通过生物信息学技术预测铜绿假单胞菌噬菌体内溶素的作用机制

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第 3第 9期 0卷 20 08年 5月

第三军医大学学报 A T A A E A ME II A MIIA I T R I E C A C D MIE D CN E LT RS E TA

V1 0 o 9 o.3,N . M y 2 0 a. 08

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文章编号： 0 - 0 ( 0 8 0—7 70 1 05 4 20 )90 8— 0 4 4

论著(第三军医大学基础医学部微生物学教研室，重庆市微生物

通过生物信息学技术预测铜绿假单胞菌噬菌体内溶素的作用机制孙卫忠，胡晓梅，贤才，饶谭银玲，陈志谨，丛延广，胡福泉工程实验室，庆 403 )重 00 8

摘

要：目的

对2 0种铜绿假单胞菌噬菌体基因组中可能的内溶素基因进行生物信息学分析，探讨其可能的作用机

制。方法基因。结果

采用开放阅读框预测、同源检索、多重序列比对、蛋白质模型自动匹配等方法预测可能的内溶素及其内溶素相关通过铜绿假单胞菌噬菌体基因组进行分析，新发现 8种内溶素基因和 2种穴蛋白基因，对新发现基因的类型做利用生物信息学手段分析已知序列，可以迅速、方便、有效地确定未知基因的功能及作用方式。文献标识码：A

了相关推定。结论

关键词：噬菌体；内溶素；蛋白；穴生物信息分析中图法分类号：Q 5 Q 3 .8 R 1 .4 7; 9 9 4; 3 8 0

Bii f r a i r d c i n fe d lsn g ne’ u to n P- a r g n s a t ro h g s o n o m tc p e i to o n oy i e Sf nc i n i e u io a b ce ip a eS N W e zo g HU X a— e,R O Xa—a, A i—n,C N Z i i,C N a—u n,HU F—u n ( e U i h n, i m i A i ci T N Y nl g HE h-n O G Y nga g— o n i j uq a D—p r e t f ir i o y o ee o Me ii, hr la dc l nvri, h n qn 0 0 8 C ia at n o M c bo g,C l g f dc e T i Mi t y Me i i s y C o g ig 0 3, hn ) m o l l n d ir aU e t 4

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of dadaa z lt noy ngns s o oa rgns at o e v i y lh s o2 u a r—p ae.Meh d Frt, h ni p nra igf me( R )o su o o a eu ioa bcei h gs hgs to s i l te eteo e e dn r sy r a O F f ed m n sargns at o ae p rpwa r ditd. S c n l sp e c e e o d y,smia i lg me t i lrt a in ns,Cl saW lg me t n u o td k o e g— a e r ti y u t l ai n n s a d a t ma e n wl d e b s d p o en

m dl gw r efr e n nlzd e ut Eg t e n o s n oh l e e eef n no r o e n eep r m da daaye .R s l i w ed l i adt oi gn sw r o di u i o s hn yn w n ur s a c .T e g n u ci n wa n lz d s b e u nl .Co c u i n Bii fr ai r d c in i n ef ci e e e rh h e e fn t sa aye u s q e t o y n l so ono m t p e i t s a f t c o e vme h d t nd a d a ay e t e n wl e ue c d g n s Th e e d lsn a d oi e e o d wi e t o o f n n lz h e y s q n e e e . i e n w n oy i n h ln g n s we fun l b lh l f n f rh rsu y n h eae e e . e puli u t e t d i g t e r l td g n s

Ke r s:b ce o h g y wo d a t r p a e;e d l sn;h ln;b on o ai n y i i n oy i oi i if r tc a a ss m l

本室在前期工作中分离鉴定了 3株铜绿假单胞菌噬菌体，别命名为 PP、a2和 PP ( suo oa分 a 1PP a3 pedm nsarg oap ae。目前，源性噬菌体 P P eui s h g ) n溶 a 2和 P P a3

菌。噬菌体之所以能够导致宿主菌的裂解，然有一必类酶参与细胞壁裂解这个过程¨。而细胞壁是细菌 赖以生存的基础，能够

破坏细胞壁的酶类也就有可能成为潜在的抗感染药物 j。本研究拟通过生物信息学分析已完成测序的 1铜绿假单胞菌噬菌体基因 9种组，中发现可能与裂解细菌有关的内溶素与穴蛋白从基因，并对其作用机制进行初步的探讨。1材料与方法1 1数据来源 .所有分析的部分噬菌体基因组序列从 G n ak下载，中 eBn其噬菌体 B 3基因组 (录号： F 32 3由加利福尼亚州立工艺登 A 223 )

全基因组测序及基因注释工作已经初步完成，并提交到 G n ak eB n。裂解性噬菌体 PP a 1也已经完成了部分基因组测序。根据初步分析， 3种噬菌体中大多数预测的这基因为功能未知基因。因此，这些功能未知基因的分对析及功能验证成为我们当前所面临的主要任务之一。

在功能基因研究中，我们首先把目标集中在与噬菌体裂解细菌有关的内溶素与穴蛋白基因上。这是因为噬菌体是细菌的一类病毒，菌体感染宿主菌时首噬先需要穿过宿主菌的细胞壁肽聚糖层，者将其核酸或注入到宿主菌内进行复制。在完成复制、组装后，次再破坏宿主肽聚糖层，释放子代噬菌体，而感染新的细进基金项目：国家自然科学基金( 00 2 5 33 0 9 )S p ot y t ￣o a aua S ine F u d t n o h n 3] 1 5 u p r d b e N n l trl cec o n ai f ia(1￣ 2 ) e h N o C II 9

大学提交，噬菌体 D 3基因组 (录号： F 6 24登 A 15 1 )由加拿大皇后大学提交，噬菌体 D 12登录号： Y 9 0 5及噬菌体 F 1 3 1( A 3 40 ) l6 (登录号： Y 28 8 A 6 5 9 )由加拿大多伦多大学提交，菌体 p i噬 h C X(录号： B 0 5 0由日本信州大学提交， T登 A 085 )噬菌体 p iL hE(录号： J9 99、hK登 A 67 6 ) pi MV(录号： J0 5 8及 p iZ登 登 A 5 55 ) hK (

作者简介：孙卫忠，山东省禹城市人，男，博士研究生，讲师，主要从事功能基因组方面的研究。电话：03 6 723 Ema: u ezog5 16tm (2 )8529,— i sn w i n0@ 2.o l h

录号： F 9 0 1 3

种噬菌体基因组序列均由比利时鲁汶大学 A 39 1 )( a oao fGe e T c n lg,Kah l k nvri i L u e L b rtr o n e h oo y y toi e U iest t e v n, e e

通信作者：胡福泉，电话：0 3 6 7 2 4, - a: u q a@y o .o . n (2 ) 8 5 20 E m i h f un a o tm c l u h收稿日期：0 7 1—7;回日期：0 80 -3 2 0—0 1修 2 0 - 12

B L IM) E G U提交，菌体 19登录号： Q 6 9 4、 1 (噬 1 X( D 13 1 ) F0登录

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第三军医大学学报表 2新发现的噬菌体内溶素基因概况

第3 0卷

号： Q 6 9 2) F (录号：D 6 9 7) 6 (登录号： D 13 1、 8登 Q13 1、M D 13 1 ) P l Q 69 6、 a 1(登录号：D 69 5) a6 (录号： Q13 1、P l登D 13 1、P 7 (登录号：D 13 1、P7 (登录号： Q 69 9) a Q 69 8) a3

D 13 1 ) S 1M( Q 69 3及 D一登录号： Q13 2 ) D 6 90 9种噬菌体基因组序列均由加拿大 Mc i大学提交。另外噬菌体 P P、a 2 P P Gl l a l P P、a3基因组均由我室测序获得并保存，中噬菌体 PP (录号：其 a2登A 55 7 ) P P (录号： Y 73 2基因组序列已提交到 Y 7 74、a 3登 A 088 )Ge nBa k。 n

12分析方法 .在美国国立卫生研究院网站上采用 O Ff d r线软件 R i e在 n( t:/ w . cinm. i.gvgr gf hm )进行开放阅读 h p/ w w nb. l nh o/ of o .t 1 t/框 ( R )析；后对各 O F进行氨基酸或者核苷酸序列进 O F分然 R

22铜绿假单胞茵噬茵体内溶素序列比对及系统进 .化分析对预测的铜绿假单胞菌噬菌体内溶素基因编码的氨基酸序列在 G n ak进行同源检索和序列问比对， eBn并对其系统进化关系进行了分析。根据序列问比对分析来看，噬菌体 p iZ的 hK 2种内溶素和噬菌体 S 1M的 2种内溶素序列完全相同； D一噬菌体 F (49 8~3 4 p、 I ( 72 3~3 8 p和 p iL 8 3

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