隻有尾巴的“噬菌體”還(hái)能(néng)殺菌嗎？

對(duì)噬菌體有所了解的朋友們應該都(dōu)清楚，有尾噬菌體的結構主要包括由包裹著(zhe)遺傳物質的衣殼蛋白組成(chéng)的頭部和長(cháng)尾、肌尾、短尾等不同形态的尾部結構。那如果沒(méi)有了頭部、隻保留尾部的“噬菌體”還(hái)會(huì)有殺菌的效果嗎？它們和正常結構的噬菌體之間又有什麼(me)樣的進(jìn)化關系呢？今天小編就(jiù)來給大家解解惑！
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什麼(me)是噬菌體尾部樣細菌素（PTLBs）？
簡單點說(shuō)，可以認爲PTLB是一種(zhǒng)缺陷型的溶原噬菌體，它們是噬菌體尾部的結構同源物。PTLB廣泛存在于細菌基因組中，随著(zhe)時(shí)間的推移，它們已經(jīng)獨立進(jìn)化并可以産生細菌素。PTLB是由絲裂黴素C通過(guò)細菌的DNA損傷或SOS反應誘導的，它通過(guò)釋放diffocin和破壞膜電位殺死競争細菌。根據其結構特點，PTLB可以被分爲R型和F型，R型的結構特征是一個非柔性的可收縮納米管，與肌尾噬菌體的尾部結構類似；F型(柔性型)具有柔性非收縮杆狀結構，與長(cháng)尾噬菌體的尾部結構類似。

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PTLB與噬菌體的進(jìn)化關系
不同的噬菌體尾部結構與不同類型的PTLB相似，比如噬菌體PS17，TP901-1和 lambda的尾部分别類似于R型pyocins、F型monocins和F型pyocins。結構上的相似性說(shuō)明PTLB和噬菌體尾部之間存在著(zhe)進(jìn)化關系。例如丁香假單胞菌噬菌體PS17和R型pyocin有相似的結構，都(dōu)有6根尾絲蛋白附著(zhe)在尾管結構上；R型pyocin識别的受體是與可以與PS17發(fā)生相互作用的脂多糖；這(zhè)兩(liǎng)者在形态結構和受體特異性表明它們具有共同的特征。Nakayama等人通過(guò)分析位于PAO1染色體上核苷酸序列研究了噬菌體和pyocin之間的關系，結果顯示R型pyocin與P2噬菌體有對(duì)應關系，F型pyocin與lambda噬菌體有對(duì)應關系。通過(guò)誘導SOS反應可産生和釋放PTLB，這(zhè)一點也和溶原噬菌體類似，同樣支持了它們來自缺乏衣殼基因和複制能(néng)力的缺陷型前噬菌體的事(shì)實。目前普遍認爲人們PTLB在形成(chéng)後(hòu)發(fā)生了各種(zhǒng)各樣的适應性進(jìn)化，使得它們具有更有效地破壞細胞膜電位的能(néng)力。

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PTLB的作用機制
PTLB是一種(zhǒng)導緻宿主細胞膜去極化和殺死細胞的窄譜抗菌劑。PTLB和噬菌體共有的關鍵決定因素之一是受體結合域(RBP)，識别細胞表面(miàn)特定的受體，如蛋白質、多糖(脂多糖、莢膜多糖)，菌毛或鞭毛等結構。R型PTLB的殺菌機制類似于肌尾噬菌體將(jiāng)DNA遞送到細胞内的過(guò)程。R型PTLB的作用機制包括通過(guò)尾絲（tail fiber）中的RBP與細胞表面(miàn)的受體結合，導緻尾鞘收縮；随後(hòu)，它通過(guò)尾針蛋白（tail spike）穿過(guò)細胞膜將(jiāng)内核強行穿過(guò)宿主細胞膜。形成(chéng)通道(dào)導緻的離子流動，破壞了細胞膜内的離子濃度梯度，最終導緻細胞死亡。F型不具有收縮的功能(néng)，因此不能(néng)直接穿透細胞膜，它們通過(guò)分泌某種(zhǒng)單一粒子在細胞膜上形成(chéng)通道(dào)，從而擾亂細胞呼吸和膜電位來殺死細菌。

小結
PTLB是具有一定應用潛力的抗菌物質，也是研究的熱點方向(xiàng)。它們在細菌裡(lǐ)面(miàn)廣泛存在并且方便進(jìn)行基因工程改造。PTLB是不含噬菌體衣殼和遺傳物質的，它們不是生命體，而是一種(zhǒng)大分子蛋白類物質。但是它們的殺菌機制與噬菌體識别和吸附宿主的過(guò)程類似，都(dōu)有很強的特異性，因此也會(huì)存在一個宿主譜窄的問題。目前有關PTLB的研究還(hái)都(dōu)停留在實驗室水平，沒(méi)有臨床試驗結果的支持。所以，具體未來前景如何，我們可以期待一下！