PMC (Suomi)

EMBO J 28, 821-829 (2009); julkaistu verkossa 8. huhtikuuta 2009

Virukset ovat hyvin pieni tarttuvat hiukkaset koostuvat proteiini takki ja nukleiinihapon ydin. Ne ovat olemassa valtavassa muodossa ja tartuttavat lähes kaikki elävät olennot: Eläimet, kasvit, hyönteiset ja bakteerit. Infektioprosessiin perehtyminen voisi helpottaa virus-ja bakteeritautien sekä elintarvikkeiden säilymisen uusia hoitostrategioita. Tässä numerossa julkaistu Aksyuk et alin artikkeli (2009) valottaa vielä salaperäistä infektioprosessia., Se raportoi ensimmäisen kiderakenteen merkittävästä osasta bakteriofageja T4 pyrstövaipaproteiinia. Yhdessä liittimet olemassa oleviin cryo-EM rekonstruktioita, se ehdottaa mekanismia genomin toimitus osaksi isäntäsolun varten Myoviridae faagien.

Virukset voidaan pitää mobiili geneettinen hiukkasia, jotka sisältävät ohjeet toistamaan itseään, käyttää ulkomaisten solujen resursseja. Biosfäärissä on valtava määrä viruksia, jotka vaihtelevat virionimuotoisuudeltaan, genomeiltaan ja elintavoiltaan., Virusten luokittelu määritellään isäntäetujen, virusten morfologian, genomityypin ja apurakenteiden kuten häntien tai kirjekuorien perusteella. Isäntäsolun ulkopuoliset viruspartikkelit (ns.virionit) ovat inerttejä entiteettejä, joiden perimä on suojaavan karvapeitteen ympäröimä.

bakteereihin hyökänneitä viruksia nimettiin”bakteriofageiksi”. Termi Fage on peräisin kreikkalaisesta fageinista, joka tarkoittaa ”syödä”., Immuuni infektio sykli näyttää olevan yksinkertainen, mutta erittäin tehokas: yksi faagin ruiskuttaa sen genomin osaksi bakteerisolun, siirtyminen solujen” ohjelma sen puolesta, joten isäntä solu kuolee ja vapauttaa noin 100 uutta faagi hiukkasia. Bakteriofagien tutkimuksista tuli olennainen osa biologiaa, koska niiden kaikkivoipaisuus oli tiukasti sidoksissa bakteereihin. Analyysit bacteriophage genomin sekvenssit antaa mahdollisuuden tunnistaa perusperiaatteet genome organisation, co-evolution, sekä malli ja muuttaa niiden genomin., Romaani tutkimuksia faagin elinkaari ei vain paljastaa sen vuorovaikutusta biologisia esteitä aikana virus siirto-ja korkea-tasolla sopeutumista, mutta voi myös auttaa voittamaan vakavia kliinisiä ongelmia, jotka johtuvat esiintyminen moniresistenttien bakteerien, ns superbugs”. Tämä oletus perustuu siihen, että tiettyjä bakteereja infektoivat fagit saattavat tunnistaa ja tartuttaa ne antibioottiresistenssistään huolimatta. Solujen vaihekasvun eksponentiaaliset vaikutukset ovatkin osoittautuneet erittäin tärkeiksi bakteeritautien torjunnassa.,

Caudovirales järjestyksessä bakteriofagit on ominaista, että kaksijuosteisen DNA: n (dsDNA) genomit, joka voi olla kokoa 18 500 kb pituudeltaan. Että faagit, jotka kuuluvat Caudovirales, osuus 95% kaikista faagien on raportoitu tieteellisessä kirjallisuudessa, ja useimmat edustavat todennäköisesti suurin osa faagien planeetalla (Ackermann, 2006). Vaikka genomin sekvenssit vaihtelevat varsin merkittävästi, virus hiukkasia tämä ryhmä on melko samanlainen organisaatio: jokainen seuraavasta on polyhedral, pääasiassa ikosahedraalinen, johtaja (kapsidi), joka sisältää genomin., Pää on sidottu häntää kautta, liitin, ja kaukainen loppuun hännän on varustettu erityisellä järjestelmä lävistyksiä bakteeri-kalvo. Bacteriophage hännän ja siihen liittyvät rakenteet ovat keskeisiä välineitä faagin aikana tarttuvuuden prosessi turvaaminen tulo viruksen nukleiinihapon osaksi isäntäsolun.

Rossmann”s-ryhmä on ollut mukana jo monta vuotta, jossa analysoidaan erilaisia viruksia ja merkittävä osa heidän tutkimusta on omistettu bakteeri-virus, T4, joka kuuluu Myoviridae perhe (Ackermann, 2006)., Myoviridae ovat perheen bakteriofagit kanssa supistuvien hännät, käsittäen noin 25% kaikista tunnetuista faagin väestön. Hännän supistuminen on tärkeä vaihe, solujen infektio näiden faagien, jolloin painamalla keski hännän putki läpi ulomman solukalvon samanlainen ruisku, mikä luo kanavan DNA: n erottamiseen kapsidi ja osaksi isäntäsolun (Kuva 1; Leiman et al, 2003).

Tailed dsDNA-faagit ovat ominaista niiden turhuuden varten kiteyttämällä tutkimuksissa, vaikka crystal rakenteet joitakin yksittäisiä proteiini komponentit on määritetty T4 bakteriofagi, jonka Rossmann lab., Rakenteelliset tutkimukset muut faagien päässä Myoviridae perhe haittasi vaihtelu ja monimuotoisuus aminohappo-sekvenssit joukossa pyrstö bakteriofagit, jolloin ennustaminen rakenteellinen organisointi faagin elementtejä epäluotettavia. Cryo-emistä tuli ainoa käytettävissä oleva työkalu, joka mahdollisti rakenteellisen ymmärryksen subnanometrin resoluutiolla (6-10 Å; Jiang et al, 2006; Lander et al, 2008). Yhdistämällä EM ja crystallography myös sallittua tunnistaminen bakteriofagi T4 pohjalevy proteiineja, pitkät ja lyhyet kuidut sekä kuoriosasta proteiinia (Leiman et al, 2004; Kostyuchenko et al, 2005).,

uuden työn Aksyuk ja co-kirjoittajat julkaistu tässä numerossa EMBO Journal entisestään ymmärrystämme tämä monimutkainen biologinen järjestelmä. Käyttämällä samanlaista hybridi lähestymistapa, Aksyuk et al (2009) ratkaise tässä kiderakenne pieni proteaasi-kestävä fragmentti (gp18PR) vaipan proteiinia gp18. Molekyylikorjauksen avulla ne määrittävät edelleen suuremman gp18M-proteiinin rakenteen, joka koostuu kolmesta proteiinin neljästä domeenista., Asentaminen gp18M atomi malli osaksi olemassa olevia EM karttoja saa lokalisointi yksittäisen proteiinin alayksikön sisällä hännän tuppi ja myös tunnistettu conformational muuttaa aikana hännän supistuminen (keski-paneeli Kuviossa 1). Nämä tulokset viittaavat alayksiköiden vuorovaikutuksiin pyrstön sisällä ja antavat mekanistisen näkemyksen Fagin pyrstön supistumisesta infektioprosessin aikana.,

Tämä ensimmäinen hännän tuppi proteiinin rakenne päättäväisyyttä, yhdessä vertailevan mallinnuksen lähestymistapaa, valottaa prosessia T4-bakteriofagi-infektio ja saattaa vastaavasti sovellettava liittyvät rakenteelliset tutkimukset.

---