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ℇ34 噬菌体尾刺蛋白：体外表征、结构预测、与纽因顿链球菌LPS 的潜在相互作用以及对动物细胞系的细胞毒性评估

约瑟夫·A·阿亚里加、洛根·吉尔迪亚、吴红专、罗伯特·维拉芬

ℇ34 噬菌体是噬菌体足病毒科（短的非收缩尾噬菌体）的成员，使用纽因顿沙门氏菌作为宿主。该噬菌体通过细菌宿主的脂多糖（LPS）与其尾刺蛋白（TSP）之间的特异性相互作用启动对其宿主的感染。ℇ34 TSP 在结构上与 P22 噬菌体相似且功能相同，P22 噬菌体的 TSP 已得到很好的表征，并且两种噬菌体的电子显微照片似乎无法区分。P22噬菌体TSP与鼠伤寒沙门氏菌O抗原复合物的晶体结构已确定；TSP的活性位点被证明是受体结合结构域的残基Asp392、Asp395和Glu359。在另一种称为 E15 的噬菌体（ℇ34 噬菌体的系统发育亲戚）中，由 α-Gal-Man-Rha 重复单元组成的短多糖负责 E15 噬菌体和沙门氏菌 LPS 之间的相互作用，从而导致噬菌体吸附到细菌上。对ℇ34噬菌体的研究表明，它与纽因顿沙门氏菌LPS的O抗原多糖成分相互作用，这种多糖由通过β-半乳糖基键连接在一起的甘露糖基-鼠李糖基-半乳糖重复单元组成。然而，尚无关于 ℇ34 TSP 负责 LPS 结合和水解的特定残基的数据。

在这项研究中，tailspike 基因被克隆到载体 pET30a-LIC 上并表达为称为扩展 ℇ34 TSP (Eℇ34 TSP) 的融合蛋白。我们根据耐热性、SDS 和蛋白酶特性对蛋白质进行了表征；显示该蛋白具有耐热性，在 SDS 梯度存在下表现出异常的电泳迁移率，并主动与 P22 噬菌体头结合形成不能感染 P22 宿主的杂交噬菌体。我们还通过计算机研究证明，ℇ34 TSP通过ALA250、SER279 和 ASP280 残基结合并水解其宿主的 O 抗原。