BP25 一种噬菌体MS2的结构

目标:阐明一种复杂的生物结构,噬菌体。

噬菌体是一种病毒,它首先感染细菌,然后在里面繁殖。

最简单的噬菌体——噬菌体 MS2是一种RNA病毒:在蛋白质外壳里有一条含有3569个核苷的RNA单链。这条RNA长链中包含 了病毒繁殖所需的全部遗传材料。

 

  由于基因组很有限,在合成蛋白质外壳时,要求高度的对称性。这种噬菌体是直径大约28nm的球,该球是一个20面体结构。这个20面体是由20个三角形构成的理想球体。

左图是这种噬菌体的示意图, 包括病毒外壳上的重复单元——三个包装蛋白质 A、B、C,一些对称元素(五边形代表了一个五维折叠轴,三角形代表了一个三维折叠轴, 椭圆代表了两维轴)。

右图说明了这三种包装蛋白质的三维空间结构(A红,B绿,C蓝)。每个表层蛋白质是由一系列β-折叠和两个α-螺旋构成的。这三个蛋白质几乎是相同的。

主要的区别在于二级结构间的环区域。RNA被β-折叠保护着与外界分开。α-螺旋起了支持蛋白质外壳的作用。这两个结构都基于噬菌体MS2晶体结构的确定[参考: Valegård et al., Nature 345,36 (1990), 蛋白质数据库编码 2ms2].

 

基于晶体结构的三维模型[(图BP 7, 9, 13-15, 18, 24-25) 是靠 MOLSCRIPT (P.J.Kraulis, Appl.Cryst. 24, 946 (1991)) 和 RASTER3D (E.A. Merrit & M.E.P. Murphy, Acta. Cryst. D50, 869 (1994)]坐标在蛋白质数据库中有提供。(F.C. Bernstein et al., J. Mol. Biol. 112, 535 (1977), Internet address: http://www.pdb.bnl.gov).