PMC (Čeština)

EMBO J 28, 821-829 (2009); publikováno online 8. dubna 2009,

Viry jsou nepatrné infekční částice složené z proteinu kabát a nukleové kyseliny core. Existují v obrovské škále forem a infikují prakticky všechny živé tvory: Zvířata, rostliny, hmyz a bakterie. Vhled do infekčního procesu by mohl usnadnit nové terapeutické strategie pro virové a bakteriální onemocnění a konzervaci potravin. Článek Aksyuk et al (2009) publikovaný v tomto čísle vrhá světlo na stále tajemný proces infekce., Uvádí první krystalovou strukturu významné části proteinu bakteriofágů T4 ocasního pláště. Spolu s příslušenstvím do stávající cryo-EM rekonstrukce, to naznačuje, že mechanismus genomu dodání do hostitelské buňky pro Myoviridae fágů.

viry lze považovat za mobilní genetické částice obsahující pokyny pro reprodukci pomocí cizích buněčných zdrojů. Množství virů, které existují v biosféře, je obrovské, mění se v jejich virionových tvarech, genomech a životním stylu., Klasifikace virů je definována hostitelskou preferencí, virovou morfologií, typem genomu a pomocnými strukturami, jako jsou ocasy nebo obálky. Virové částice mimo hostitelskou buňku (tzv. viriony) jsou inertní entity s genomem obklopeným ochranným pláštěm.

viry, které napadají bakterie, byly pojmenovány „bakteriofágy“. Termín phage pochází z řeckého phageinu, který se překládá jako“jíst“., Phage infekce cyklus se zdá být jednoduchý, ale velmi efektivní: jeden fág vstřikuje jeho genomu do bakteriální buňky, přepínání buněk“ programu v její prospěch, tak hostitelské buňky nakonec zemře a uvolní asi 100 nových fágových částic. Studium bakteriofágů se stalo nezbytnou součástí biologie, protože jejich všudypřítomnost byla pevně spojena s bakteriemi. Analýzy sekvencí bakteriofágového genomu poskytují příležitost identifikovat základní principy organizace genomu, koevoluce, stejně jako model a modifikovat jejich genom., Román studium na životní cyklus fága bude nejen odhalit jeho interakce s biologickými bariérami v průběhu virové převodovka a vysokou úroveň přizpůsobení, ale může také pomoci překonat závažné klinické problémy způsobené výskytem multirezistentních bakterií, tzv. superbugs“. Tato domněnka je založena na skutečnosti, že fágy infikující určité bakterie je mohou rozpoznat a infikovat i přes jejich rezistenci vůči antibiotikům. Exponenciální účinky růstu fágů v buňkách se skutečně ukázaly jako velmi důležité v boji proti bakteriálním chorobám.,

Caudovirales, aby bakteriofágů je charakterizován dvouřetězcové DNA (dsDNA) genomy, které mohou mít velikost od 18 do 500 kb na délku. Na fágů, které patří k Caudovirales, představují 95% všech fágů uvádí ve vědecké literatuře, a s největší pravděpodobností představují většinu fágů na planetě (Ackermann, 2006). I když genomu sekvence se liší poměrně výrazně, virové částice z této skupiny, budou mít velmi podobné organizace: každý virion má polyedrické, převážně dvacetistěnná, hlava (kapsidový), který obsahuje genom., Hlava je vázána na ocas přes konektor a vzdálený konec ocasu je vybaven speciálním systémem pro propíchnutí bakteriální membrány. Na bakteriofága ocas a související stavby jsou základní nástroje, z fága během infekčního procesu zajištění vstupu virové nukleové kyseliny do hostitelské buňky.

Rossmann“s group byl zapojen po mnoho let se zabývá různými viry a významnou součástí jejich výzkumu je věnována bakteriální virus T4, která patří do Myoviridae rodina (Ackermann, 2006)., Myoviridae jsou rodina bakteriofágy s kontraktilní orel, zahrnující ∼25% všech známých phage populace. Ocas kontrakce je základním fáze buněčné infekce u těchto fágů, což vede stisknutím centrální ocasní trubka, přes vnější buněčnou membránu podobně jako injekční stříkačky, a tím vytvoření kanálu pro DNA vyhození z kapsidový a do hostitelské buňky (Obrázek 1; Leiman et al, 2003).

Sledoval dsDNA bakteriofágy jsou charakterizovány jejich marnosti ke krystalizaci studiích, i když krystalové struktury některých jednotlivých složek bílkovin byly stanoveny pro T4 bakteriofága u Rossmann laboratoře., Strukturální studie jiných fágů z Myoviridae rodina byla narušována rozdíly a rozmanitost v amino-kyseliny sekvence mezi ocasem bakteriofágy, takže předpovědi ze strukturálních organizace phage prvky nespolehlivé. Kryo-EM se stal jediným dostupným nástrojem, který umožnil strukturální vhled do rozlišení subnanometru (6-10 Å; Jiang et al, 2006; Lander et al, 2008). Kombinuje JE a krystalografie také možnost identifikace T4 bakteriofága podstavec bílkoviny, dlouhé a krátké vlákna, stejně jako kapsidový protein (Leiman et al, 2004; Kostyuchenko et al, 2005).,

nová práce Aksyuk a co-autoři uveřejnili v tomto vydání EMBO Journal dále pokročí naše chápání tohoto složitého biologického systému. Pomocí podobného hybridního přístupu zde Aksyuk et al (2009) řeší krystalovou strukturu malého fragmentu rezistentního na proteázu (gp18PR) proteinu gp18. Pomocí molekulárního nahrazení, dále určit strukturu větší gp18M protein obsahuje tři ze čtyř domén proteinu., Montáž gp18M atomic model do stávajících EM mapy povolena lokalizace jednotlivých bílkovinných podjednotek v rámci ocas pouzdro a identifikoval také konformační změny během ocas kontrakce (centrální panel na Obrázku 1). Tyto výsledky naznačují interakce podjednotek uvnitř ocasu a poskytují mechanistický pohled na fágovou kontrakci ocasu během infekčního procesu.,

Tento první ocas pouzdro stanovení struktury proteinů, spolu se srovnávací modelování přístup, vrhá světlo na proces T4-bakteriofág infekce a může stejně tak být použity na související strukturální studie.

---