Coenzyme A-アシル化アルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするALD遺伝子は、Clostridium beijerinckiiと他の2つの溶媒産生クロストリジアを区別します。

コエンザイム A (CoA) アシル化アルデヒド デヒドロゲナーゼ (ALDH) は、アセトンとブタノール (溶媒) を生成するクロストリジウム菌の重要な反応を触媒します。アセチル-CoA とブチリル-CoA を対応するアルデヒドに還元し、その後アルコール デヒドロゲナーゼ (ADH) によって還元されてエタノールと 1-ブタノールを形成します。Clostridium beijerinckii NRRL B593 の ALDH を精製しました。これは ADH 活性を持たず、NAD(H) 特異的であり、アセトアルデヒドよりもブチルアルデヒドに対してより活性でした。精製されたALDHのN末端アミノ酸配列を決定した。C. beijerinckii NRRL B593のctfA遺伝子（溶媒形成CoAトランスフェラーゼのサブユニットをコードする）に先行するオープンリーディングフレームは、ALDHの構造遺伝子（ald）として同定された。ald 遺伝子は、計算上の M(r) が 51,353 である 468 アミノ酸残基のポリペプチドをコードしています。 C. beijerinckii NRRL B593 における ald 遺伝子の位置は、aad/adhE 遺伝子 (アルデヒド-アルコールをコードする) の位置に対応していました。サザン分析では、C. acetobutylicum aad/adhE 遺伝子に由来するプローブは、C. beijerinckii および他の 2 種の溶媒産生クロストリジウム菌のゲノム DNA の制限断片にハイブリダイズしませんでした。。対照的に、C. beijerinckii ald 遺伝子由来のプローブは、3 つの溶媒生成種のゲノム DNA の制限断片にはハイブリダイズしましたが、C. acetobutylicum のゲノム DNA にはハイブリダイズしませんでした。これは、溶媒生成クロストリジウム属間の重要な違いを示しています。C. beijerinckii NRRL B593 の ALDH のアミノ酸配列は、Salmonella typhimurium および Escherichia coli の eutE 遺伝子産物 (CoA アシル化 ALDH) のアミノ酸配列と最も類似していました (41% の同一性)。C. アセトブチリカム、大腸菌、ラクトコッカス ラクティス、およびアミトコンドリア原虫のアルデヒド-アルコール デヒドロゲナーゼの ALDH ドメイン。C. beijerinckii ALDH の予測された二次構造は、NAD(+) 結合の非典型的なロスマンフォールドの存在を示唆しています。CoA依存性ALDHとCoA非依存性ALDHの提案された触媒ポケットの比較により、CoAとの相互作用に寄与する可能性のある6つのアミノ酸が同定された。

The coenzyme A (CoA)-acylating aldehyde dehydrogenase (ALDH) catalyzes a key reaction in the acetone- and butanol (solvent)-producing clostridia. It reduces acetyl-CoA and butyryl-CoA to the corresponding aldehydes, which are then reduced by alcohol dehydrogenase (ADH) to form ethanol and 1-butanol. The ALDH of Clostridium beijerinckii NRRL B593 was purified. It had no ADH activity, was NAD(H) specific, and was more active with butyraldehyde than with acetaldehyde. The N-terminal amino acid sequence of the purified ALDH was determined. The open reading frame preceding the ctfA gene (encoding a subunit of the solvent-forming CoA transferase) of C. beijerinckii NRRL B593 was identified as the structural gene (ald) for the ALDH. The ald gene encodes a polypeptide of 468 amino acid residues with a calculated M(r) of 51, 353. The position of the ald gene in C. beijerinckii NRRL B593 corresponded to that of the aad/adhE gene (encoding an aldehyde-alcohol dehydrogenase) of Clostridium acetobutylicum ATCC 824 and DSM 792. In Southern analyses, a probe derived from the C. acetobutylicum aad/adhE gene did not hybridize to restriction fragments of the genomic DNAs of C. beijerinckii and two other species of solvent-producing clostridia. In contrast, a probe derived from the C. beijerinckii ald gene hybridized to restriction fragments of the genomic DNA of three solvent-producing species but not to those of C. acetobutylicum, indicating a key difference among the solvent-producing clostridia. The amino acid sequence of the ALDH of C. beijerinckii NRRL B593 was most similar (41% identity) to those of the eutE gene products (CoA-acylating ALDHs) of Salmonella typhimurium and Escherichia coli, whereas it was about 26% identical to the ALDH domain of the aldehyde-alcohol dehydrogenases of C. acetobutylicum, E. coli, Lactococcus lactis, and amitochondriate protozoa. The predicted secondary structure of the C. beijerinckii ALDH suggests the presence of an atypical Rossmann fold for NAD(+) binding. A comparison of the proposed catalytic pockets of the CoA-dependent and CoA-independent ALDHs identified 6 amino acids that may contribute to interaction with CoA.