噬菌体DNA的衣壳化及注入宿主细胞的机制.pdf

!“#$ !生命的化学“!“#年!#卷$期 %(!?=1 !“1 AB 5“C!GRR7= *=J GKL (K WX=? (K=W M9K1 !“!1 Q!B 5#5$ZU 进行精确包装$ 并使基因组;ZU在蛋白质衣壳内以非常稳定的形式存 在# 同时$ 噬菌体还能高效释放基因组核酸并将其注入宿主菌体内# 这种奇特的生物学现象及其内在机制在各 种生物物理技术的帮助下$ 被人类逐渐认识# 冷冻电子显微镜和荧光显微镜的出现$ 使得从单个噬菌体颗粒水 平来了解基因组;ZU的释放和穿入过程成为可能# 关键词!噬菌体包装! 基因组核酸注入!生物物理技术的应用 中图分类号!bDQA ! 收稿日期!“#a“#a“$ 国家自然科学基金资助项目OZL Q“A“C!P 作者简介申晓冬O5DAAZU进行精确包装$ 同 时保持自身基因组在噬菌体蛋白质衣壳内以非常 稳定的形式存在456# 更为奇特的是$ 噬菌体能够 高效地释放基因组核酸并将其注入宿主菌体内# 近几年各种生物物理技术与方法的完善和发展$ 为人们研究噬菌体基因组;ZU包装与注入的机制 提供了强有力的工具# !“噬菌体#$%的包装 噬菌体;ZU的包装始于前衣壳(_7WG_V9 )的 装配$ 一旦噬菌体基因组;ZU进入其中$ 则标志 着蛋白质衣壳已经成熟# 包装过程有赖于两种蛋 白质的协同作用 门蛋白(_7JGK _7J=9:)和末端酶 (J=7?9:GV=)# 门蛋白位于噬菌体蛋白质衣壳的顶 点$ 在感染细菌的过程中能为噬菌体;ZU的包装 和注入形成分子通道$ 而末端酶则水解U+Y为包 装提供动力# 对于有尾噬菌体来说$;ZU的包装 一旦结束$ 门蛋白通道关闭$ 同时事先组装好的 噬菌体尾部堵住门蛋白通道$ 封闭衣壳形成成熟 的噬菌体颗粒# 大多数双链;ZU噬菌体均有相似 的装配过程和包装机制# 通过运用冷冻电子显微 镜术%f射线晶体衍射分析和激光镊OKGV=7 J8=g“ =7VP等多种生物物理 技 术 $ 人 们 在 认 识 噬 菌 体 ;ZU的包装机制上取得了重大的进步# 5L5噬菌体;ZU包装马达的结构基于对二十 面体噬菌体的研究$ 通过图像重建技术对噬菌体 衣壳成熟过程中不同时期的结构形态进行三维重 建$ 由门蛋白及其附件组成的 +连接体结构, (W:=WJ7)第一次清晰地展现在人们眼前$ 其中 门蛋白和末端酶是噬菌体;ZU包装马达的主要成 “ !“#“ !“#$%装入直径只有?A% 据估计+B分 子的包装便向前推进 ! ? 5C6% 不同噬菌体 门蛋白在氨基酸水平上没有什么同源性进入衣壳中% 噬菌体?EF!X#7“ W$浓度却是相对恒定的存在的结构形式 以一种准晶体的形式存在456噬菌体都有一个共同的特征# 噬菌体首先 借助其尾丝吸附在宿主菌表面特异受体上# 引起 噬菌体的构象发生变化并将信息传输到连接体# 促使其打开通道# 让噬菌体456以线性的方式穿 过细菌的外膜进入宿主细胞内?的速度注 入宿主菌体内$ 此外# 当遇到基因组单链456位 置时# 噬菌体456的穿入过程即被阻止$ 据推 测# 这可能跟+$噬菌体456缺口引起的456特 殊排列有关# 这种特殊排列可能会导致噬菌体 456在连接体或尾部转运的过程中发生扭曲# 使 456转移受抑$ 通过离体实验观察到的这些现象# 是否能反 映体内噬菌体的包装和注入过程仍然是一个争论 的话题$456链缺口的生物学意义还有待于进一 步阐明# 这些缺口极有可能参与调节噬菌体456 的包装和穿入过程$ 有趣的是# 目前有关位点特 异的456缺口只在+$和+A噬菌体中描述提到$ 因此# 比较+$和+A噬菌体的体外包装和穿入过 程将是一件非常有意义的事$ 以上的研究结果表明# 噬菌体456的包装和 注入是一个非常复杂的过程# 特别是荧光显微镜 的应用发现了单个噬菌体颗粒之间的不同# 这种 不同是否为其他有尾噬菌体所共有# 这有待于进 一步的研究$ !“#! !“#$%?CU1 !“H1 !QKI H“QK$#H“J“5 4 K 6%C88 ACN 9B W9NO8C1 !“51 H5GI QHJ#Q$! 45560CNCCUa= M1 !“$1 JJI 5G#H#5GQ“ “ # 中国共产党党员$ 我国著名生物化学家$ 教 育家% 中国生物化学与分子生物学会名誉理事$ 北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系张 昌颖教授突发心肌梗塞$ 不幸于!“#年Q月!$ 日凌晨H时逝世% 享年5“周岁& 张昌颖教授是 我国生物化学界广受尊敬的老前辈和先驱& 我们 怀着万分悲痛的心情悼念张昌颖教授 张昌颖教授热爱社会主义祖国% 热爱中国共 产党& 先生一生历经清王朝$ 半封建半殖民地的 旧中国和欣欣向荣的新中国% 亲眼目睹了中国的 衰胜$ 变迁和发展% 所以张教授深刻理解 (没有 共产党就没有新中国) 的真理% 立志发展$ 建设 中国现代科学和医学教育成为了他毕生的事业& 我们永远缅怀张昌颖教授爱党$ 爱国的精神& 张昌颖教授是我国生物化学界受到广泛尊敬 的老前辈& 上世纪!“年代末先生由清华学堂官费 派赴美国留学% 在威斯康辛大学攻读化学学士$ 硕士及博士学位&5KGH年应北京协和医学院生化 科主任吴宪教授聘请回国报效% 开始献身于祖国 的生物化学研究事业% 直到上个世纪九十年代中 期% 先生在医学科研第一线辛勤工作逾六十年% 为中国的生物化学科学事业的奠基和发展做出了 极大贡献& 我们永远缅怀张昌颖教授献身祖国科 学事业的精神& 张昌颖教授一生著书立说% 教书育人% 先生 培养的弟子满天下% 堪称一代宗师& 先生先后在 北京协和医学院$ 江西中正医学院$ 贵州大学$ 贵阳医学院$ 北京大学医学院任教% 为中国教育 事业艰苦奋斗$ 贡献了全部心血& 我们永远缅怀 张昌颖教授献身祖国教育事业的精神& 张昌颖教授一生勤恳% 努力工作% 无私奉献* 先生无我无畏% 为人正直% 诚恳待人% 实事求 是% 科学作风正派% 治学态度严谨& 先生是党的 忠诚的教育家$ 模范的科学家% 先生在科学$ 教 育和生活道路上的经历和作为堪称楷模& 我们永 远缅怀张昌颖教授平凡人生中的不平凡的精神& 张教授安息 中国生化与分子生物学会 !“#年Q月!J日 文章编号+5“!5GG#2!“#b“$!“HQ“!“5 中国生物化学与分子生物学会名誉理事张昌颖教授在北京逝世 文章编号+5“!5GG#2!“#b“$!“HQ“!“! 张昌颖教授生平 张昌颖教授是我国著名的生物化学家$ 教育 家% 中国共产党党员% 是一位在我国生物化学界 受到广泛尊敬和爱戴的老前辈& 张昌颖教授于5K“#年!月5H日出生于四川 省富顺县一个书香世家&5K!5_5K!G年% 张教授 就读于四川成都高等师范附属中学& 由于自幼勤 奋好学$ 奋发努力% 于5K!G年考进清华学校,清 华大学前身-读书* 就读清华学校期间又考取了 HQ“!