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噬菌體裝配機制
閱讀：787 發(fā)布時間：2010-11-23噬菌體裝配可以分為5個階段：前起始、起始、延伸、前終止和終止。前起始定義為形成一個組裝位點，一個在電鏡下可見的區(qū)域，在這里質(zhì)膜和外膜緊密相連。組裝位點由3個形態(tài)蛋白組成，分別是p工蛋白、pⅪ蛋白和pⅣ蛋白，這些蛋白通過其周質(zhì)區(qū)相互作用（pⅣ蛋白的N端、p工蛋白的C端，以及可能的pⅪ蛋白的C端）；組裝位點的形成與噬菌體其他蛋白無關(guān)。
pⅣ蛋白在中央形成一個直徑約8nm的圓柱狀結(jié)構(gòu)的空洞；它由12～14個相同的亞基組成，總分子質(zhì)量約為600kDa。在冷凍蝕刻電鏡下（MR等，未發(fā)表數(shù)據(jù)），在空洞中央有一定的密集性物質(zhì)，這可能解釋了為什么pⅣ通道在常態(tài)下呈關(guān)閉狀態(tài)。但是，一些pⅣ蛋白的變異形式能夠經(jīng)常性地開啟，并使外源性物質(zhì)進入細菌周質(zhì)區(qū)。因缺少pⅢ蛋白而無法由細胞中釋放出的噬菌體可以阻止外源物質(zhì)的進入，說明噬菌體確實是經(jīng)由pⅣ通道釋放出的。對于pⅣ通道的內(nèi)部所知甚少，只知道它可以容納IKe噬菌體的異源性pⅧ蛋白E34]，以及N端載有大段延長片段的特定pⅧ蛋白亞基或者如噬菌體展示那樣N端被替換為短延長片段（6～8個殘基）的pⅧ蛋白。pⅣ通道的大小和（或）性質(zhì)可能是影響pⅧ蛋白展示肽段大小的一個限制因素。
pI和pⅪ也形成多聚體復合物，每個復合物包含各5～6個拷貝的兩種蛋白；該復合物的形狀和大小未知（J．N．Feng，P．Model和M．R．，未發(fā)表數(shù)據(jù)）。在沒有其他蛋白的條件下，pI／pⅪ可以使細胞膜去極化，這表示這個復合物很可能也是一個通道。所以裝配位點很可能是一個極大的橫跨細菌內(nèi)外膜的通道。pI蛋白N端胞質(zhì)區(qū)（pⅪ蛋白無此結(jié)構(gòu)域）包含一個保守的核苷酸結(jié)合功能域；由于噬菌體裝配需要水解ATp，pI蛋白很可能是一個ATP水解酶。
僅當裝配位點[兩個次要衣殼蛋白（pⅦ和pⅨ）]到達顆粒的末端并且單鏈DNA底物存在時，噬菌體裝配才被起始。遺傳學分析顯示出pⅦ蛋白和pⅨ蛋白（位于膜上）可與突出于pV—ssDNA復合物（位于胞質(zhì)）一端的包裝信號相互作用，并且包裝信號可與pI蛋白胞質(zhì)區(qū)結(jié)合。宿主細胞編碼的一個小的、被認為是潛在的蛋白二硫鍵還原酶的胞質(zhì)蛋白——硫氧化還原蛋白，也可以和pI蛋白相互作用。盡管噬菌體的裝配不需要這樣的還原活性，硫氧化還原蛋白看來還是裝配起始復合物的一部分，并且可能和延伸反應的過程有關(guān)。
延伸的過程包括位于膜上的pⅧ蛋白替換與病毒DNA結(jié)合的pV蛋白二聚體，以及轉(zhuǎn)運DNA穿過細胞膜。這個過程一直延續(xù)，直到病毒DNA的末端都被pⅧ蛋白結(jié)合。在pⅢ和pⅥ蛋白都不存在的條件下，大的胞外噬菌體顆粒仍然會連接在質(zhì)膜上，并當有pV—ssD—NA復合物進入裝配位點時，繼續(xù)延伸過程，zui后連接的噬菌體會形成10倍以上的單位長度。就算是在正常感染即當pⅢ和pⅥ蛋白都存在的條件下，大約有5％的子代噬菌體顆粒有兩倍長度。這種再延伸過程不需要重起始——即使是沒有裝配信號的單鏈DNA也能有效地被并入。
前終止過程是一個將膜上的pⅢ—pⅥ蛋白復合物整合到新生噬菌體顆粒上的過程。一個含有pⅢ蛋白C末端83個殘基的片段足以調(diào)節(jié)這個步驟，但是卻無法使噬菌體顆粒從細胞上脫落下來。終止過程需要pⅢ蛋白C末端93個殘基的片段，通過該片段的構(gòu)象變化，使得pⅢ一pⅥ蛋白復合物解離，進而使噬菌體從質(zhì)膜上脫離c13J。更長的pⅢ蛋白部分（132個C末端殘基的片段）是形成穩(wěn)定的噬菌體顆粒所必要的。