2.1.1. Упаковка днк.

Протеолетически обработанный прокапсид, освобожденный от мембраны, готов к упаковке реплицированных конкатамеров ДНК. Этот процесс требует ферментов терминаз. Белковый комплекс терминазы, участвующий в упаковке ДНК, кодируется генами gp16 и gp17. Этот комплекс связывается с нативной ДНК и и последовательно присоединяется к белку gp20, портальному вершинному белку головки, формируя пакасому. За счет АТФ-гидролиза терминаза направляет ДНК в предварительно собранный капсид (портальную вершину капсида (gp20)) и разрезает ДНК, вслед за упаковкой. Терминазу кодируют 2 частично перекрывающихся поздних гена (gp16 и gp17); фермент состоит из множественных копий продукта гена gp17 (крупные молекулы) и малой субъединицы белка gp16. Большая субъеденица обладает способностью присоединяться к прокапсиду и, как считается, АТФ-азной активностью для проведения ДНК внутрь капсида. Малая субединица регулирует активность больших, и определяет специфическое распознавание ДНК. Gp17 взаимодейстует с многими белками, в т.ч. gp16, 20,32,55 и вероятно, ДНК. Gp16 присоединяется к 2-цепочечной ДНК. Gp17 и гидролизует АТФ, а взаимодействие gp17 с gp16 способствует превращению первого в каталитическую форму.

Длина упакованной ДНК пропорциональна объему головки. Так, изометрические капсиды вмещают лишь 70% генома, а гигантские – более 10-ка геномных последовательностей, повторяющихся вдоль единой двуцепочечной ДНК молекулы. Окончание упаковки ДНК осуществляется при помощи портального комплекса (роторный мотор, приводимый в движение путем гидролиза АТФ) – ДНК находится в центре мотора, окруженная додекамерическим портальным белком, к которому прикреплен АТФ-азный терминазный комплекс.

В конце 2 типа вспомогательных белков присоединяется с внешней стороны капсида: 1 молекула Hoc (highly antigenic outer capsid protein) на 1 gp23 капсомер и 6 молекул Soc (small outer capsid protein). Присоединение Soc белка стабилизирует капсид и может расцениваться , как фенотип резистентности к осмотическому шоку.

Дозревание головки завершается присоединением gp13, 14, 2 и 4 к gp20 додекамеру портальной вершины: они необходимы для прикрепления хвостового отростка (он не может прикрепиться к пустой головке).

2.2. Структура хвостового отростка.

В сборку включено как минимум 22 гена и сама она построена на жестком порядке последовательных взаимодействий с белками. Сборка хвостового отростка начинается со сборки базальной пластинки. Базальная пластинка – удивительная сложная мультипротеиновая структура хвостового отростка. Состоит из центрального компонента – втулки, 6 внешних клиньев и 6 хвостовых шипов. Втулка и клинья синтезируются отдельно. Состоит из 150 субъединиц, как минимум, 16 различных типов белков, многие из которых олигомеры, собранные из идентичных клиньев, которые окружают центральную втулку. Клин состоит из последовательно соединенных белков gp11 (короткий фибриллярный связывающий белок), gp10,7,8,6,53,25. Центральную втулку формируют продукты генов gp5,27,29 и возможно, gp26 и gp28. Комплекс gp5-gp29 формирует иглу, протыкающую мембрану при инфекционном процессе (а именно β-спираль на С-конце gp5). Кроме того, за счет лизоцимной активости домена у белка gp5 обеспечивается локальное переваривание пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерии.

Сборка базальной пластинки завершается присоединением белков gp9, gp12 (они формируют короткие хвостовые фибриллы), а также белков gp48 и gp54 (они инициируют сборку стержня).

Стежень состоит из из 144 копий белка gp19, образующих 24 стыковочных кольца. Внешний диаметр – 9 нм, внешний – 3,5 нм. Длина хвостового отростка определяется белком втулки gp 19 – (ruler protein – gp29). Стержень выступает матрицей для сборки сократительного чехла из 138 копий белка gp18. Стержень и чехол имеют винтовую симметрию с шагом в 40,6 А и повторяющимися субъединицами каждые 17,7 ⁰. Во время сокращения чехла его длина уменьшается с 980 до 360 А и его внутренний диаметр увеличивается с 210 до 270 А.

Сборка хвостового чехла заканчивается присоединением белка gp15 к последним копиям белка gp18 чехла. После упаковки ДНК хвостовой отросток присоединяется к капсиду. 6 молекул gpwac (фибритин) присоединяются к шейке вириона, формируя воротничок и тонкие фибриллы, отходящие от воротничка – бакендбарды (53 нм длиной), которые помогают в прикреплении фаговой частицы к другим фибриллярным белкам (длинным хвостовым фибриллам), ускоряет их сборку.