1 中文名称
肠杆菌噬菌体Mu
2 英文名称
Enterobacteria phage Mu;Mu
3 分类类型
种
4 分类
有尾噬菌体目>肌尾噬菌体科>Mu样噬菌体属>肠杆菌噬菌体Mu
5 GeneBank编号
[AF083977]
6 噬菌体Mu
噬菌体Mu是在用大肠杆菌测试P1溶原性时偶然发现的，由于它能引起突变，因而称为诱变噬菌体Mu。噬菌体Mu颗粒由20面体头和一个可收缩的类似于偶数噬菌体的尾组成，头直径540A，，收缩尾鞘长1000A，宽180A。尾终止于基板，基板有刺，放射出尾丝。噬菌体Mu作为温和噬菌体和转座子具有双重性质，它是已知最大和最有效的转座因子之一，利用非复制转座将DNA整合到宿主基因组，通过复制转座过程复制自己的基因组。已通过实验证明，噬菌体Mu是体内和体外研究转座的有效系统，在细菌和分子遗传学研究中是有用的工具。另外，噬菌体Mu有许多有趣的特性，它通过位点特异性重组转换DNA片段改变它的宿主范围和利用甲基化作为基因表达的正调节物。
7 噬菌体Mu DNA的遗传结构
病毒基因组为37kb的双链线状DNA分子，G+C含量为50%，但DNA中的碱基分布不均匀。当噬菌体DNA变性和复性时展现两个特有的特性。一类复性分子是线状双链，在分子的一端有非复性的单链分裂末端（SE），另一类分子有一复性的泡，称为G泡。复性的DNA片段可分为几个部分，来源于左末端长的双链片段叫α，在右末端短的片段叫β，α和β之间的单链片段构成G泡，未复性的可变末端叫做分裂末端（VE），分裂末端长度在500到3000bp之间。噬菌体Mu左右末端可变序列来源于宿主DNA的不同片段，这是噬菌体Mu
DNA随机整合到宿主基因组，后来又被头包装的结果。 α区包括基因组的左端到G片段的开始。左端第一个基因是免疫或阻遏基因c，因此这个末端也称为免疫末端，c和ner参与溶原和裂解发育的调节。C编码的阻遏物对一个溶原菌的建立和维持是必需的，提供溶原菌超感染免疫。ner是裂解阻遏物，是早期转录的负调节物。接着的A和B参与转座和复制，随后根据不同表型有6个次要或辅助功能的基因，它们分别为cim、kil、gam、sot、arm和lig。其中cim控制免疫性，kil负责杀死宿主细胞，cim和kil可能是相同基因的不同表型；gam抑制外切核酸酶消化噬菌体Mu DNA；sot刺激噬菌体Mu DNA的转染，可能与gam一致；arm扩大噬菌体DNA的复制，是刺激mini-Mu DNA复制的位置，在这个区域插入或缺失的突变噬菌体产生非常小的噬斑；lig能替代大肠杆菌T4连接酶，也能互补T4amG39突变体拓扑异构酶的活性。C为晚期转录的激活物，晚期基因表达必需C表达。lys在噬菌体发育末期裂解宿主细胞。D、E、H、F、G、I、T、J参与头的形态形成，T是主要头蛋白基因。K、L、M、N、P、Q、V、W、R、S、U参与尾的形态简称，L编码主要尾蛋白，包括尾鞘，基因K对决定尾的正常长度是必需的。G片段内包含s基因，s、s’、u和 u’是参与尾丝合成的基因。G片段倒位控制噬菌体的宿主范围。β区是右末端，包括gin、com和mom，其中gin催化G区的倒位；com是序列特异性mRNA结合蛋白，参与mom基因转录后调节；mom基因编码DNA的修饰功能，保护Mu噬菌体DNA免受限制。
8 Mu噬菌体的生活周期
Mu噬菌体能感染各种革兰氏阴性细菌，吸附敏感细胞的速率因条件而异，在37℃条件下，大多数吸附在45分钟内完成。如果感染的Mu噬菌体基因末端连接起来形成att位点，就能整合倒宿主DNA。
当Mu噬菌体感染一个敏感细菌时，首先注入DNA右端，感染的噬菌体可以裂解发育产生许多子代噬菌体，也可以形成溶原菌，溶原性主要由阻遏基因c决定。Mu噬菌体的独特特性是，不论它是作为前噬菌体形式存在，还是在裂解复制中，其基因组总是整合宿主DNA中。感染之后，可看到两种形式的整合。感染5-10分钟内观察到高频率整合，导致裂解性生长。低频率整合导致形成稳定的溶原菌，可以持续很长时间。高频率整合需要基因A合B，而B突变仅减少溶原化10倍。Mu噬菌体的溶原化不是一个非常有效的过程，据测定，单个感染循环中绝大多数细胞倍杀死，只有1%-10%的细胞存活成为溶原菌。
9 Mu噬菌体发育的调节
Mu噬菌体感染敏感菌株或热诱导阻遏基因ts突变的溶原菌，起始发育裂解的时间相同。在42C，25分钟开始产生噬菌体，50-60分钟裂解完成，裂解量150-200。Mu噬菌体发育的时间随生长条件而变化，特别是对细胞浓度敏感，因此在不同实验条件下，发育时间可以增加或减少。Mu噬菌体的裂解发育受早、中、晚转录的调节控制。在整个裂解循环中，Mu噬菌体基因组的转录几乎仅从右向转录，噬菌体的产生需要宿主RNA聚合酶。
10 转座机制
Mu噬菌体是最大和最有效的转座因子之一，它编码两个转座蛋白，一个是由663个氨基酸残基组成的MuA蛋白，或称为转座酶（75kDa），另一个是MuB蛋白。转座酶可分成功能不同的3个结构域。结构域I（1-247aa）负责两个DNA的识别功能，结构域I α（1-77 aa）是一个右翼的螺旋-转角-螺旋结构域，结合类似增强子的DNA，在转座装配时，通常需要这样的相互作用。结构域Iβ（77-247aa）是一个二分位点DNA特异性DNA结构域，它识别紧位于基因组末端的6个转座结合位点（att位点）。结构域II（248-574aa）是Mu噬菌体转座酶的核心区，其中结构域IIα（248-490aa）含有许多在其它转座酶和整合酶中发现的DDE基序，这种DDE基序与二价金属离子的结合有关，可能在催化中起关键作用。
结构域IIβ（491-574aa）含有大的正电荷区，暴露于他的表面，负责结构域II的非特异性DNA结合活性。结构域III（575-663aa）也有两个功能区，结构域IIIα（576-603aa）具有非特异性DNA结合和核酸酶活性，与各自转座酶单体的DDE基序相结合，形成供体切割的活性部位。结构域IIIβ和MuB相互作用，促进链转移。