丝状噬菌体的基因与蛋白质
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丝状噬菌体的基因与蛋白质
丝状噬菌体(filamentousphage)是一类大肠杆菌的噬菌体，细丝状，直径约6nm，长度约1um。用于噬菌体肽库展示的主要是Ff组的M13、f1、fd等噬菌体，这3类噬菌体的亲缘关系十分密切，核酸序列有98％以上的同源性，病毒粒子的大小和结构非常相似，生活周期也相同。
这些噬菌体为雄性特异性噬菌体，只能感染有F性因子或F，因子的雄性大肠杆菌菌株，但噬菌体的基因组能够转化无F因子的大肠杆菌。
噬菌体基因组为环状单链DNA分子，野生型噬菌体则由6 408个核苷酸组成，共有11个编码基因，编码区占整个基因组的90％以上，在基因gⅢ与基因gⅧ之间以及基因gⅡ与基因gⅣ之间存在着非编码基因间隔区，为调控序列。蛋白质表达量大的如pⅧ之前其启动子则较强，反之则较弱如pⅢ。
野生型丝状噬菌体的基因图谱
噬菌体基因组DNA的11个编码基因分别编码11种蛋白质，根据这些蛋白质的功能，可以分成3类。
(1)为噬菌体DNA复制所必需的蛋白：pⅡ、pV和pX。
(2)为构成噬菌体颗粒的结构蛋白：pⅢ、pⅥ、pⅦ、pⅧ和pⅨ，其中pⅧ是构成整个病毒颗粒的主要衣壳蛋白(major coa tprotein)，每个噬菌体约有2 670个拷贝。
而pⅢ、pⅥ、pⅦ和pⅨ为次要衣壳蛋白(minor coat protein)，分别位于噬菌体颗粒的两端，头部为5个拷贝的pⅢ和pⅥ，当噬菌体感染时与大肠杆菌表面结合；另一端尾部则为5个拷贝的pⅦ和pⅨ，与噬菌体颗粒的组装和稳定有关
。
(3)为与噬菌体颗粒组装和输出相关的蛋白质：pI、pⅣ和pⅪ。
噬菌体的基因及其编码蛋白
基因 | 成熟蛋白(氨基酸数) | 相对分子质量 | 功 能 |
gl | pI：装配蛋白(348) | 39 502 | 通过识别噬菌体DNA中的包装信号起始装配 |
gⅡ | pⅡ：复制蛋白(410) | 46137 | 起始噬菌体DNA复制，并具有连接酶活性 |
gⅢ | pⅢ：次要衣壳蛋白(406) | 42 502 | 位于病毒颗粒头端，在噬菌体入侵时识别并吸附细菌的性纤毛 |
gⅣ | pⅣ：组装蛋白(405) | 43 476 | 参与噬菌体颗粒聚集后离开细菌的通道 |
gV | pV：DNA结合蛋白(87) | 9 682 | 使噬菌体DNA移动至细菌的细胞膜 |
gⅥ | pⅥ：次要衣壳蛋白(112) | 12 342 | 位于病毒颗粒头端，参与噬菌体颗粒聚集，与pⅢ形成复合物 |
gⅦ | pⅦ：次要衣壳蛋白(33) | 3 559 | 与gⅨ形成复合物，位于病毒颗粒尾端，启动病毒的组装并维持其稳定 |
gⅧ | pⅧ：主要衣壳蛋白(50) | 5 235 | 包裹噬菌体DNA，形成病毒颗粒 |
gⅨ | pⅨ：次要衣壳蛋白(32) | 3 650 | 与gⅦ形成复合物，位于病毒颗粒尾端，启动病毒的组装并维持其稳定 |
gX | pX：复制蛋白(111) | 12 672 | 噬菌体DNA复制 |
gⅪ | pⅪ：装配蛋白(108) | 12 424 | 噬菌体装配 |
丝状噬菌体的基因组有一定弹性，插入较大的外源基因片段时，一般不会影响其复制 和包装，因而可以作为展示外源基因的良好载体。与噬菌体展示密切相关的主要是两种不 同的结构蛋白即pⅢ和pⅧ，少数采用pⅨ。
