尾终止蛋白 TrP142 的结构与功能

研究团队利用冷冻电镜和单颗粒分析技术，成功解析了 T5 噬菌体尾部近端结构，并确定了 TrP142 的结构。TrP142 是一种含有 161 个氨基酸的蛋白质，主要由一个四链反平行 β 折叠构成，该折叠位于管腔内部，两侧由两个 α 赫里克斯环绕，并在 β 折叠的 1 和 2 之间有一个短循环。一个 18 氨基酸的 β 发夹连接第二个 α 赫里克斯与 β 折叠。TrP142 以六聚体环的形式存在，与尾管蛋白 TTPpb6 形成相互作用。研究发现，TrP142 六聚体环与 TTPpb6 三聚体环之间的相互作用主要通过静电作用实现，这种相互作用对于尾部的组装和功能至关重要。

图1. T5 尾部组织示意图

尾完成蛋白 TCPp143 的发现与特性

与以往认知不同，研究发现 TCPp143 并不位于衣壳与尾部的接口处，而是出人意料地位于 T5 尾部尖端的侧面。通过冷冻电镜和 AlphaFold2 结构预测技术，研究人员发现 TCPp143 以单体形式存在。

TCPp143 的结构与其他已知或预测的尾完成蛋白结构存在显著差异。其他尾完成蛋白的预测结构通常包含两个并排的长 α 赫里克斯和一个小 β 折叠，而 TCPp143 的预测结构似乎由两个结构域组成，并且具有相对较低的置信度，这可能暗示其具有较高的柔韧性。

噬菌体在食品中的应用

在食品应用中，研究发现这些噬菌体能够在不同温度条件下有效抑制克罗诺杆菌的生长。特别是在4°C的冷藏条件下，噬菌体能够显著降低食品中细菌的数量，这对于延长食品的保质期和保障食品的安全性具有重要意义。此外，在38°C的条件下，噬菌体也能显著减少细菌数量，这表明它们在不同的储存条件下都能发挥抗菌作用。

关键发现

1、与已知的其他噬菌体 TrPs 进行比较，研究证实了 T5 TrPp142 与其他已知或推测的 TrPs 来自丝状噬菌体、肌状噬菌体以及细菌尾状机器之间存在共同的进化起源，尽管它们的序列保守性较差。

2、利用 AlphaFold2 对 TCPp143 的结构进行预测并与未分配密度进行比对后发现，TCPp143 的结构与其他已知或预测的尾完成蛋白结构存在显著差异。

3、在 T5 尾部与大肠杆菌受体 FhuA 相互作用后，TCPp143 会脱离尾部结构。这表明 TCPp143 可能在噬菌体感染过程中起到一定的作用，但具体功能仍有待进一步研究。

未来展望与应用潜力

这项研究为噬菌体生物学领域开辟了新的研究方向。未来的研究可以进一步探索 TCPp143 在噬菌体感染过程中的具体作用，以及其与其他尾完成蛋白的差异背后的原因。此外，这种对噬菌体尾部结构的精细解析可以为其他尾部含有类似结构的噬菌体的研究提供参考模板。综上所述，这项关于 T5 噬菌体尾部结构的研究不仅加深了我们对噬菌体基本生物学特性的理解，还为噬菌体疗法的开发和应用提供了重要的科学依据，有望在未来的抗菌治疗领域发挥重要作用。

参考来源：

Linares R, Breyton C. About bacteriophage tail terminator and tail completion proteins: structure of the proximal extremity of siphophage T5 tail[J]. Journal of Virology, 2025, 99(1): e01376-24.