文档介绍：单链噬菌体
从年和发现噬菌体以来, 作为模型系统探讨了分子生
物学中的各种问题。作为均一和很易获得的来源,在解决有关翻译起始以及在
翻译水平上理解基因表达的调节特别有帮助。翻译极性以及阻遏蛋白控制翻译的概念均
来源于噬菌体的早期研究。
噬菌体结构简单,在衣壳装配过程中,使它成为在分子水平上研究蛋白质
和蛋白质蛋白质相互作用的模型系统。特别是近年来,野生型噬菌体颗
粒,重组外壳蛋白在没有噬菌体时超产产生的无,非装配外壳蛋白二聚体以
及几个操纵基因,衣壳( 个核苷酸片段已掺进无的衣壳)结构的射线晶体学
研究,使人们在分子水平上理解这种相互作用取得了更大的进展。
噬菌体的分类
大肠杆菌噬菌体
根据物理和血清学特性, 大肠杆菌噬菌体可以分成个类群。每一类群最熟
悉的代表分别是类群)、类群)、类群) 和类群)。血
清型是根据一个噬菌体被另一个噬菌体的血清钝化的程度所决定。从表所列的例子
表明,在一般情况下,同一类群中一个成员所产生的血清并不钝化其他类群的成员,但
是可用相同的技术鉴定每个类群中的亚群,这个次序列在表。第一类群噬菌体相互
关系次序是
表噬菌体个类群之间的血清相互关系
)根据,
被血清钝化的程度从无血清平板上获得。
表大肠杆菌噬菌体中和的相关速率
根据
血清分型知识对建立噬菌体系统发育树以及理解噬菌体的进化和多样性是非
常有价值的。同样为了回答片段高度有序的结构或有关调节机制的特殊问题,血
清分型也可提供噬菌体测序或部分测序的标准。
图类群大肠杆菌噬菌体和假单胞菌噬菌体的遗传学图
(引自
根据分子量的大小, 噬菌体可以分成两个类群( 和和类群属于
类群, 和类群属于类群。类群的个噬菌体和类群的个噬菌体的核苷
酸序列已经测定(图( 见附录)。另外个噬菌体的核苷酸序列也已在测
定,但还未报道。在复制酶基因中心发现约个核苷酸的一个小区,这是和类
群噬菌体之间惟一共有的主要序列区。和类群之间主要差别是通读蛋白,在类
群噬菌体,有裂解功能的独立基因,而在类群中,通读蛋白已掺入病毒子,由成熟
蛋白引起细胞裂解。
其他属的噬菌体
噬菌体已在其他革兰氏阴性菌中发现,如假单胞菌和柄细菌。柄细菌和假单
胞菌的噬菌体还未详细研究。它们与大肠杆菌噬菌体的大小相同,有二十
面体的结构,这些噬菌体的一些参数列于表。大肠噬菌体进入细菌细胞质依
赖于性菌毛,假单胞菌噬菌体不是雄性特异性,不能吸附到性因子菌毛,而是
吸附到对毒力起决定作用的极性菌毛的侧面。噬菌体吸附于质粒编码的菌
毛,它仅感染带有混杂的类型药物抗性质粒的范围极广的各种革兰氏阴性菌。
和的外壳蛋白氨基酸序列已经测定,表明它们与和有关系。
等( 测定了单链噬菌体的全部核苷酸序列
(图。有个可读框编码成熟蛋白,外壳蛋白和复制酶,第个可读框可能编码一
个裂解蛋白,类似于类群中的裂解蛋白。根据序列同源性判断,在基因组长度
和遗传结构方面, 类似于第类群的,尽管的遗传结构接近,可是
一些特性更接近类型噬菌体。例如, 的未翻译区比更短,接近的大
小。有趣的是这个区的折叠类似于,与类群的折叠不同。另一点是复制酶基因起
始处的发夹结构与相似,构成一个高亲和力的外壳蛋白。在和中凸出的
核苷酸,认为对蛋白质识别是重要的,放在离环个处,而仅个类
似于两个主要的大肠杆菌噬菌体,说明它在大肠杆菌噬菌体和类群分开之前
从一个共同的祖先衍生出来。
表单链噬菌体的特性
(引自
病毒子的结构
噬菌体是雄性特异性噬菌体,它的基因组由正义单链组成,
这个仅编码个蛋白质。每个病毒子含有个拷贝的外壳蛋白,一拷贝成熟蛋
白或蛋白,含有个分子的亚精胺(含有两个氨基和一个亚氨的多胺)以中和
的负电荷。第三类群的衣壳中也含有个拷贝的通读蛋白。噬菌体直径
,蛋白质外壳宽
最近几年先后测定了和的结构。衣壳由个化
学上一致的亚基组成。二十面体不对称单位含有个亚基,称之和( 图
在准对称衣壳中,由于在相互作用中包装的差异,这些亚基有稍微不同的构象。
图个外壳蛋白亚基的示意图
个独立的亚基和组成的一个二十面体不对称单位用黑线绘制。和完整的二聚体用灰色表示。
在重和重轴指出所有亚基相互作用的环。重和重轴的位置每个用棍表示。(引自
单体由部分组成: 末端发夹,暴露于称之和链的外壳表面, 条反平行
折叠暴露在到链的衣壳内表面。一个螺旋部分,由二个螺旋( 和)组成,
在衣壳的外表面。这个螺旋区从单体主要部分延伸出来。个亚基的构象主要在连接
和的环不同。环围绕重(在亚基)或准重(在和亚基)轴接触。
环在亚基更