ф6

病毒 生物學

心氣虛,則脈細;肺氣虛,則皮寒;肝氣虛,則氣少;腎氣虛,則泄利前後;脾氣虛,則飲食不入。
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1 概述

假單胞菌噬菌體ф6感染革蘭氏陰性假單孢菌,它是具囊膜的雙鏈RNA噬菌體,是唯一在體外構建複製和包裝體系的雙鏈RNA病毒

噬菌體Φ6的正常宿主是假單孢桿菌Pseudomonas syringae及其許多致病變種,特別是假單孢桿菌菜豆變種Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola,這種變種現稱爲棲菜豆假單孢桿菌噬菌體Φ6的突變感染類產鹼假單孢桿菌(P. pseudoalcaligenes)。病毒受體染色體編碼,是宿主菌附着豆科植物葉表面的菌毛病毒顆粒通過病毒刺突蛋白P3介導結合宿主菌毛,隨後病毒囊膜與細胞外膜融合,消化細胞壁葡聚糖,核衣殼進入細胞周質,最後進入細胞質。在細胞質,核衣殼脫去它的膜泡和表面蛋白,釋放表面蛋白P8,激活轉錄,產生聚合酶複合物(前衣殼)的早期基因產物。前衣殼包裝單鏈RNA轉錄物,並在內複製,接着晚期轉錄,核衣殼成熟,膜形成併合成轉運所需的晚期蛋白。細胞內轉運過程需要結構裝配因子P12。

3 英文名稱

Pseudomonas phage ф6ф6

4 分類類型

6 GeneBank編號

[M17461]

7 噬菌體Φ6的進入

噬菌體Φ6是雙鏈RNA噬菌體,宿主細胞沒有轉錄雙鏈RNA的酶,這類病毒必須攜帶自己的酶類進入細胞噬菌體Φ6面對的是一個複雜的、硬的革蘭氏陰性細胞壁,這種細胞壁有兩層膜和兩層膜之間的肽聚糖,因此其感染機制與其它噬菌體不同。

噬菌體Φ6的受體是黏附到靶細胞的發病因子性菌毛。對噬菌體Φ6特異的菌毛宿主丁香假單孢桿菌或類產鹼假單孢桿菌中的質粒無關。丁香假單孢桿菌和類產鹼假單孢桿菌菌毛形態上不同。噬菌體吸附蛋白(P3)開始吸附受體之後,性菌毛收縮,病毒顆粒與宿主細胞外膜(OM)接觸。粒子進入細胞需經過兩步,第一步是噬菌體囊膜與細胞外膜的介導融合,病毒穿過外膜,與病毒顆粒結合的裂解消化細胞壁肽聚糖,NC釋放到周質間隙;第二步由質膜內陷和膜內小跑進入細胞質。實驗分析結果顯示,P6是融合蛋白,融合需要靶膜上的融合受體結構。體內或體外融合需在PH5.0-8.5之間進行,與二價陽離子無關。融合使病毒核衣殼進入外膜內,但在宿主細胞的肽聚糖外,噬菌體的P5是裂解酶,P5位與病毒膜與核衣殼表面之間,可促進肽聚糖的消化,這也是感染的必要一步。

宿主細胞分離到由基因組片段和前衣殼蛋白組成的顆粒,這種顆粒與前衣殼的組成相似,但稱爲NC核心,以區別進入裝配中間體的顆粒,NC通過質膜內陷進入細胞質

8 噬菌體Φ6RNA的轉錄複製

病毒前衣殼是包裝正鏈,合成互補負鏈,形成雙鏈,然後轉錄RNA正鏈信息結構噬菌體Φ6是唯一用提純的前衣殼和特異正鏈ssRNA片段在體外建立的RNA複製循環系統噬菌體Φ6體外系統的成功建立是由於核衣殼裝配與非結構蛋白無關。在體外,RNA複製循環病毒ssRNA轉運到顆粒開始,這一過程需要NTP水解。前衣殼可以在體內包裝來自病毒轉錄的正鏈轉錄物,在一個NTP存在下能包裝但不能複製。在所有四種NTP都存在的條件下,以包裝的正鏈爲模板合成(複製)互補負鏈。完成負鏈合成後,在前衣殼中合成(轉錄)正鏈,提純的核衣殼蛋白P8裝配到含有dsRNA的顆粒(形成核衣殼,NC),這個核衣殼可以感染HB10y的原生質體,產生新一代病毒顆粒。

單鏈RNA包裝到聚合酶複合體是特異性的,只有噬菌體Φ6的ssRNA才能被有效包裝。包裝信號位於正鏈ssRNA的5’非編碼區,在非編碼區的200-300核苷酸序列中,除了恰好在5‘端的18個核苷酸幾乎相同外,其餘沒有序同源性。這18個核苷酸中一個核苷酸的不同可從L和其它兩個基因片段上產生不同的轉錄物。負鏈合成取決於基因片段3’端序列,3’端有約80個核苷酸的區域一致,可能形成4個髮夾結構,形成環序列對起始負鏈是重要的。缺失3’端不影響包裝,但阻止負鏈合成,正鏈的3’端作爲負鏈合成的模板是必需的。在這些條件下發生異源重組,另兩個正鏈模板之一從3’端起始負鏈合成,中途再起始缺陷正鏈模板,產生有複製能力重組負鏈。

9 噬菌體Φ6的包裝

噬菌體Φ6是唯一確定的RNA基因組能包裝到預先製備衣殼的病毒,它與雙鏈DNA噬菌體包裝系統相似。儘管兩者的整體反應相似,但每個反應所使用的基質不同。噬菌體Φ6包裝與雙鏈DNA噬菌體的包裝相反,它包裝單鏈分子到衣殼,包裝的基質是3個獨立的單鏈RNA分子。噬菌體Φ6包裝系統需要正確識別各個特異片段,或許需要熔解單鏈RNA分子的摺疊結構

RNA包裝反應依賴二價陽離子需要NTP做能源,與PH無關。二價陽離子主要是Mg2+和Mn2+。包裝反應對鎂和鈣離子需要及它們的最適溫度有所不同。在體外,包裝反應60-90分鐘後達到平衡,但全長S、M和L片段在3分鐘內可檢查到,S和M片段在60分鐘達到平衡,這說命三個片段在顆粒中的包裝不同步。體外觀察噬菌體Φ6的包裝速度大大低於雙鏈DNA噬菌體,但在3分鐘內開始包裝,這與體內觀察一致。正鏈的第一輪合成在感染後10分鐘完成,感染後20分鐘開始負鏈合成,因此大約10分鐘開始翻譯、前衣殼裝配和包裝,包裝反應在負鍊形成之前部首核苷酸改變的影響。

三個基因組片段的每個正鏈ssRNA都能獨立包裝到衣殼,但當2個或3個片段同時包裝時,可看到片段之間包裝的有效調節。各種包裝相比,S和M的單獨包裝很有效,L片段的單獨包裝相當無效,但L與M一起包裝時,增加了L包裝的效力。因此提出,每個片段在前衣殼有一個優先選用的高親合位點M片段的包裝爲L片段創造了一個高親合結合位點,如果任何一個片段在包裝反應中缺失,其它片段佔據它的結合位點

10 噬菌體Φ6膜的裝配

感染最後階段,所有噬菌體蛋白均產生,P8圍繞填滿RNA的前核衣殼形成一個鞘,這個結構叫核衣殼,在它之外是一層脂膜,脂膜由脂蛋白P3、P6、P10、P13及磷脂組成。膜裝配是噬菌體Φ6成熟的最後一步。在膜裝配過程中,僅用5個噬菌體膜蛋白中的一個P9就能形成噬菌體囊膜,噬菌體Φ6基因3、6、10的無義突變感染HB10Y產生具囊膜的噬菌體,表明形成噬菌體囊膜步需要這些基因產物。基因3無義突變產生缺失P3的顆粒,基因6突變體產生缺失P3核P6的顆粒,這與親水性P3蛋白在病毒膜中結合疏水性P6蛋白的模型相一致。蛋白10調節基因6的翻譯,缺失影響P3和P6的合成,對P6的影響比[3更大。基因13並不編碼膜裝配所需的蛋白,噬菌體Φ6的一個異源重組子失去閱讀框17(缺失基因13),它產生含有膜蛋白P3、P6、P10的具囊膜噬菌體

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