通过生物信息学技术预测铜绿假单胞菌噬菌体内溶素的作用机制(2)

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第三军医大学学报表 2新发现的噬菌体内溶素基因概况

第3 0卷

号： Q 6 9 2) F (录号：D 6 9 7) 6 (登录号： D 13 1、 8登 Q13 1、M D 13 1 ) P l Q 69 6、 a 1(登录号：D 69 5) a6 (录号： Q13 1、P l登D 13 1、P 7 (登录号：D 13 1、P7 (登录号： Q 69 9) a Q 69 8) a3

D 13 1 ) S 1M( Q 69 3及 D一登录号： Q13 2 ) D 6 90 9种噬菌体基因组序列均由加拿大 Mc i大学提交。另外噬菌体 P P、a 2 P P Gl l a l P P、a3基因组均由我室测序获得并保存，中噬菌体 PP (录号：其 a2登A 55 7 ) P P (录号： Y 73 2基因组序列已提交到 Y 7 74、a 3登 A 088 )Ge nBa k。 n

12分析方法 .在美国国立卫生研究院网站上采用 O Ff d r线软件 R i e在 n( t:/ w . cinm. i.gvgr gf hm )进行开放阅读 h p/ w w nb. l nh o/ of o .t 1 t/框 ( R )析；后对各 O F进行氨基酸或者核苷酸序列进 O F分然 R

22铜绿假单胞茵噬茵体内溶素序列比对及系统进 .化分析对预测的铜绿假单胞菌噬菌体内溶素基因编码的氨基酸序列在 G n ak进行同源检索和序列问比对， eBn并对其系统进化关系进行了分析。根据序列问比对分析来看，噬菌体 p iZ的 hK 2种内溶素和噬菌体 S 1M的 2种内溶素序列完全相同； D一噬菌体 F (49 8~3 4 p、 I ( 72 3~3 8 p和 p iL 8 3

7 560 b ) F O 3 7 78 7b ) hE (登录号： A 2 2 7编码的内溶素氨基酸序列与铜绿假单胞 C G 77 )菌铜绿假单胞菌 N乙酰氨基葡萄糖苷酶 (录号： P一一登 Z 0 90 7 ) 0 7 8 6的序列有较高的同源性，守区部分序列相互之间保相似性较高 (0~6% ) 5% 0。

行同源检索；使用 Cut W在线比对软件将所有预测的铜绿假 ls l a单胞菌噬菌体内溶素编码的氨基酸序列进行多重序列比对，然后对生成的系统发生树进行分析；采用蛋白质模型自动匹配方法 (uo a dk o l g—ae rt nm dln )新预测的内 atm t nwe ebsdpoe o e i对 e d i lg

溶素进行三级结构预测；最后对与内溶素相关的穴蛋白基因进行了推定和分析。

2结果

根据进化分析，铜绿假单胞菌噬菌体内溶素大致可分为 4

2 1铜绿假单胞茵噬茵体中编码内溶素的基因组成 .及类型根据铜绿假单胞菌各噬菌体在 G n ak登录的序列及基 eBn因注释，已有 8种噬菌体的 1内溶素基因被命名，中噬菌 2种其体 p iL p iT、hK hE、hC X p iZ及噬菌体 pi MV分别含有内 2种溶 hK素基因。到目前为止，2种噬菌体内溶素中， 5种内溶素基 1有因已被实验证实具有肽聚糖解聚酶的活性， 5种噬菌体内溶这素分别为噬菌体 p iL的 2种内溶素、 hE噬菌体 p iMV的 1种 hK内溶素和噬菌体 p iZ的 2种内溶素， hK另外 7种内溶素还未得到实验验证( 1。表 )表 1已知噬菌体内溶素基因概况

类：一 N乙酰胞壁酸酶、萄糖苷酶、糖基酶和未知功能酶类。葡转 新发现的 8种噬菌体内溶素中：噬菌体 P l a 1的内溶素 (因位基点 2 6 2 7 p 174~ 229b )编码产物属于 N乙酰胞壁酸酶类；一噬菌体F 8的内溶素 (基因位点 3 7 3 3 p和 FO的内溶素 49 8~ 567b ) I (因位点 3 7 3 9 p编码的产物属于葡萄糖苷酶类；基 72 3~ 780 b ) 噬菌体 M 6的内溶素(因位点 1 1~1 3 p、基 31 1 39 2b )噬菌体 F 8的内溶素(因位点 2 12基 4 7~2 0 p和噬菌体 S 1M的内 676 b ) D一 溶素(因位点 173 2~18 1

1b ) (因位点 104 6~基 4 8 4 6 p及基 9 1 1718b ) 9 3 p编码的产物均属于转糖基酶类；而噬菌体 PP a 1的内溶素(基因位点 2 4 2 0 p、 50 3~ 563b )噬菌体 p iL内溶素 ( h E登录号：A 2 27和噬菌体 p iT内溶素 ( C G 77 ) hC X登录号：A 3 27编 B A 63 )码的产物属于未知功能类。其他噬菌体编码的内溶素序列相互之间相似性较低，在进化树中，相互之间关系较远。

2 3新发现内溶素蛋白质模型自动匹配分析 .采用蛋白质模型自动匹配方法对新预测的内溶素进行三级结构预测。结果显示噬菌体 F 8内溶素(因位点 3 7 基 49 8~ 3 3 p与噬菌体 P l 56 7b ) a1内溶素 (因位点 2 6~ 229b )基 17 4 2 7 p均可在已知的蛋白质结构库中找到与之相似的蛋白。其中噬菌体 F 8内溶素主要结构分为 3部分，中与已知的蓝色链霉其菌几丁质酶相似的仅螺旋区主要位于氨基酸序列的 N端和 C一一

端，而中间的部分为无规则卷曲区 ( 0~10 a )与已知链霉 9 3 a,菌几丁质酶的氨基酸序列三级结构不同的是，噬菌体 F 8内溶素分别在氨基酸序列的两端缺少了部分 O螺旋结构， r .而连接链由于噬菌体内溶素之间相似性较低，了避免在分析中发为生遗漏，本研究对所有噬菌体基因组序列重新进行开放阅读框预测，然后将得到的各开放阅读框逐个进行同源比较，果在结 2 0种噬菌体基因组中共新发现 8种的内溶素基因， 8种内溶这素基因分别位于 6种噬菌体基因组内， 6种噬菌体分别为噬这菌体 F F O M P l、 a 1和 S 1M。其中噬菌体 F 8、 I、 6、A 1 PP D一 8及噬菌体 S 1M分别含有 2种内溶素基因( 2。 D一表 )霉菌几丁质两部分 O酶螺旋区的中间区除含有无规则卷曲结 r .构外，有较短的 O酶螺旋和较短的 B折叠结构。同样，还 r .噬菌体 Pl a 1内溶素三级结构的仅螺旋区主要位于氨基酸序列的 N一端和 c端，一而中间的部分为无规则卷曲区，该结构与已知的噬菌体 P2溶菌酶三级结构模型相似。 2

24 .

穴蛋白分析目前，已命名的铜绿假单胞菌噬菌体穴蛋白有 3种，分别来

自于噬菌体 B (录号

:AQ 34 ) F 1 ( 3登 A 19 2、 l6登录号： A 4 86 A T 58 )

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