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Enterobakteriophage Qbeta TEM Aufnahme von Phage Qβan Sexpilus eines ColibakteriumsSystematikKlassifikation VirenRealm R

Enterobakteriophage Qbeta

Enterobakteriophage Qbeta

TEM-Aufnahme von Phage Qβ
an Sexpilus eines Colibakteriums

Systematik
Taxonomische Merkmale
Wissenschaftlicher Name
Qubevirus durum
Kurzbezeichnung
Qβ
Links
NCBI Taxonomy: 39803
ICTV Taxon History: 201853755

Escherichia-Virus Qbeta, offiziell Qubevirus durum (veraltet Enterobacteriophage Qbeta, Bakteriophage Qβ, Coliphage Qβ), kurz Qβ, besitzt ein einzelsträngiges lineares RNA-Genom, das in einem ikosaedrischen Kapsid mit einem Durchmesser von 25 nm verpackt ist. Sein Wirt ist das Bakterium Escherichia coli (Colibakterium). Phage

Schemazeichnung eines Virusteilchens der Familie Leviviridae (Querschnitt und Seitenansicht)

Qβ ist eine Spezies der Gattung Qubevirus (früher Allolevivirus) und gehört mit ihr zu einer Familie eng verwandter bakterieller Viren mit der Bezeichnung Fiersviridae (früher Leviviridae genannt). Phage Qβ dringt in seine Wirtszelle ein, nachdem er sich an die Seite eines F-Pilus (Sexpilus) gebunden hat.

Genom Bearbeiten

Genom des Enterobakterien-Phagen Qß als Beispiel für ein Qubevirus (veraltet Allolevivirus)

Das Genom von Qβ ist 4215 Nukleotide lang. Es hat drei offene Leserahmen (Open Reading Frames, ORFs) und kodiert vier Proteine: A1, A2, CP und qβ(-Replikase). Das Genom ist stark strukturiert, was einerseits die Genexpression reguliert und andrerseits das Genom vor zerstörerischen RNasen der Wirtszelle schützt.

Protein A2 Bearbeiten

A2 wird aufgrund seiner Lyse-Aktivität als Reifungsprotein bezeichnet. Pro Viruspartikel (Virion) gibt es eine Kopie von A2. Der Mechanismus der Lyse ist dem des Penicillins ähnlich; A2 hemmt die Bildung von Peptidoglycan durch Hemmung (Inhibierung) des Enzyms UDP-N-Acetylglucosamin-1-carboxyvinyltransferase (MurA), das den ersten Schritt der Peptidoglycan-Synthese katalysiert.

A2 funktioniert auch bei der Erkennung von Wirtszellen und dem Eindringen in die Wirtszelle. Wenn A2 an den Sexpilus des Bakteriums bindet, spaltet sich A2 und bahnt einen Weg, indem es eine Pore in der Zellwand des Wirts bildet.

RNA-Polymerase Bearbeiten

Die RNA-Polymerase, die sowohl den Plus- als auch den Minus-RNA-Strang repliziert, ist ein Komplex aus vier Proteinen: Die Beta-Untereinheit (qβ-Replikase) wird vom Phagen selbst kodiert, während die anderen drei Untereinheiten vom Bakteriengenom kodiert werden: die Alpha-Untereinheit (ribosomales Protein S1), die Gamma-Untereinheit (Elongationsfaktor Tu, EF-Tu) und die Delta-Untereinheit (Elongationsfaktor Ts, EF-Ts).

Nutzung Bearbeiten

RNA aus Bakteriophage Qβ wurde von Sol Spiegelman in Experimenten verwendet, die eine schnellere Replikation und damit kürzere RNA-Stränge evolutionär begünstigten. Am Ende bildete sich Spiegelmans Monster, eine sich selbst replizierende RNA-Kette von nur 218 Nukleotiden.

Im März 2020 wurde über Versuche des Forschungsverbunds Berlin berichtet, mit Hilfe modifizierter leerer Kapsidhüllen von Qβ Antikörper gegen Influenza- und Coronaviren (wie den Verursacher der COVID-19-Pandemie, SARS-CoV-2) zu entwickeln. Eine Übersicht über die Entwicklung von Vakzinen aus Qβ-abgeleiteten VLPs (virus-like particles) findet sich bei Bachmann, Storni et al. (2020).

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ ICTV: ICTV Master Species List 2020.v1, New MSL including all taxa updates since the 2019 release, March 2021 (MSL #36)
  2. ↑ ICTV: ICTV Master Species List 2019.v1, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35)
  3. ICTV Master Species List 2018b v1 MSL #34, Feb. 2019
  4. ↑ Kashiwagi A, Yomo T: Ongoing phenotypic and genomic changes in experimental coevolution of RNA bacteriophage Qβ and Escherichia coli. In: PLoS Genetics. 7. Jahrgang, Nr. 8, August 2011, S. e1002188, doi:10.1371/journal.pgen.1002188, PMID 21829387, PMC 3150450 (freier Volltext).
  5. J. van Duin, N. Tsareva: The Bacteriophages. Hrsg.: R. L. Calendar. Second Auflage. Oxford University Press, 2006, ISBN 0-19-514850-9, Single-stranded RNA phages. Chapter 15, S. 175–196.
  6. Scientists Create Phage Capsid Nanoparticles That Prevent Viral Infection, auf: SciTechDaily vom 31. März 2020
  7. Influenza and Coronavirus Demise Could Lie with Phage Nanoparticles, auf: genengnews.com (GEN) vom 31. März 2020
  8. Daniel Lauster et al.: “Phage capsid nanoparticles with defined ligand arrangement block influenza virus entry”, in: Nature Nanotechnology vom 30. März 2020, doi:10.1038/s41565-020-0660-2
  9. Martin F. Bachmann, Federico Storni et al: Vaccine against peanut allergy based on engineered virus-like particles displaying single major peanut allergens, in: Journal of Allergy and Clinical Immunology, Band 145, Nr. 4, April 2020, S. 1240-1253.e3, doi:10.1016/j.jaci.2019.12.007, PDF
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Veröffentlichungsdatum:
Enterobakteriophage QbetaTEM Aufnahme von Phage Qban Sexpilus eines ColibakteriumsSystematikKlassifikation VirenRealm Riboviria 3 Reich Orthornavirae 2 Phylum Lenarviricota 2 Klasse Leviviricetes 1 Ordnung Norzivirales 1 Familie Fiersviridae 1 Gattung Qubevirus 1 Art Qubevirus durumTaxonomische MerkmaleGenom ssRNA linearBaltimore Gruppe 4Symmetrie ikosaedrischWissenschaftlicher NameQubevirus durumKurzbezeichnungQbLinksNCBI Taxonomy 39803ICTV Taxon History 201853755Escherichia Virus Qbeta offiziell Qubevirus durum veraltet Enterobacteriophage Qbeta Bakteriophage Qb Coliphage Qb kurz Qb besitzt ein einzelstrangiges lineares RNA Genom das in einem ikosaedrischen Kapsid mit einem Durchmesser von 25 nm verpackt ist Sein Wirt ist das Bakterium Escherichia coli Colibakterium PhageSchemazeichnung eines Virusteilchens der Familie Leviviridae Querschnitt und Seitenansicht Qb ist eine Spezies der Gattung Qubevirus fruher Allolevivirus und gehort mit ihr zu einer Familie eng verwandter bakterieller Viren mit der Bezeichnung Fiersviridae fruher Leviviridae genannt Phage Qb dringt in seine Wirtszelle ein nachdem er sich an die Seite eines F Pilus Sexpilus gebunden hat 4 Inhaltsverzeichnis 1 Genom 1 1 Protein A2 1 2 RNA Polymerase 2 Nutzung 3 EinzelnachweiseGenom Bearbeiten nbsp Genom des Enterobakterien Phagen Qss als Beispiel fur ein Qubevirus veraltet Allolevivirus Das Genom von Qb ist 4215 Nukleotide lang Es hat drei offene Leserahmen Open Reading Frames ORFs und kodiert vier Proteine A1 A2 CP und qb Replikase Das Genom ist stark strukturiert was einerseits die Genexpression reguliert und andrerseits das Genom vor zerstorerischen RNasen der Wirtszelle schutzt 4 Protein A2 Bearbeiten A2 wird aufgrund seiner Lyse Aktivitat als Reifungsprotein bezeichnet Pro Viruspartikel Virion gibt es eine Kopie von A2 Der Mechanismus der Lyse ist dem des Penicillins ahnlich A2 hemmt die Bildung von Peptidoglycan durch Hemmung Inhibierung des Enzyms UDP N Acetylglucosamin 1 carboxyvinyltransferase MurA das den ersten Schritt der Peptidoglycan Synthese katalysiert A2 funktioniert auch bei der Erkennung von Wirtszellen und dem Eindringen in die Wirtszelle Wenn A2 an den Sexpilus des Bakteriums bindet spaltet sich A2 und bahnt einen Weg indem es eine Pore in der Zellwand des Wirts bildet RNA Polymerase Bearbeiten Die RNA Polymerase die sowohl den Plus als auch den Minus RNA Strang repliziert ist ein Komplex aus vier Proteinen Die Beta Untereinheit qb Replikase wird vom Phagen selbst kodiert wahrend die anderen drei Untereinheiten vom Bakteriengenom kodiert werden die Alpha Untereinheit ribosomales Protein S1 die Gamma Untereinheit Elongationsfaktor Tu EF Tu und die Delta Untereinheit Elongationsfaktor Ts EF Ts 5 Nutzung BearbeitenRNA aus Bakteriophage Qb wurde von Sol Spiegelman in Experimenten verwendet die eine schnellere Replikation und damit kurzere RNA Strange evolutionar begunstigten Am Ende bildete sich Spiegelmans Monster eine sich selbst replizierende RNA Kette von nur 218 Nukleotiden Im Marz 2020 wurde uber Versuche des Forschungsverbunds Berlin berichtet mit Hilfe modifizierter leerer Kapsidhullen von Qb Antikorper gegen Influenza und Coronaviren wie den Verursacher der COVID 19 Pandemie SARS CoV 2 zu entwickeln 6 7 8 Eine Ubersicht uber die Entwicklung von Vakzinen aus Qb abgeleiteten VLPs virus like particles findet sich bei Bachmann Storni et al 2020 9 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d ICTV ICTV Master Species List 2020 v1 New MSL including all taxa updates since the 2019 release March 2021 MSL 36 a b ICTV ICTV Master Species List 2019 v1 New MSL including all taxa updates since the 2018b release March 2020 MSL 35 ICTV Master Species List 2018b v1 MSL 34 Feb 2019 a b Kashiwagi A Yomo T Ongoing phenotypic and genomic changes in experimental coevolution of RNA bacteriophage Qb and Escherichia coli In PLoS Genetics 7 Jahrgang Nr 8 August 2011 S e1002188 doi 10 1371 journal pgen 1002188 PMID 21829387 PMC 3150450 freier Volltext J van Duin N Tsareva The Bacteriophages Hrsg R L Calendar Second Auflage Oxford University Press 2006 ISBN 0 19 514850 9 Single stranded RNA phages Chapter 15 S 175 196 Scientists Create Phage Capsid Nanoparticles That Prevent Viral Infection auf SciTechDaily vom 31 Marz 2020 Influenza and Coronavirus Demise Could Lie with Phage Nanoparticles auf genengnews com GEN vom 31 Marz 2020 Daniel Lauster et al Phage capsid nanoparticles with defined ligand arrangement block influenza virus entry in Nature Nanotechnology vom 30 Marz 2020 doi 10 1038 s41565 020 0660 2 Martin F Bachmann Federico Storni et al Vaccine against peanut allergy based on engineered virus like particles displaying single major peanut allergens in Journal of Allergy and Clinical Immunology Band 145 Nr 4 April 2020 S 1240 1253 e3 doi 10 1016 j jaci 2019 12 007 PDF Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Enterobakteriophage Qbeta amp oldid 232172246