Zeitschrift für klinische Studien
Offener Zugang

Abstrakt

Das ℇ34 Phagen-Tailspike-Protein: Eine In-vitro- Charakterisierung, Strukturvorhersage, mögliche Interaktion mit S. newington LPS und Bewertung der Zytotoxizität an tierischen Zelllinien

Joseph A. Ayariga, Logan Gildea, Hongzhuan Wu, Robert Villafane

Der Phage ℇ34 ist ein Mitglied der Phagenfamilie Podoviridae (kurze, nicht kontraktile Bakteriophagen mit Schwanz), die Salmonella newington als Wirt nutzen. Dieser Phage initiiert die Infektion seines Wirtes durch eine spezifische Interaktion zwischen den Lipopolysacchariden (LPS) des bakteriellen Wirtes und seinem Schwanzstachelprotein (TSP). Der TSP ℇ34 ist strukturell ähnlich und funktionell gleichwertig mit dem Phagen P22, dessen TSP gut charakterisiert wurde und dessen Elektronenmikroskopiebilder beider Phagen nicht zu unterscheiden scheinen. Die Kristallstruktur des TSP des Phagen P22 im Komplex mit dem O-Antigen von S. typhimurium wurde bestimmt; und es wurde nachgewiesen, dass das aktive Zentrum des TSP die Reste Asp392, Asp395 und Glu359 der Rezeptorbindungsdomäne sind. Bei einem anderen Phagen namens E15, einem phylogenetischen Verwandten des Phagen ℇ34, ist ein kurzes Polysaccharid aus sich wiederholenden α-Gal-Man-Rha-Einheiten für die Interaktion zwischen dem Phagen E15 und dem LPS von Salmonella anatum verantwortlich , was zur Adsorption des Phagen an die Bakterien führt. Studien am Phagen ℇ34 zeigen, dass er mit der O-Antigen-Polysaccharidkomponente des LPS von Salmonella newington interagiert . Dieses Polysaccharid besteht aus sich wiederholenden Mannosyl-Rhamnosyl-Galactose-Einheiten, die durch β-Galactosyl-Bindungen miteinander verbunden sind. Es liegen jedoch keine Daten zu den spezifischen Resten von ℇ34 TSP vor, die für die LPS-Bindung und -Hydrolyse verantwortlich sind.

In dieser Studie wurde das Tailspike-Gen auf den Vektor pET30a-LIC geklont und als Fusionsprotein mit der Bezeichnung „erweitertes ℇ34 TSP“ (Eℇ34 TSP) exprimiert. Wir charakterisierten das Protein anhand seiner Resistenz gegen Hitze, SDS und Proteasen. Dabei zeigten wir, dass das Protein hitzebeständig ist, in Gegenwart eines SDS-Gradienten eine abweichende elektrophoretische Mobilität zeigt und aktiv an die Köpfe des P22-Phagen bindet, um Hybridphagen zu bilden, die den P22-Wirt nicht infizieren können. Wir zeigen außerdem durch eine In-silico- Studie, dass das ℇ34 TSP über die Reste ALA250, SER279 und ASP280 an das O-Antigen seines Wirts bindet und es hydrolysiert .