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最小的RNA病毒——Qβ噬菌体(QBeta病毒、Qβ病毒)

2022-07-18 11:54 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

       接下来介绍的病毒是最小的RNA病毒——Qβ噬菌体(Bacteriophage Qbeta,Bacteriophage Qβ,QBeta Virus,Qβ Virus),作为对正义RNA病毒的收尾。

简介

Qβ噬菌体
电子显微镜下的Qβ噬菌体

       Qβ噬菌体属于异轻巧病毒(Allolevivirus)家族,是一种正义RNA病毒,感染具有f菌毛的细菌,最常见的是大肠杆菌。其线性基因组包裹在直径为28 nm的二十面体衣壳内。噬菌体Qβ与f菌毛侧面结合后,进入宿主细胞。

基因组

       Qβ噬菌体的基因组约为4217个核苷酸,这取决于对病毒进行测序的来源。Qβ噬菌体在世界各地被多次分离,不同的亚种编码几乎相同的蛋白质,但可以有非常不同的核苷酸序列。

       病毒基因组有三个开放阅读框,编码四个蛋白质:成熟/裂解蛋白A2、衣壳蛋白CP、衣壳蛋白基因终止密码子的通读产生的A1蛋白以及RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)的β亚基。基因组是高度结构化的,调节基因表达和保护自己免受宿主核酸酶的影响。

衣壳蛋白CP

Qβ噬菌体衣壳

        衣壳中大约有178个衣壳蛋白(CP)组成。

RdRp/RNA聚合酶

        RNA依赖的RNA聚合酶是由四种蛋白质组成的复合物:具有催化作用的β亚基由噬菌体编码,而其他三个亚基——α亚基(核糖体蛋白S1)、γ亚基(EF-Tu)和δ亚基(EF-Ts)由细菌编码。

        QβRNA聚合酶的结构已被破解。这两个EF蛋白作为RNA聚合酶和RNA产物的伴侣。事实上,纯QβRNA聚合酶的可溶性不足以大量生产,通常使用由RNA聚合酶和两个EF亚基构建的融合蛋白来替代。融合可以独立于核糖体蛋白S1发挥作用。

成熟/裂解蛋白A2

成熟蛋白,帮助Qβ噬菌体入侵细菌

       成熟蛋白功能是结合宿主菌毛和病毒RNA成熟蛋白因此被命名为成熟蛋白,因为成熟蛋白中的琥珀突变体不能感染宿主,或者是“不成熟”。对于相关的MS2噬菌体,成熟蛋白与病毒RNA一起被宿主吸收,成熟蛋白随后被裂解

        在MS2噬菌体中,成熟蛋白被称为A蛋白,因为它属于病毒RNA的第一个开放阅读框。在Qβ噬菌体中,A蛋白最初被认为是A1,因为它在病毒粒子中更丰富。然而,一旦确定了Qβ噬菌体的序列,A1被揭示为衣壳蛋白(CP)终止密码子的通读。

       A2是Qβ噬菌体的成熟蛋白,并具有裂解蛋白的附加作用,其裂解机理与青霉素相似:A2通过与MurA结合抑制肽聚糖的形成,而MurA催化了细胞壁生物合成的第一步。

Spiegelman的怪物

       来自Qβ噬菌体的RNA被Sol Spiegelman用于更快速复制和更短的RNA链的实验。他最终得到了Spiegelman’s Monster,这是一条只有218个核苷酸的最小RNA链,可以被QβRNA聚合酶复制。

       杜鹃:下期要介绍的是双链RNA病毒,它们由正义RNA病毒进化而来。但是现在,我要做个总结。

        虽然正义RNA病毒中有人畜无害的噬菌体,例如大肠杆菌噬菌体Qβ与大肠杆菌噬菌体MS2。但是,不要忘了,正义RNA病毒中对人类致病的病原体可以说是最多的:造成瘫痪的脊髓灰质炎病毒、普通感冒的罪魁祸首鼻病毒、蚊子传播的登革病毒、夏季感冒的元凶柯萨奇病毒等等,都是这个种族的。

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