DNA 包裝和形態(tài)發(fā)生
使用基因組學(xué)(同源性搜索)和蛋白質(zhì)組學(xué)(SDS-PAGE/質(zhì)譜分析)方法研究了該噬菌體的形態(tài)發(fā)生。大和小終止酶亞基同源物被確定為基因 196 和 198 的產(chǎn)物。主要頭部蛋白、原頭部核心蛋白、門戶頂點(diǎn)蛋白的基因分別被鑒定為基因 185、186 和 191。此外,原頭部蛋白酶和頭部完成蛋白的基因被鑒定為基因 188 和 036。基因 037 和 084 用于基板組裝,而基因 210 和 212 顯示與尾刺蛋白的序列相似性。尾管和基板起始蛋白基因被鑒定為基因 073?;?192 和 195 被預(yù)測為尾鞘和尾管基因。有趣的是,終止酶亞基位于參與頸部、基板和尾刺合成的基因與參與頭部和尾部合成的基因之間。與基板合成相關(guān)的基因位于基因組的三個(gè)廣泛分離的區(qū)域。
氯化銫純化的 SboM-AG3 病毒粒子通過一維 SDS-PAGE 分析,顯示出 15 個(gè)蛋白條帶(圖 4),分子量分別為 12.7、15.6、17.7、21.9、27.2、32.4、34.3、35.7、37.3、44.6、60.4、67.9、76.5、107.5 和 126.3 kDa,基于與大小標(biāo)記的比較。六個(gè)最強(qiáng)烈的條帶(命名為 A 到 F)被切下并通過 QqTOF 質(zhì)譜進(jìn)行分析。蛋白條帶 B 到 F 的觀察質(zhì)量明顯與 SDS-PAGE 預(yù)測的大小相似(表 2)。
蛋白條帶 D(主要頭部蛋白,44.6 kDa)達(dá)到了最高的序列覆蓋率,為 64.1%,而最低的是蛋白條帶 E(尾部蛋白,21.9 kDa),為 16.4%,這是由于胰蛋白酶切割位點(diǎn)較少?;谫|(zhì)譜的序列鑒定,蛋白條帶 C 和 F 是尾部蛋白的兩個(gè)組分(鞘、管)(分別是基因 195 和 192 的產(chǎn)物),而蛋白條帶 D 被指定為主要頭部蛋白(基因 185 的產(chǎn)物)(附加文件 3,表 S3)。一個(gè)非常有趣的觀察是,基于 SDS-PAGE,質(zhì)量為 126.3 kDa 的條帶 A 實(shí)際上是一個(gè) 177.2 kDa 的蛋白質(zhì)。最明顯的解釋是該蛋白質(zhì)具有高度傾向于重新形成穩(wěn)定的三級結(jié)構(gòu),這得到了它是尾刺蛋白的支持。
討論
ViI 樣噬菌體據(jù)報(bào)道存在于針對傷寒沙門氏菌、乙酸鈣不動(dòng)桿菌和苜蓿根瘤菌的分離噬菌體中。據(jù)我們所知,SboM-AG3 是第一個(gè)志賀氏菌屬的 ViI 樣噬菌體。盡管 Vi 噬菌體在近 80 年前就被描述,但直到最近才對其基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。Vi 特異性沙門氏菌病毒每個(gè)成員的完整序列現(xiàn)已完成。ViII 種的一個(gè)成員,沙門氏菌噬菌體 E1,是一個(gè)長尾噬菌體,基因組為 45.4 kb。其余的都是短尾噬菌體科 Autographivirinae 亞科的成員,其中沙門氏菌噬菌體(Vi VI,GenBank 登錄號 FR667955,38.4 kb)、ViIII(39.0 kb)、Vi V(38.6 kb)和 Vi VII(39.2 kb)屬于“T7 樣病毒”,而 ViIV,基因組大小為 44.6 kb,與“SP6 樣病毒”相關(guān)。
志賀氏菌噬菌體 SboM-AG3 擁有三個(gè)連續(xù)的基因(orfs 207、210 和 212),它們與沙門氏菌噬菌體 ViI 的尾刺編碼基因同源。這就提出了一個(gè)有趣的問題:志賀氏菌噬菌體識別的是什么表面受體?Vi 抗原是半乳糖胺糖醛酸單元的乙?;?a(1→4) 聚合物。該聚合物的生物合成基因在完全測序的鮑氏志賀氏菌菌株(NC_010658)中不存在,如 BLAST 分析所示,該抗原也不存在于我們的細(xì)菌上(L. Cole,個(gè)人通訊)。值得注意的是,觀察到其中一個(gè)志賀氏菌宿主菌株的血清型是粗糙的,即脂多糖(LPS)有缺陷。這一結(jié)果表明 SboM-AG3 的受體要么位于 LPS 的核心區(qū)域,要么可能是一種外膜蛋白。噬菌體 ViI 位點(diǎn)標(biāo)簽 Vi01_171c 在殘基 343-445 之間包含一個(gè)“功能未知結(jié)構(gòu)域”(DUF303)。這種蛋白質(zhì)基序出現(xiàn)在被描述為唾液酸特異性 9-O-乙酰酯酶和乙酰木聚糖酯酶的蛋白質(zhì)中,這表明 Vi 特異性沙門氏菌噬菌體的尾絲功能是去除 Vi 抗原上的乙酰基。SboM-AG3 的同源物 gp210 在該蛋白質(zhì)區(qū)域沒有顯示序列相似性,并且缺少 DUF303 基序,表明其受體僅與沙門氏菌 Vi 抗原邊緣相關(guān)。
Petrov 及其同事最近發(fā)表的論文重新審視了 T4 樣噬菌體的多樣性,認(rèn)識到 SboM-AG3 是“T4 超家族”的一員。沙門氏菌噬菌體 ViI 被國際病毒分類委員會(ICTV;Ackermann,個(gè)人通訊)認(rèn)定為一個(gè)屬的唯一成員。由于志賀氏菌噬菌體 DSboM-AG3 和沙門氏菌噬菌體 ViI 密切相關(guān),我們建議創(chuàng)建一個(gè)新屬,即“ViI 樣病毒”。
值得注意的是,該噬菌體的基因組不包含任何與細(xì)菌毒素和/或溶原性相關(guān)的基因。當(dāng)李斯特菌噬菌體 P100 的 DNA 測序顯示它不包含任何已知或懷疑與毒性、致病性或抗生素耐藥性相關(guān)的基因或蛋白質(zhì)時(shí),也獲得了類似的結(jié)果。這將使該噬菌體成為安全應(yīng)用于控制食源性病原體志賀氏菌屬的良好候選者。
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