Actinoplanes sp. ATCC 33002 produziert ein fünffach chloriertes Phenylpyrrolderivat, das Pentachlorpseudilin[1], für dessen Biosynthese die Beteiligung FADH2-abhängiger Halogenasen vermutet wurde. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, in Actinoplanes sp. nach Genen FADH2-abhängiger Halogenasen zu suchen und diese heterolog zu überexprimieren. Durch Hybridisierungsexperimente mit prnC[2] (Halogenasegen aus Pseudo¬monas fluorescens) als Sonde konnten in Actinoplanes sp. ATCC 33002 zwei potentielle Gene FADH2-abhängiger Halogenasen (halA und halB) detektiert werden. Beide Gene weisen hohe Homologien zu Genen bereits bekannter FADH2-abhängiger Halogenasen auf. Die für HalA und HalB abgeleiteten Aminosäuresequenzen weisen die größten Ähnlichkeiten zur Chlortetra¬cyclin¬halogenase (Cts4)[3] aus Streptomyces aureofaciens und zur Halogenase PrnC[2] aus Pseudomonas fluorescens BL915 auf, welche im Bereich von 55 % bis 61 % liegen. HalA und HalB enthalten die in bekannten FADH2-abhängigen Halogenasen konservierten Sequenzmotive: die FADH2-Bindestelle und das Tryptophanmotiv[4]. Während die Überexpression von halA und halB in Escherichia coli zu Inclusionbodies führte, konnte halB in zwei Pseudomonadenstämmen in löslicher Form überexprimiert werden. In P. aureofaciens pCIBhalB wurde halB und in P. fluorescens pCIBhalBhis halBhis überexprimiert. In Enzymaktivitätstests mit verschiedenen Phenylpyrrolderivaten als potentiellen Substraten wurde im HalB enthaltenden Rohextrakt des Expressionsstammes P. aureofaciens pCIBhalB in vitro chlorierende Aktivität nachgewiesen. HalB gehört somit zur Gruppe der FADH2-abhängigen Halogenasen. [1] Cavalleri, B., Volpe, G., Tuan, G., Berti, M., Parenti, F., Curr. Microbiol. 1 (1978) 319 [2] Hammer, P. E., Hill, D. S., Lam, S. T., van Pée, K.-H., Ligon, J. M., Appl. Environ. Microbiol. 63 (1997) 2147 [3] Dairi, T., Nakano, T., Aisaka, K., Katsumata, R., Hasegawa, M., Biosci. Biotechnol. Biochem. 59 (1995) 1099 [4] van Pée, K.-H., Zehner, S., Enzymology and molecular genetics of biological halogenation. In: G. W. Gribble (Ed.), The Handbook of Environmental Chemistry, Vol. 3, part P. Natural production of organohalogen compounds. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, (2003) 171

Actinoplanes sp. ATCC 33002 produziert ein fünffach chloriertes Phenylpyrrolderivat, das Pentachlorpseudilin[1], für dessen Biosynthese die Beteiligung FADH2-abhängiger Halogenasen vermutet wurde. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, in Actinoplanes sp. nach Genen FADH2-abhängiger Halogenasen zu suchen und diese heterolog zu überexprimieren. Durch Hybridisierungsexperimente mit prnC[2] (Halogenasegen aus Pseudo¬monas fluorescens) als Sonde konnten in Actinoplanes sp. ATCC 33002 zwei potentielle Gene FADH2-abhängiger Halogenasen (halA und halB) detektiert werden. Beide Gene weisen hohe Homologien zu Genen bereits bekannter FADH2-abhängiger Halogenasen auf. Die für HalA und HalB abgeleiteten Aminosäuresequenzen weisen die größten Ähnlichkeiten zur Chlortetra¬cyclin¬halogenase (Cts4)[3] aus Streptomyces aureofaciens und zur Halogenase PrnC[2] aus Pseudomonas fluorescens BL915 auf, welche im Bereich von 55 % bis 61 % liegen. HalA und HalB enthalten die in bekannten FADH2-abhängigen Halogenasen konservierten Sequenzmotive: die FADH2-Bindestelle und das Tryptophanmotiv[4]. Während die Überexpression von halA und halB in Escherichia coli zu Inclusionbodies führte, konnte halB in zwei Pseudomonadenstämmen in löslicher Form überexprimiert werden. In P. aureofaciens pCIBhalB wurde halB und in P. fluorescens pCIBhalBhis halBhis überexprimiert. In Enzymaktivitätstests mit verschiedenen Phenylpyrrolderivaten als potentiellen Substraten wurde im HalB enthaltenden Rohextrakt des Expressionsstammes P. aureofaciens pCIBhalB in vitro chlorierende Aktivität nachgewiesen. HalB gehört somit zur Gruppe der FADH2-abhängigen Halogenasen. [1] Cavalleri, B., Volpe, G., Tuan, G., Berti, M., Parenti, F., Curr. Microbiol. 1 (1978) 319 [2] Hammer, P. E., Hill, D. S., Lam, S. T., van Pée, K.-H., Ligon, J. M., Appl. Environ. Microbiol. 63 (1997) 2147 [3] Dairi, T., Nakano, T., Aisaka, K., Katsumata, R., Hasegawa, M., Biosci. Biotechnol. Biochem. 59 (1995) 1099 [4] van Pée, K.-H., Zehner, S., Enzymology and molecular genetics of biological halogenation. In: G. W. Gribble (Ed.), The Handbook of Environmental Chemistry, Vol. 3, part P. Natural production of organohalogen compounds. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, (2003) 171