Новое в строении бактериофага Т4.

Ученые установили, как бактериофаг поражает клетку - хозяина бактерию Esherichia Coli.

© Ю. Свидиненко.

Исследователи установили, как бактериофаг Т4 атакует клетку-хозяина - Esherichia Coli. Это открытие позволит создать революционно новый класс антибиотиков.

Рис.1

В январском выпуске "Nature", 2002г. описывается, как вирус использует иглоподобное биохимическое прокалывающее устройство для инфицирования клетки- хозяина E. Coli. "Мы показали, что это сложная биохимическая машина, позволяющая вирусу эффектио внедряться в клетку-хозяина. Основание ствола вируса играет основную роль в этом процессе, "- говорит Майкл Россман из Purdue University.

Бактериофаг Т4 - настоящий "Tyrannosaurus Rex" среди вирусов, поэтому это наилучший объект для исследований (размеры его составляют порядка 100 нм в длину и ширину). Т4 также "стволовой вирус", так как имеет ствол с прикрепляющимися к нему отростками для захвата бактерии. В 1 мм3 обыкновенной воды существует обычно около биллиона фагов.

Вирус Т4 (см. рис.1) состоит из икосаэдральной головки, содержащей вирусную ДНК, ствола, основания ствола и стволовых отростков - шести длинных и шести коротких. Длинные отростки сперва находят E.Coli, а, затем короткие прочно прикрепляются к клетке. Основание при этом передает импульс в ствол, который сокращается, как мускул, выдавливая из себя вирусную ДНК в клетку-хозяина. Основание вируса управляется как прокалывающим устройством, расположенным у ствола, и энзимом, режущим мембрану клетки E. Coli.

Этот энзим делает отверстие нанометровых размеров в мембране клетки, через которое вирусная ДНК поступает в клетку-хозяина. E. Coli, таким образом, инфицируется и биохимическая машина клетки продуцирует новые фаговые частицы, и, в конце концов, клетка гибнет. "Для начала наше исследование показывает структуру белков, входящих в состав основания вблизи ствола (так называемого биохимического прокалывающего устройства), и их роль в проникновении вирусной ДНК через мембрану клетки, " - сказал Россман.

Рис.2

На рис. 2 представлено строение белков основания, смоделированное с помощью программного обеспечения "SPIDER". Данные для модели получены при исследовании 418 микрофотографий замороженных вирусных частиц. Область, обозначенная (gp27-gp5*-gp5c)3 - биохимическое прокалывающее устройство. Наибольшая активность прокалывающего энзима наблюдается посредине "иглы". Рис. а - стереофотография основания, рис. b - его молекулярная структура. 1 ангстрем = 1/100000 см. Также было установлено, что при приближении к клеточной мембране основание деформируется - становится похожим на плоскую звезду. Это облегчает контакт с мембраной и сопутствует внедрению в нее "иглы". Подобные исследования всегда связаны с исследованиями в нанотехнологическом молекулярном производстве. На базе этих знаний можно прогнозировать появление антибиотиков высокой эффективности действия.

Дизайн сайта разработан KN Graphics