金黄色葡萄球菌是多重耐药病原体，尤其是MRSA，噬菌体疗法是替代抗生素的有力手段，但宿主范围难以预测。受体结合蛋白是决定噬菌体吸附和宿主范围的关键因子，壁磷壁酸是金葡菌噬菌体的主要受体，其糖基化模式影响噬菌体识别。我们鉴定了 335 个金黄色葡萄球菌感染噬菌体的受体结合蛋白 （RBP），产生了 8 个不同的 RBP 簇。分析所有簇（包括几个亚簇）的重组代表性 RBP 与潜在噬菌体受体结构不同的金黄色葡萄球菌菌株的结合。值得注意的是，大多数噬菌体编码两个独立的 RBP，并且所有 RBP 都使用金黄色葡萄球菌壁磷壁酸 （WTA） 聚合物作为受体，尽管对 WTA 糖基化模式和骨架结构的偏好不同。基于这些发现，开发了一种基于序列的工具，用于预测新噬菌体的吸附。此外，其中一个 RBPs 被证明可用于识别其他细菌物种中的金黄色葡萄球菌型WTA。这些发现有助于噬菌体和细菌分离物的表征以及噬菌体疗法的开发。

1、研究目标与方法

目标：系统鉴定金葡菌噬菌体的RBPs，分析RBP与WTA的结合特异性，开发预测工具PhARIS，用于预测新噬菌体的宿主范围。

方法：从479个葡萄球菌噬菌体基因组中筛选RBP，构建GFP标记的RBP蛋白，进行结合实验，使用流式细胞术、荧光显微镜、斑点法等验证结合特性。

图1：实验流程图

2、RBP系统发育聚类分析

从335个金葡菌噬菌体中鉴定出RBP1和RBP2，RBP1可分为5个主要簇，RBP2存在于部分噬菌体中，聚类结果与噬菌体分类高度一致（如Rosenblumvirus、Twortvirinae等）。

图2：RBP1聚类树、RBP2聚类树

3、RBP结合特性实验

实验设计：使用USA300 JE2及其WTA突变株（ΔtarM, ΔtarS, ΔtagO等），测试15个代表性RBP与不同WTA变体的结合能力

关键发现：所有RBP均依赖WTA结合，不结合ΔtagO突变株，不同RBP簇对WTA糖基化类型（α-GlcNAc, β-GlcNAc, 无糖基化）有偏好性。

图3：A（结合热图） + B（结合模式总结）

4、双RBP系统：可逆与不可逆结合

Twortvirinae ΦK 具有两个RBP，RBP1不可逆结合，偏好糖基化WTA；RBP2可逆结合，偏好未糖基化WTA。双RBP系统扩大宿主范围，增强吸附效率。

图4：ΦK双RBP结合动力学

  5、PhARIS：噬菌体宿主范围预测工具

输入：噬菌体基因组

输出：RBP类型、聚类归属、预测结合特异性

验证：6个新噬菌体的宿主范围预测与实验一致

6、13-RBP作为RboP-WTA检测工具

Φ13-RBP可特异性识别含RboP-WTA的菌株，用于快速检测非金葡菌葡萄球菌中致病性WTA的存在，与基因组中tarIJL基因簇存在高度相关性。

图5：Φ13-RBP结合谱 + tarIJL相关性 

结论：首次系统鉴定金葡菌噬菌体RBP结合特性，阐明双RBP系统在宿主识别中的作用机制。开发PhARIS工具，助力噬菌体疗法的精准选株，提供Φ13-RBP作为快速检测RboP-WTA的工具 。

参考来源：10.1016/j.celrep.2025.115369