Biochemical characterization of the minimal domains of an iterative eukaryotic polyketide synthase

Autores
Sabatini, Martín; Comba, Santiago; Altabe, Silvia Graciela; Recio Balsells, Alejandro Iván; Labadie, Guillermo Roberto; Takano, Eriko; Gramajo, Hugo Cesar; Arabolaza, Ana Lorena
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Iterative type I polyketide synthases (PKS) are megaenzymes essential to the biosynthesis of an enormously diverse array of bioactive natural products. Each PKS contains minimally three functional domains, β-ketosynthase (KS), acyltransferase (AT), and acyl carrier protein (ACP), and a subset of reducing domains such as ketoreductase (KR), dehydratase (DH), and enoylreductase (ER). The substrate selection, condensation reactions, and β-keto processing of the polyketide growing chain are highly controlled in a programmed manner. However, the structural features and mechanistic rules that orchestrate the iterative cycles, processing domains functionality, and chain termination in this kind of megaenzymes are often poorly understood. Here, we present a biochemical and functional characterization of the KS and the AT domains of a PKS from the mallard duck Anas platyrhynchos (ApPKS). ApPKS belongs to an animal PKS family phylogenetically more related to bacterial PKS than to metazoan fatty acid synthases. Through the dissection of the ApPKS enzyme into mono- to didomain fragments and its reconstitution in vitro, we determined its substrate specificity toward different starters and extender units. ApPKS AT domain can effectively transfer acetyl-CoA and malonyl-CoA to the ApPKS ACP stand-alone domain. Furthermore, the KS and KR domains, in the presence of Escherichia coli ACP, acetyl-CoA, and malonyl-CoA, showed the ability to catalyze the chain elongation and the β-keto reduction steps necessary to yield a 3-hydroxybutyryl-ACP derivate. These results provide new insights into the catalytic efficiency and specificity of this uncharacterized family of PKSs.
Fil: Sabatini, Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Comba, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Altabe, Silvia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Recio Balsells, Alejandro Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina
Fil: Labadie, Guillermo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina
Fil: Takano, Eriko. University of Manchester; Reino Unido
Fil: Gramajo, Hugo Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Arabolaza, Ana Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Materia
DOMAIN DECONSTRUCTION
ITERATIVE PKS
PKS BIOCHEMISTRY
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
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Instituto de Química Rosario; ArgentinaFil: Takano, Eriko. University of Manchester; Reino UnidoFil: Gramajo, Hugo Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Arabolaza, Ana Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaWiley Blackwell Publishing, Inc2018-12info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/88856Sabatini, Martín; Comba, Santiago; Altabe, Silvia Graciela; Recio Balsells, Alejandro Iván; Labadie, Guillermo Roberto; et al.; Biochemical characterization of the minimal domains of an iterative eukaryotic polyketide synthase; Wiley Blackwell Publishing, Inc; Febs Journal; 285; 23; 12-2018; 4494-45111742-464XCONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1111/febs.14675info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/febs.14675info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:08:03Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/88856instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:08:03.973CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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