[发明专利]噬菌体粘附蛋白

说明书

本发明涉及结合革兰氏阴性细菌的O‑抗原的噬菌体粘附蛋白，其缺乏结合噬菌体和水解脂多糖的能力。本发明还涉及核酸分子，其包括编码本发明蛋白质的序列。另外，本发明涉及用来产生本发明噬菌体粘附蛋白的方法。本发明还涉及所述蛋白质的用途以及检测、纯化和富集细菌的方法。

本申请是基于申请日为2009年7月3日，优先权日为2008年7月4日，申请号为200980125992.8，发明名称为：“新的噬菌体粘附蛋白”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种结合革兰氏阴性细菌O-抗原的噬菌体粘附蛋白，其缺少结合噬菌体和水解脂多糖的能力。本发明还涉及一种核酸分子其包括编码本发明蛋白质的序列。此外，本发明涉及产生本发明的噬菌体粘附蛋白的方法。本发明还涉及所述蛋白质的用途以及检测、纯化和富集细菌的方法。

发明背景

噬菌体是高度特异的病毒，其仅侵染细菌。侵染时，噬菌体利用粘着结构来与它们的细菌宿主结合。噬菌体的特异性由其自身的一系列蛋白质来定义，所述一系列的蛋白质对于与目标细胞的结合是重要的。噬菌体-细菌体系在自然界中已经进化了相当长的时间，因此噬菌体以高特异性的方式识别它们的宿主细菌，并且具有高水平的结合亲和性。

噬菌体特异地结合到细菌上是由于噬菌体粘附蛋白所引起的。噬菌体粘附蛋白特异地结合到位于细菌表面的不同的一群受体上。这些细菌表面受体可以为脂多糖成分，特别是革兰氏阴性细菌中的O-抗原或LPS核以及革兰氏阴性细菌表面的是荚膜多糖的K-抗原，革兰氏阳性细菌中的肽聚糖或磷壁酸或脂磷壁酸质成分，细菌的膜结合型蛋白，特殊细菌的突起物例如鞭毛、菌毛或伞部，或胞外成分例如被膜或粘液层，糖类，多糖基质，表面蛋白质层或细胞壁结合型蛋白。一些噬菌体粘附蛋白有酶活性，例如O-抗原或K- 抗原结合蛋白，而另外一些没有酶活性，例如噬菌体粘附蛋白结合膜结合型细菌蛋白质。

脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌外膜的一部分，其由脂质A、核心区和 O-抗原形成。O-抗原是细菌脂多糖最外表面暴露的部分，其由寡糖的重复单元形成，脂质A为锚定在外膜或革兰氏阴性细菌内的区域。与脂质A和核心区相比，O-抗原是细菌脂多糖中变化最多的部分。O-抗原结构中的巨大变化(几百种变体)提供了将对细菌的检测深入到血清群(serogroup)水平的一种根据。传统的细菌检测利用抗体来区分接近地相关菌株。例如，目前在本领域中，利用不同的抗血清已经将沙门氏菌属分为具有67种不同的O-抗原的 46种血清群(一些血清群被定义为多于一种的O-抗原的组合)。大肠杆菌数据库(ECODAB；Stenutz et al.,2006,FEMS Microbiol.Rev.30,382-403)列出了 178种不同的O-抗原。通常通过利用大肠杆菌的抗血清的经典凝集方法来鉴定大肠杆菌的血清型。天然存在的噬菌体利用细菌表面上的不同的受体来吸附到细菌细胞上。

噬菌体粘附蛋白包括至少两个功能域，其中N-端区域与噬菌体结合，C- 端区域与细菌表面的受体结合。当噬菌体粘附蛋白有酶活性，例如水解细菌的O-抗原或K-抗原时，该C-端区域也包含活性位点。然而，噬菌体粘附蛋白常包括多个域的模块式排列，经常可以观察到不同功能部分的同源性有不同。

在结合之后，结合O-抗原的噬菌体粘附蛋白显示出水解脂多糖O-抗原的水解活性。所述脂多糖的水解是噬菌体侵染时多糖层侵入过程中的一部分。涉及噬菌体侵染的另一个过程是所谓的“表面行走(surface walk)”过程。正在侵染的细菌进行所述的“表面行走”以找到适合于DNA注入的位于细菌表面的位点。上述两个生物学过程(多糖侵入和“表面行走”)均包括噬菌体的反复结合和释放。因此，所述噬菌体粘附蛋白和细菌表面的O-抗原的结合是由所述噬菌体粘附蛋白的水解活性所引起的可逆的结合。

高水平的结合亲和性使得噬菌体粘附蛋白可以用作“生物吸附剂”，实现无论是在自然界中存在的复杂环境中，还是在生物学样品例如食品中均可以特异性地结合细菌。