バクテリオファージHK97 GP6の結晶構造：ヘッドテールコネクタタンパク質の大ファミリーを定義する

長尾の二本鎖DNAバクテリオファージの形態形成の最後のステップは、DNAに満たされた頭の尾の結合です。コネクタは、尾の付着の界面として機能する頭の特殊な構造であり、感染中に頭からのDNAの出口のポイントとして機能します。ここでは、バクテリオファージHK97のGP6の2.1 A結晶構造の決定を報告します。構造比較、機能研究、およびバイオインフォマティック分析を通じて、GP6は、バクテリオファージSPP1のよく特徴付けられたコネクタコンポーネントであるGP15に進化的に関連するファージHK97のコネクタの成分であると判断されました。GP15の構造は単量体の形で解決されましたが、GP6はコネクタタンパク質に予想される寸法を伴うオリゴマー環として結晶化しました。このリングは13のサブユニットで構成されていますが、ファージ内のコネクタの対称性とは一致しませんが、この構造のシーケンス保存とモデリングは、SPP1コネクタの凍結電子顕微鏡密度へのモデリングを示しています。成熟ファージ粒子内のサブユニット。シーケンスの検索とゲノム位置分析を通じて、GP6は長尾のファージに存在するコネクタタンパク質の大規模ファミリーのメンバーであると判断しました。また、HK97のGP7を、このファージのコネクタの2番目の成分であるファージSPP1のGP16のホモログとして特定しました。これらのタンパク質は、コネクタアセンブリに関与する別の大型タンパク質ファミリーのメンバーです。

The final step in the morphogenesis of long-tailed double-stranded DNA bacteriophages is the joining of the DNA-filled head to the tail. The connector is a specialized structure of the head that serves as the interface for tail attachment and the point of egress for DNA from the head during infection. Here, we report the determination of a 2.1 A crystal structure of gp6 of bacteriophage HK97. Through structural comparisons, functional studies, and bioinformatic analysis, gp6 has been determined to be a component of the connector of phage HK97 that is evolutionarily related to gp15, a well-characterized connector component of bacteriophage SPP1. Whereas the structure of gp15 was solved in a monomeric form, gp6 crystallized as an oligomeric ring with the dimensions expected for a connector protein. Although this ring is composed of 13 subunits, which does not match the symmetry of the connector within the phage, sequence conservation and modeling of this structure into the cryo-electron microscopy density of the SPP1 connector indicate that this oligomeric structure represents the arrangement of gp6 subunits within the mature phage particle. Through sequence searches and genomic position analysis, we determined that gp6 is a member of a large family of connector proteins that are present in long-tailed phages. We have also identified gp7 of HK97 as a homologue of gp16 of phage SPP1, which is the second component of the connector of this phage. These proteins are members of another large protein family involved in connector assembly.