Virus Escherichia Qbeta - Escherichia virus Qbeta

Virus Escherichia Qβ
Bakteriofág Qβ připojený k pohlavnímu pilusu E. coli.jpg
Viry-10-00386-g002-B.jpg
TEM bakteriofága Qβ připojeného k pilus z E-coli a jeho genom
Klasifikace virů E
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Riboviria
Království:Orthornavirae
Kmen:Lenarviricota
Třída:Allassoviricetes
Objednat:Levivirales
Rodina:Leviviridae
Rod:Allolevivirus
Druh:
Virus Escherichia Qβ
Členské viry
  • Fág Enterobacteria M11
  • Enterobakterie fág MX1
  • Enterobakterie fág ST
  • Fág Enterobacteria VK

Virus Escherichia Qβ je virus pozitivního řetězce RNA který infikuje bakterie které mají F-pili, nejčastěji Escherichia coli. Jeho lineární genom je zabalen do icosahedral kapsid o průměru 28 nm.[1] Bakteriofág Qβ vstupuje do své hostitelské buňky po navázání na stranu F-pilusu.[2]

Genetika

Genom Qβ je přibližně 4217 nukleotidy, v závislosti na zdroji, který sekvenoval virus. Qβ byl izolován po celém světě, několikrát, s různými poddruhy, které kódují téměř identické proteiny, ale mohou mít velmi odlišné nukleotidové sekvence.

Genom má tři otevřené čtecí rámce které kódují čtyři bílkoviny: zrání /lýza protein A2; the kabát protein; přečtení děravého stop kodon v obalovém proteinu zvaném Al; a p-podjednotku an RNA-dependentní RNA-polymeráza (RdRp) nazval replikázu. Genom je vysoce strukturovaný, regulující genová exprese a chránit se před hostitelem RNázy.[2]

Obalový protein A1

V kapsidě je přibližně 178 kopií obalového proteinu a / nebo Al.

Replicase / RdRp

RNA-dependentní RNA polymeráza, která replikuje pozitivní i negativní RNA řetězce, je komplex čtyř proteinů: katalytická beta podjednotka (replikáza, P14647) je kódován fágem, zatímco ostatní tři podjednotky jsou kódovány bakteriálním genomem: alfa podjednotka (ribozomální protein S1), gama podjednotka (EF-Tu ) a delta podjednotka (EF-Ts ).[3]

Struktura Qbety RNA replikáza byl vyřešen (PDB: 3 AGP, 3AGQ). Dva proteiny EF slouží jako a garde jak pro replikázu, tak pro produkt RNA.[4] Čistá polymeráza Qbeta není ve skutečnosti dostatečně rozpustná, aby mohla být produkována ve velkém množství, a místo toho se obvykle používá fúzní protein vytvořený z replikázy a dvou podjednotek EF. Fúze může fungovat nezávisle na ribozomálním proteinu S1.[5]

Zrání / lýza protein A2

Životní cyklus bakteriofága Qβ

Všechny RNA fágy s pozitivním řetězcem kódují maturační protein, jehož funkcí je vázat hostitele pilus a virovou RNA.[6] Maturační protein je pojmenován tak, protože jantaroví mutanti v maturačním proteinu nejsou schopni infikovat svého hostitele nebo jsou „nezralí“. Pro související + ssRNA bakteriofág MS2, bylo prokázáno, že maturační protein je přijímán hostitelem spolu s virovou RNA a maturační protein byl následně štěpen.[7]

V MS2 se maturační protein nazývá protein A, protože patří do prvního otevřeného čtecího rámce ve virové RNA. V Qp byl protein A zpočátku považován za A1, protože je hojnější ve virionu a je také vyžadován pro infekci.[8] Jakmile však byla stanovena sekvence Qp, ukázalo se, že Al je přečtením děravého stop kodonu.

A2 je maturační protein pro Qβ a má další roli lyzačního proteinu.[9]

Mechanismus lýzy je podobný mechanismu lýzy penicilin; A2 inhibuje tvorbu peptidoglykan vazbou na MurA, který katalyzuje první enzymaticky spáchaný krok v biosyntéze buněčné stěny.[10]

Experimenty

Hlavní článek: Spiegelmanovo monstrum

RNA z Bacteriophage Qp byla použita Sol Spiegelman v experimentech, které upřednostňovaly rychlejší replikaci, a tedy kratší řetězce RNA. Skončil u Spiegelman's Monster, minimálního řetězce RNA pouze s 218 nukleotidy, které lze replikovat pomocí Qβ replikázy.[11]

Reference

  1. ^ Gorzelnik KV, Cui Z, Reed CA, Jakana J, Young R, Zhang J (říjen 2016). „Asymetrická kryo-EM struktura kanonického aloleviviru Qβ odhaluje jediný maturační protein a genomovou ssRNA in situ“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 113 (41): 11519–11524. doi:10.1073 / pnas.1609482113. PMC  5068298. PMID  27671640.
  2. ^ A b Kashiwagi A, Yomo T (srpen 2011). "Probíhající fenotypové a genomové změny v experimentální koevoluci RNA bakteriofága Qβ a Escherichia coli". PLoS Genetics. 7 (8): e1002188. doi:10.1371 / journal.pgen.1002188. PMC  3150450. PMID  21829387.
  3. ^ van Duin J, Tsareva N (2006). „Jednořetězcové RNA fágy. Kapitola 15“. V Calendar RL (ed.). Bakteriofágy (Druhé vydání.). Oxford University Press. str.175 –196. ISBN  978-0195148503.
  4. ^ Takeshita D, Tomita K (září 2010). „Sestavení Q {beta} virové RNA polymerázy s faktory prodloužení translace hostitele EF-Tu a -T“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 107 (36): 15733–8. doi:10.1073 / pnas.1006559107. PMC  2936634. PMID  20798060.
  5. ^ Kita H, Cho J, Matsuura T, Nakaishi T, Taniguchi I, Ichikawa T, Shima Y, Urabe I, Yomo T (květen 2006). „Functional Qbeta replicase genetically fusing essential subunits EF-Ts and EF-Tu with beta-subunit“. Journal of Bioscience and Bioengineering. 101 (5): 421–6. doi:10,1263 / jbb.101.421. PMID  16781472.
  6. ^ Rūmnieks J, Tārs K (2018). Harris RJ, Bhella D (eds.). „Interakce protein-RNA v jednořetězcových RNA bakteriofágech“. Subcelulární biochemie. Springer Singapur. 88: 281–303. doi:10.1007/978-981-10-8456-0_13. ISBN  9789811084553. PMID  29900502.
  7. ^ Paranchych W, Ainsworth SK, Dick AJ, Krahn PM (září 1971). "Fáze infekce fágem R17. V. Zatmění fága a role F pili". Virologie. 45 (3): 615–28. doi:10.1016/0042-6822(71)90176-0. PMID  4108185.
  8. ^ Moore CH, Farron F, Bohnert D, Weissmann C (září 1971). "Možný původ proteinu specifického pro menší virus (A1) v částicích Q-beta". Příroda. 234 (50): 204–6. doi:10.1038 / newbio234204a0. PMID  5288806.
  9. ^ Winter RB, Gold L (červenec 1983). „Nadprodukce proteinu zrání bakteriofága Q beta (A2) vede k lýze buněk“. Buňka. 33 (3): 877–85. doi:10.1016/0092-8674(83)90030-2. PMID  6871998.
  10. ^ Cui Z, Gorzelnik KV, Chang JY, Langlais C, Jakana J, Young R, Zhang J (říjen 2017). „Struktury Qβ virionů, virům podobné částice a komplex Qβ-MurA odhalují vnitřní obalové proteiny a mechanismus lýzy hostitele“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 114 (44): 11697–11702. doi:10.1073 / pnas.1707102114. PMC  5676892. PMID  29078304.
  11. ^ Dawkins, Richard; Wong, Yan (2016). Příběh předků. ISBN  978-0544859937.

externí odkazy