Analýza genomu a proteomu polyvalentního stafylokokového bakteriofága 812

EYER, Luděk, Roman PANTŮČEK, Vladislava RŮŽIČKOVÁ, Petr KAŠPÁREK, Hana KONEČNÁ, Zbyněk ZDRÁHAL, Jan PREISLER a Jiří DOŠKAŘ. Analýza genomu a proteomu polyvalentního stafylokokového bakteriofága 812. Informační listy Česko-Slovenské genetické společnosti Gregora Mendela. Brno: Brno MU Přírodovědecká fakulta., 2005, roč. 28, č. 1, s. 7. ISSN 1210-6267.

Základní údaje

• Originální název: Analýza genomu a proteomu polyvalentního stafylokokového bakteriofága 812
• Název anglicky: Genomic and proteomic characterization of polyvalent staphylococcal bacteriophage 812
• Autoři: EYER, Luděk (203 Česká republika), Roman PANTŮČEK (203 Česká republika), Vladislava RŮŽIČKOVÁ (203 Česká republika), Petr KAŠPÁREK (203 Česká republika), Hana KONEČNÁ (203 Česká republika), Zbyněk ZDRÁHAL (203 Česká republika), Jan PREISLER (203 Česká republika) a Jiří DOŠKAŘ (203 Česká republika, garant).
• Vydání: Informační listy Česko-Slovenské genetické společnosti Gregora Mendela. Brno, Brno MU Přírodovědecká fakulta. 2005, 1210-6267.

Další údaje

• Originální jazyk: čeština
• Typ výsledku: Článek v odborném periodiku
• Obor: Genetika a molekulární biologie
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Kód RIV: RIV/00216224:14310/05:00012379
• Organizační jednotka: Přírodovědecká fakulta
• Klíčová slova anglicky: bacteriophage; phage therapy; MALDI-TOF; proteomics; genome
• Štítky: Bacteriophage, genome, MALDI-TOF, phage therapy, proteomics

Anotace

Bakteriofág 812, zástupce čeledi Myoviridae, je virulentní polyvalentní fág s širokým rozmezím hostitelů, zahrnujícím kmeny a druhy rodu Staphylococcus. Tyto vlastnosti jej činí vhodným kandidátem pro fágovou terapii stafylokokových infekcí. Tato práce byla zaměřena na srovnání genomu a proteomu standardního typu fága 812, jeho mutant v rozmezí hostitele a příbuzných fágů U16, SK311, 131 a Twort s cílem objastnit molekulární základ jejich rozdílného hostitelského rozmezí. Genomy uvedených fágů tvořené lineární dvouřetězcovou DNA o velikosti 145 kb byly srovnávány pomocí restrikční analýzy. Úseky vykazující u jednotlivých fágů rozdíly byly pak charakterizovány detailně. Pro účely proteomických studií byla použita 1-D SDS-PAGE. Nalezené proteiny byly identifikovány metodou peptidového mapování s využitím MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie. Srovnáním fágových genomů byly zjištěny vedle nukleotidových substitucí též rozsáhlejší přestavby sekvencí DNA. Inzerce a delece o velikosti ~1 až 3 kb byly nalezeny převážně v nekódujících terminálních sekvencích DNA fágů s odlišným rozmezím hostitele. Nalezené změny v genomové DNA byly korelovány s proteinovým složením fágů. Použitím 1-D SDS-PAGE bylo nalezeno více než 20 strukturních proteinů o velikosti cca 15-120 kDa. Metodou peptidového mapování bylo identifikováno 7 proteinů. Dva z nich byly určeny jako hlavní kapsidový protein (51,2 kDa) a protein bičíkové pochvy (64,4 kDa), funkce ostatních identifikovaných proteinů není dosud známa. Všechny tyto proteiny vykazují vysokou sekvenční shodu s odpovídajícími proteiny polyvalentních stafylokokových fágů Twort a K a také s fágy A511 Listeria monocytogenes a LP65 Lactobacillus plantarum. Pomocí SDS-PAGE byly prokázány rozdíly v molekulové hmotnosti proteinů bičíkové pochvy fágů 812, SK311 a U16. Strukturní změny proteinů bičíkové pochvy by mohly být odpovědné za rozdílné hostitelské rozmezí polyvalentních bakteriofágů.

Anotace anglicky

Virulent and polyvalent staphylophage 812, a member of Myoviridae family, exhibits strong lytic activity on a broad host range of Staphylococcus species, thus being a suitable candidate for treatment of staphylococcal infections. Genome of this phage is represented by linear 145 kb dsDNA. Our study was focused on genome and proteome comparison of 812 wild-type phage, its host-range mutants and related phages U16, 131 and SK311 with the aim to explain molecular basis of differences in their host-range. Comparison of the phage genomes revealed several rearrangements of DNA sequences as well as single nucleotide substitutions in different parts of the genomes. Nucleotide insertions and deletions of various size (~1 to 3 kb) were most frequently found in non-coding terminal genomic regions in phages with different host range. We tried to find possible correlations between mutational changes on DNA and proteome composition of the phages. After SDS-PAGE separation of phage virions digests 15 protein bands with the mass ranging from 15 to 80 kDa were identified. Twelve bands were excised for further analysis by in-gel digestion with consecutive MALDI-TOF MS. Three of the proteins designated 812_mtsp (64.4 kDa), 812_mcp (51.2 kDa) and 812_ORF8 (15.9 kDa) were identified by peptide mapping. Two of them were determined as the major capsid protein and the major tail sheath protein, respectively. Both the proteins show high similarity with the corresponding proteins of the staphylococcal polyvalent phages TWORT and K as well as those of Listeria monocytogenes phage A511. SDS-PAGE revealed size differences of the tail sheat proteins in phages 812, SK311 and U16 which substantially differ in their host range. Thus, the structural changes of tail sheat proteins should be considered as a factor influencing the host range of polyvalent staphylophages.

Návaznosti

• GA203/03/0515, projekt VaV: Název: Integrovaná analýza genomu a proteomu terapeuticky významných bakteriofágů kombinací elektroforézy a hmotnostní spektrometrie

Investor: Grantová agentura ČR, Integrovaná analýza genomu a proteomu terapeuticky významných bakteriofágů kombinací elektroforézy a hmotnostní spektrometrie

• MSM0021622415, záměr: Název: Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací