参与DeepPurple（一种感染蜡样芽孢杆菌的长尾噬菌体）吸附过程的病毒蛋白研究

吸附蛋白组成与定位

Deep-Purple的尾部基因座属于57株B.cereus群噬菌体中最常见的A型排列，包含evoDit-Gp28和RBP-Gp29。evoDit-Gp28在N端与C端保留经典Dit折叠，中央嵌入一个254 aa的碳水化合物结合模块CBM2；RBP-Gp29长达2,156 aa，其中段含三个串联CBM22-1/22-2结构域。免疫金电镜证实二者均定位于基板末端：evoDit-Gp28紧贴基板，呈多拷贝环状分布；RBP-Gp29则延伸为尾刺样结构，位置略远。这种空间排布为“两步吸附”模型奠定结构基础。

图1. 感染蜡样芽孢杆菌的长尾噬菌体尾基因的遗传组织

结合谱差异决定宿主范围

细胞壁荧光标记实验显示：evoDit-Gp28可与全部敏感株、全部“仅裂解不产子代”株以及部分完全不敏感株结合，表现出广谱但低特异性；RBP-Gp29_CBM仅与敏感株结合，其结合谱与整噬菌体完全一致，提示为感染必需的“决定性受体结合域”。抗血清竞争蚀斑实验进一步证实：单独阻断任一蛋白仅部分降低感染效率，而同时阻断二者几乎完全抑制感染，表明两蛋白功能互补且缺一不可。

宿主受体为多糖而非蛋白质

高碘酸氧化（破坏糖链）使吸附率下降约90%，蛋白酶K处理则几乎无影响，证实受体化学本质为碳水化合物。竞争实验指出葡萄糖、N-乙酰葡糖胺显著抑制吸附（分别降低48%、23%），与革兰阳性菌细胞壁磷壁酸或次级细胞壁多糖常见取代糖相符。因此，Deep-Purple通过识别宿主表面特有多糖决定其狭窄宿主范围。

吸附动力学与感染结局

定量吸附实验将受试菌株分为三类：高吸附（>85%）：对应敏感株，表面同时存在evoDit-Gp28和RBP-Gp29的配体；中度吸附（20–80%）：主要为仅被evoDit-Gp28识别的“裂解不感染”株，说明单靠evoDit结合虽可介导物理吸附，但无法触发DNA注入；无吸附：既不被evoDit-Gp28也不被RBP-Gp29识别的完全不敏感株。

结构-功能推论

研究提出Deep-Purple采用“先松后紧”的吸附策略：evoDit-Gp28以高丰度CBM2首先实现可逆、低亲和力的多糖捕捉，提高病毒在菌体表面停留概率；随后RBP-Gp29通过其更具特异性的CBM22-1/22-2三联体锁定真正的感染受体，完成不可逆结合并触发尾管穿透。此机制既解释了为何RBP-Gp29缺失时无法感染，也解释了为何evoDit-Gp28单独结合不能决定感染成功。

进化与分布意义

对57株B.cereus群噬菌体基因组比较发现，含evoDit-CBM的A型尾部结构最常见（33/57），提示该策略在生态上具优势。不同尾部排列（B–E型）在RBP、Tal及Dit中均出现CBM插入，表明利用多糖识别是该群噬菌体的普遍主题，但具体糖链配体、CBM折叠类型及基板架构呈现多样性，为后续通过交换CBM模块人工拓宽宿主范围提供了理论依据和分子工具。

综上，Deep-Purple以evoDit-Gp28和RBP-Gp29构成双组分吸附系统，分步识别宿主表面不同多糖表位，从而既保障感染效率又限定宿主范围。该发现不仅填补了B.cereus群噬菌体吸附机制的空白，也为利用噬菌体精准防控B.cereus群病原菌奠定了分子基础。

来源：10.1128/aem.02478-21