PhiX174噬菌体(ΦX174)

摘 要:

大肠杆菌噬菌体ΦX174噬菌体属微小噬菌体科(Microviridae)、微小噬菌体属(Microvirus),其侵染的宿主菌为大肠杆菌。PhiX174噬菌体衣壳呈二十面体结构对称,无尾直径为27nm。基因组为环形单链DNA,含5386个核苷酸,编码11个蛋白质,基因之间有重叠现象,复制方式为滚环式复制。

关键词: ,

大肠杆菌噬菌体ΦX174噬菌体属微小噬菌体科(Microviridae)、微小噬菌体属(Microvirus),其侵染的宿主菌为大肠杆菌。

一、分类

ΦX174噬菌体属微小噬菌体科(Microviridae)、微小噬菌体属(Microvirus)、肠杆菌噬菌体ΦX174。

二、形态

PhiX174噬菌体衣壳呈二十面体结构对称,是一个包含20个三角形面的大致球形形状,无尾。噬菌体直径为27nm,相对分子质量为6.7×106,沉降系数为114S,浮力密度为 1.43g/cm3

三、基因组

PhiX174噬菌体是第一个完成基因组测序的DNA噬菌体,其基因组测序于1977年由Fred Sanger完成。

PhiX174噬菌体全基因组的GenBank进入号为J02482。

PhiX174噬菌体的基因组为环形单链DNA(ssDNA),含5386个核苷酸,G+C含量为44%,复制方式为滚环式复制。95%的核苷酸序列为编码基因,编码11个蛋白质,其中有8个基因编码蛋白是病毒必需的。

ΦX174噬菌体的一个重要特征是基因组编码基因之间的重叠现象。例如:基因E的编码产物与宿主细胞的裂解相关,基因E却完全位于基因D的内部,基因D编码一个外支架蛋白(scaffold protein)。总体上,ΦX174基因组大约有16.8%序列都编码一个以上的基因,而且其中有两个基因区是3个基因重叠。

PhiX174噬菌体(ΦX174)

ΦX174噬菌体基因组小,成熟噬菌体结构简单,是研究DNA复制、基因表达、DNA-蛋白质和蛋白质-蛋白质相互作用以及形态建成的良好模型系统。

ΦX174噬菌体蛋白质外壳由gpF(主要衣壳蛋白)、gpG(主要刺突蛋白)、gpH(次要刺突蛋白)和gpJ(内部蛋白组成。蛋白衣壳前体(前头)由gpF、gpG、gpH和非结构蛋白gpB及gpD组成,gpA是一个位点特异的、链特异的内切酶,gpE对噬菌体在细胞内发育不需要,但控制细胞裂解需要这个蛋白。除了上面9个基本基因之外,还存在A*基因和K基因,A*基因在A基因中发现,负责关闭DNA的复制。噬菌体合成不需要gpK,它可能刺激噬菌体的产生。

四、生活循环

大肠杆菌噬菌体ΦX174感染大肠杆菌通过三个起始阶段,依次为附着、隐蔽和DNA进入。

PhiX174噬菌体(ΦX174)

噬菌体吸附到细胞表面的脂多糖受体,由于DNA的释放而造成衣壳隐蔽,然后DNA进入宿主细胞内。导航蛋白gpH与病毒DNA一起转移到细胞内,结合到一个特异的膜位点,在宿主细胞的整个生命周期内,病毒DNA要经过3个复制期。

复制的第一阶段,单链DNA在这个特异的膜位点转换成复制型(RF)DNA,这一过程至少需要13种宿主蛋白质,而不需要噬菌体编码的蛋白。

第二阶段RF DNA半保留复制,由参与第一阶段的蛋白质,加上大肠杆菌的rep蛋白和噬菌体的gpA蛋白共同完成。

第三阶段是从RF-gpA复合体合成病毒环状DNA,这一过程与成熟噬菌体的形成紧密结合,需要病毒编码的gpA、gpB、gpC、gpD、gpF、gpG、gpH、gpJ及宿主的DNA聚合酶III全酶和rep蛋白。

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