور على كل من نظامي التحفيز الحيوي لتكون قادرة على التوسط في أكسدة أفيرميكتين لتشكيل 4"- أوكسوأفيرميكتين. وبالتالي، نقترح مسار نقل الإلكترون NADH→FdR18/FdR28→Fd68→CYP107Z13 لأكسدة أفيرميكتين لتشكيل 4"- أوكسو أفيرميكتين في ZB01.

Translated Description (French)

Streptomyces ahygroscopicus ZB01 peut efficacement oxyder 4″-OH de l'avermectine pour former 4″-oxo-avermectine. Le CYP107Z13 est responsable de cette oxydation spécifique au site dans ZB01. Dans la présente étude, nous avons exploré la voie de transfert d'électrons dans l'oxydation de l'avermectine par le CYP107Z13 dans ZB01. Un gène putatif de la [3Fe-4S] ferredoxine fd68 et deux gènes possibles de la ferredoxine réductase dépendante de NADH fdr18 et fdr28 ont été clonés à partir de l'ADN génomique de ZB01. Les mutants de disruption du gène fd68 n'ont montré aucune activité catalytique dans l'oxydation de l'avermectine pour former la 4″-oxo-avermectine. Pour clarifier si FdR18 et FdR28 participent au transfert d'électrons lors de l'oxydation de l'avermectine par le CYP107Z13, deux systèmes biocatalytiques à cellules entières ont été conçus chez E. coli BL21 (de3), l'un co-exprimant le CYP107Z13, Fd68 et FdR18 et l'autre co-exprimant le CYP107Z13, Fd68 et FdR28. Les deux systèmes biocatalytiques se sont avérés capables de médier l'oxydation de l'avermectine pour former la 4″-oxo-avermectine. Ainsi, nous proposons une voie de transfert d'électrons→ NADH FdR18/→FdR28 Fd68→CYP107Z13 pour l'oxydation de l'avermectine en 4″-oxo-avermectine dans ZB01.

Translated Description (Spanish)

Streptomyces ahygroscopicus ZB01 puede oxidar eficazmente 4"-OH de avermectina para formar 4"-oxo-avermectina. CYP107Z13 es responsable de esta oxidación específica del sitio en ZB01. En el presente estudio, exploramos la vía de transferencia de electrones en la oxidación de avermectina por CYP107Z13 en ZB01. Un supuesto gen de ferredoxina [3Fe-4S] fd68 y dos posibles genes de ferredoxina reductasa dependientes de NADH fdr18 y fdr28 se clonaron a partir del ADN genómico de ZB01. Los mutantes de interrupción del gen fd68 no mostraron actividad catalítica en la oxidación de avermectina para formar 4"-oxo-avermectina. Para aclarar si FdR18 y FdR28 participan en la transferencia de electrones durante la oxidación de avermectina por CYP107Z13, se diseñaron dos sistemas biocatalíticos de células completas en E. coli BL21 (DE3), uno que coexpresa CYP107Z13, Fd68 y FdR18 y el otro que coexpresa CYP107Z13, Fd68 y FdR28. Se descubrió que ambos sistemas biocatalíticos podían mediar la oxidación de la avermectina para formar 4"-oxo-avermectina. Por lo tanto, proponemos una vía de transferencia de electrones→ NADH FdR18/→FdR28→Fd68 CYP107Z13 para la oxidación de avermectina para formar 4"-oxo-avermectina en ZB01.

Files

journal.pone.0098916&type=printable.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:71560a1fc494fdd2681dd69382c771c7
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف مسار نقل الإلكترون في أكسدة الأفرميكتين بواسطة CYP107Z13 في المتسلسلة اللامائية ZB01
Translated title (French)
Exploration de la voie de transfert d'électrons dans l'oxydation de l'avermectine par le CYP107Z13 chez Streptomyces ahygroscopicus ZB01
Translated title (Spanish)
Exploración de la vía de transferencia de electrones en la oxidación de avermectina por CYP107Z13 en Streptomyces ahygroscopicus ZB01

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1986137280
DOI
10.1371/journal.pone.0098916

Is supplement to
https://openalex.org/W2474870190 (Other)
https://openalex.org/W2387137119 (Other)
https://openalex.org/W2364478019 (Other)
https://openalex.org/W2253045727 (Other)
https://openalex.org/W2151146231 (Other)
https://openalex.org/W2144240387 (Other)
https://openalex.org/W2128054331 (Other)
https://openalex.org/W2013954100 (Other)
https://openalex.org/W2001649849 (Other)
https://openalex.org/W176466154 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1585085658
  • https://openalex.org/W1743091952
  • https://openalex.org/W1964135958
  • https://openalex.org/W1973457744
  • https://openalex.org/W1976500858
  • https://openalex.org/W1995995599
  • https://openalex.org/W1998517790
  • https://openalex.org/W2024829623
  • https://openalex.org/W2030301030
  • https://openalex.org/W2031157176
  • https://openalex.org/W2032655752
  • https://openalex.org/W2034040689
  • https://openalex.org/W2042673218
  • https://openalex.org/W2047235905
  • https://openalex.org/W2048951081
  • https://openalex.org/W2050360409
  • https://openalex.org/W2068838190
  • https://openalex.org/W2071104550
  • https://openalex.org/W2073422040
  • https://openalex.org/W2074904264
  • https://openalex.org/W2085153127
  • https://openalex.org/W2122839549
  • https://openalex.org/W2131098030
  • https://openalex.org/W2132417094
  • https://openalex.org/W2145723041
  • https://openalex.org/W2153703056