λ噬菌體的裂解性和溶原性

1、病毒生物學(xué)生命科學(xué)學(xué)院噬菌體的裂解性和溶原性的基因調(diào)控機(jī)制姓名：學(xué)號: 班級：專業(yè):摘要噬菌體（phage）有兩種生存策略，一種通過感染宿主細(xì)胞，產(chǎn)生大量的子代噬菌體，同時宿主細(xì)胞裂解死亡，這種方式稱為裂解性感染。另一種是噬菌體的基因組以一種原噬菌體的方式潛伏于細(xì)菌中，這種增值方式稱為溶原態(tài)（lysogeny）。噬菌體的裂解發(fā)育、溶原發(fā)育和溶原發(fā)育到裂解發(fā)育的誘導(dǎo)是研究生物分子調(diào)節(jié)優(yōu)異的模型。經(jīng)過四十多年的研究，在這個模型中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了眾多的正調(diào)節(jié)因子和負(fù)調(diào)節(jié)因子在轉(zhuǎn)錄水平或轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。關(guān)鍵詞: 噬菌體、裂解性、溶原性目錄1.摘要22. 噬菌體的結(jié)構(gòu)組成32.1殼體結(jié)構(gòu) 32.2噬菌體

2、的核心33. 噬菌體的生活周期63.1 噬菌體DNA復(fù)制63.2噬菌體的轉(zhuǎn)錄調(diào)控73.3噬菌體的溶原性感染 93.3.1噬菌體溶原化狀態(tài)的建立93.3.2噬菌體基因組的整合113.3.3原噬菌體的割離123.3.4裂解性-溶原性選擇決定154. 參考文獻(xiàn)161951年 Esther Lederberg 發(fā)現(xiàn)E.coli K12菌株經(jīng)UV誘發(fā)或偶爾自發(fā)放出噬菌體。 E.coli K12中有潛伏的、無感染能力狀態(tài)的噬菌體，稱原噬菌體。將這種噬菌體命名為。侵染E.coli后可進(jìn)入裂解周期（lytic cycle）或溶原周期（lysogeny）。2. 噬菌體的結(jié)構(gòu)組成2.1殼體結(jié)構(gòu)噬菌體是有尾噬菌體，

3、殼體由頭部和尾部組成，頭部和尾部通過頸部相連。頭部通常呈二十面體對稱，直徑為60nm左右；尾部呈螺旋對稱，無收縮性。噬菌體頭部蛋白主要有g(shù)pE(38kD)和gpD(12kD)，他們以非二硫鍵進(jìn)行共價連接。2.2噬菌體的核心噬菌體核心包含線狀dsDNA，分子量為30.8MD，含有48502bp，其雙鏈DNA的兩5端叫做m端, 末端堿基為G，為左向或反時針方向轉(zhuǎn)錄的鏈。R鏈或右鏈5端稱為m端，末端堿基為A。DNA被注入到宿主細(xì)胞后，可借助兩5端單鏈的氫鍵締合和連接酶的作用形成閉合環(huán)狀DNA。由于噬菌體即可進(jìn)行裂解生長，也可進(jìn)入溶原化狀態(tài)，因此噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)是與它的這些特性相適應(yīng)的，其中一些基因

4、決定裂解生長，另一些基因決定噬菌體的溶原化，甚至還有一些基因可以對這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變行使調(diào)節(jié)作用。噬菌體基因組DNA總長度為48502bp，呈線狀，當(dāng)其DNA進(jìn)入細(xì)胞后和基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時則呈環(huán)狀。根據(jù)DNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可將66個可編碼的基因分成3個功能區(qū)(functional block)：右邊的功能區(qū)參與衣殼形成和DNA復(fù)制，稱為右操縱子區(qū)；左邊的功能區(qū)與裂解生長和溶原化功能有關(guān)，xc 稱為左操縱子區(qū)，中央功能區(qū)是基因組調(diào)控操縱子區(qū)，也稱為免疫操縱子區(qū)。左圖為噬菌體的基因圖。（1）右操縱子區(qū) A至J為構(gòu)成衣殼蛋白的基因，其中S、R基因與裂解作用有關(guān)。O、P為DNA復(fù)制基因，與復(fù)制原點(diǎn)(ori)靠

5、近，Q為抗終止因子基因。（2）中央調(diào)控操縱子區(qū) cI為阻遏物基因，其基因產(chǎn)物是噬菌體基因組早期轉(zhuǎn)錄的阻抑物；cro為操縱基因OL和OR的阻抑物基因，其蛋白產(chǎn)物通過OR可抑制左向cI基因的轉(zhuǎn)錄。c基因產(chǎn)物能激活cI和int轉(zhuǎn)錄，與噬菌體進(jìn)入或維持溶原化狀態(tài)有關(guān)。（3）左操縱子區(qū) N是抗轉(zhuǎn)錄終止基因，N基因產(chǎn)物能拮抗早期轉(zhuǎn)錄終止子tR1、tR2和tL1、tL2，使PL和PR的轉(zhuǎn)錄作用各自越過終止子區(qū)而繼續(xù)向左和向右進(jìn)行延伸轉(zhuǎn)錄。exo和bet是位于red區(qū)域的兩個基因，常被稱為red基因，red為重組相關(guān)的基因，其基因產(chǎn)物為核酸外切酶，參與裂解生長早期所發(fā)生的重組，并能使DNA的型復(fù)制轉(zhuǎn)變?yōu)闈L環(huán)復(fù)

6、制。Gam為大腸桿菌外切核酸酶V的抑制物基因，gam基因產(chǎn)物可使宿主recB和recC基因編碼的外切核酸酶失活，而外切核酸酶V則降解由滾環(huán)復(fù)制所產(chǎn)生的線狀多聯(lián)體DNA。int是整合酶基因，int基因產(chǎn)物能識別宿主細(xì)胞染色體DNA和噬菌體基因組上相應(yīng)的att位點(diǎn)，并能催化二者的斷裂和再連接。Att位點(diǎn)稱為附著位點(diǎn)，在宿主細(xì)胞DNA上稱為attB，在噬菌體DNA上稱為attP, attB和attP位點(diǎn)分別有一段由15bp組成的同源核苷酸序列，借助同源性重組作用可使噬菌體基因組插入到宿主的染色體DNA上。Xis為切除酶基因。Int和xis基因產(chǎn)物共同作用，能使att位點(diǎn)發(fā)生重組，并將原噬菌體基因組D

7、NA從宿主染色體中切割下來，使噬菌體進(jìn)入裂解過程。在左區(qū)還有一個c基因，它的基因產(chǎn)物可行使c樣的功能，即激活cI和int的轉(zhuǎn)錄。在b2區(qū)域內(nèi)的一些基因不是噬菌體存活和感染所必需的，它們包括DNase、膜蛋白基因和int基因表達(dá)的調(diào)節(jié)位點(diǎn)。從噬菌體整個基因組來看，相鄰基因之間的終止位點(diǎn)和起始位點(diǎn)常發(fā)生重疊。如在ATGA序列中，TGA是前一個基因的終止密碼子，而ATG則是后一個基因的起始密碼子，像這樣的重疊結(jié)構(gòu)，噬菌體基因組中就有30個，整個基因組很少有非編碼區(qū)。表1  噬菌體主要的調(diào)節(jié)元件及調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的功能調(diào)節(jié)元件或調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物及功能PL,OL, PR,OR左右向轉(zhuǎn)錄的啟動

8、子和操縱子tR (1,2,3,4,5)右向轉(zhuǎn)錄的終止子tL(1,2)左向轉(zhuǎn)錄的終止子PRE C蛋白建立啟動子，受C蛋白調(diào)控PIint基因啟動子，受C蛋白調(diào)控PaQQ蛋白反義RNA啟動子，受C蛋白調(diào)控PRMC蛋白基因維持啟動子，受C濃度調(diào)控PR晚期轉(zhuǎn)錄的啟動子nutL, nutRN蛋白左右兩個反終止結(jié)合位點(diǎn)qutQ蛋白反終止結(jié)合位點(diǎn)croPL和PR的阻遏蛋白，并可阻遏PE，抑制 CI  表達(dá)cIPL 和PR 的主要的阻遏物，并可自主調(diào)控PRMc可以啟動PRE 、PI 和PAQ，使進(jìn)入溶原化途徑c和

9、C組成復(fù)合物，啟動PE產(chǎn)生c及cro的反義RNANtR1, tR2及tL1的反終止蛋白QtR4的反終止蛋白. O, PDNA復(fù)制所需的蛋白S, R, R2裂解宿主所需的裂解酶int整合酶，使整合到宿主的染色體中xis切除酶，幫助在att位點(diǎn)和宿主連接bet, exo重組蛋白，幫助和宿主進(jìn)行重組W, B, N u3, C, D, E, F, F,Z頭部蛋白基因U, V, G, T, H, M, L, K, I

10、, J尾部蛋白基因cos (cohesive)12bp的回文序列，由線狀連接成環(huán)狀的連接點(diǎn)，A蛋白切割位點(diǎn)A末端酶，識別cos位點(diǎn)，包裝時將環(huán)連體切成單個的基因組3. 噬菌體的生活周期3.1 噬菌體DNA復(fù)制噬菌體DNA復(fù)制分為早期復(fù)制和晚期復(fù)制。在早期和晚期復(fù)制階段各具有不同的復(fù)制方式，早期為復(fù)制，晚期為滾環(huán)復(fù)制。（1）復(fù)制 復(fù)制是從一個復(fù)制原點(diǎn)起始的，并且通過左復(fù)制叉和右復(fù)制叉產(chǎn)生雙向復(fù)制。復(fù)制原點(diǎn)的組成：噬菌體的復(fù)制原點(diǎn)存在于基因O區(qū)域內(nèi)，由三個部分組成：一是4個高度保守的同向重復(fù)序列，由19bp組成，被稱為ori重復(fù)序列；二是大約為40bp組成的AT富含序列，其中A

11、T占80；三是28bp組成的回文序列，中間不對稱的部分含有4bp，見下圖。復(fù)制的起始：DNA復(fù)制是從復(fù)制原點(diǎn)起始的，ori的DNA鏈解旋要有基因O和基因P產(chǎn)物的參與，然而基因O和基因P的轉(zhuǎn)錄卻是通過右向啟動子PR和右向操縱基因OR發(fā)動的。如果cI基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合在PR和OR上，基因O和基因P就不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，DNA復(fù)制也隨之被阻斷。通常基因O和基因P一旦編碼形成蛋白0和蛋白P，蛋白O就可以識別和結(jié)合4個ori重復(fù)序列，并且再通過蛋白P同大腸桿菌的dnaB基因編碼的解旋酶相互作用，構(gòu)成復(fù)制復(fù)合體，后者與蛋白O在ori部位作用，使DNA雙鏈解旋，然后由引發(fā)酶催化合成一段引物RNA，再在DNA聚

12、合酶的催化下啟動DNA復(fù)制，從ori起始，DNA呈雙向復(fù)制。值得指出的是，在復(fù)制原點(diǎn)部位的AT富含序列具有兩個方面的功能，一是AT富含區(qū)段呼吸作用強(qiáng)易于使DNA解旋。二是AT富含序列易于產(chǎn)生 RNADNA合成的轉(zhuǎn)變。DNA所進(jìn)行的復(fù)制，沒有固定的復(fù)制終點(diǎn)，當(dāng)兩個復(fù)制叉碰撞在一起的時候，復(fù)制便告終止。（2）滾環(huán)復(fù)制 在噬菌體進(jìn)行裂解生長的晚期，早期蛋白合成關(guān)閉，衣殼蛋白和溶細(xì)胞蛋白開始合成，DNA的復(fù)制也由復(fù)制轉(zhuǎn)變?yōu)闈L環(huán)式復(fù)制。DNA滾環(huán)復(fù)制為單向復(fù)制，故它又稱為復(fù)制，由滾環(huán)復(fù)制產(chǎn)生的多聯(lián)體線狀分子經(jīng)內(nèi)切酶識別并切開從粘性末端cos位點(diǎn)，形成線狀DNA分子。再經(jīng)過衣殼蛋白將線性DNA分子包裝在衣

13、殼內(nèi)。大腸桿菌的外切酶V能阻止噬菌體DNA滾環(huán)復(fù)制，但gam基因產(chǎn)物能使這種酶失活。3.2噬菌體的轉(zhuǎn)錄調(diào)控噬菌體基因組的轉(zhuǎn)錄過程較為復(fù)雜，其DNA的兩條鏈都有各自的轉(zhuǎn)錄單位，r鏈為右向轉(zhuǎn)錄，l鏈為左向轉(zhuǎn)錄，一些在功能上密切相關(guān)的基因聚集而成幾個大的轉(zhuǎn)錄單位，即4個操縱子，他們分別稱為阻遏蛋白操縱子、左向早期操縱子、右向早期操縱子和右向晚期操縱子。阻遏蛋白操縱子含有cI基因，其產(chǎn)物cI蛋白為DNA的阻遏蛋白；左向早期操縱子主要編碼與重組、整合、割離有關(guān)的蛋白；右向早期操縱子主要編碼與復(fù)制有關(guān)的蛋白；晚期操縱子編碼頭部結(jié)構(gòu)蛋白，還有溶菌酶，與噬菌體的裂解作用有關(guān)。晚期操縱子是一個大的操縱子，含有2

14、0多個基因。噬菌體左右向早期操縱子并非是各自僅僅轉(zhuǎn)錄合成一條mRNA，而是右向早期轉(zhuǎn)錄操縱子轉(zhuǎn)錄合成3種mRNA（R1，R2和R3），左向早期轉(zhuǎn)錄操縱子轉(zhuǎn)錄合成兩種mRNA（L1和L2）。噬菌體mRNA的轉(zhuǎn)錄終止是通過依賴于因子的終止子以及抗終止子來調(diào)控的。在左向早期操縱子中，具有一個依賴于因子的終止子tL1，宿主RNA聚合酶從左向啟動子PL轉(zhuǎn)錄至終止子tLl，產(chǎn)生L1mRNA；在右向早期操縱子中具有兩個依賴于因子的終止子tR1、tR2和一個對于抗終止作用不敏感的終止子tR3，大腸桿菌聚合酶從右向啟動子PR開始轉(zhuǎn)錄合成R1mRNA。L1mRNA為基因N轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，R1mRNA為基因cro的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)

15、物，這兩個基因均稱為極早期基因，而兩個左右早期轉(zhuǎn)錄操縱子的其他基因稱為延遲早期基因。蛋白N能阻止終止子tL1、tR1和tR2的終止作用，而使延遲早期基因得到表達(dá)，轉(zhuǎn)錄生成L2、R2、R3三種mRNA,其中L2和R2mRNA編碼合成與cI基因表達(dá)密切相關(guān)的C和C蛋白，以及DNA復(fù)制所需的0和P蛋白；R3mRNA翻譯合成Q蛋白。3.3噬菌體的溶原性感染噬菌體除了能產(chǎn)生裂解繁殖外，它的基因組還可以被整合到宿主染色體DNA上，并且長期存在于宿主細(xì)胞中。整合后的噬菌體基因組能隨宿主DNA一起復(fù)制，當(dāng)細(xì)菌分裂產(chǎn)生子代細(xì)胞時，其子代染色體DNA中都帶有整合的噬菌體基因組，這種噬菌體基因組的整合作用就稱為噬菌

16、體的溶原化（lysogenization）。染色體DNA上整合有噬菌體基因組的宿主細(xì)胞叫做溶原菌（lysogen）,而被整合的噬菌體基因組叫做原噬菌體（prophage）。3.3.1噬菌體溶原化狀態(tài)的建立在噬菌體感染早期，宿主DNA聚合酶能識別PR和PL，并啟動早期轉(zhuǎn)錄?；騝ro依賴PR啟動子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼合成Cro阻遏蛋白，Cro蛋白是一種DNA結(jié)合蛋白，能結(jié)合于OL和OR的CI阻遏蛋白結(jié)合部位，Cro蛋白通過結(jié)合于OR中的OR3而干擾RNA聚合酶從PRM起始基因cI的轉(zhuǎn)錄。然而，就在基因cro轉(zhuǎn)錄的同時，一種依賴于PL啟動子的基因N也已開始轉(zhuǎn)錄和合成N蛋白，由于N蛋白的抗終止作

17、用，導(dǎo)致基因c和c的轉(zhuǎn)錄，編碼合成c和c。在c和c蛋白的共同作用下，RNA聚合酶轉(zhuǎn)而識別抑制建立啟動子PRE，PRE左向啟動轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄方向與基因cro依賴PR啟動子的轉(zhuǎn)錄方向正好相反，而且轉(zhuǎn)錄作用經(jīng)過基因cro一直延伸到基因cI，結(jié)果轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cImRNA和cro mRNA，并分別編碼產(chǎn)生cI蛋白和Cro蛋白。CI蛋白是一種DNA阻遏物，它同Cro蛋白一樣能結(jié)合操縱基因OL和OR，阻止OL和OR的轉(zhuǎn)錄。OR是右向轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵性操縱基因，它決定著噬菌體是進(jìn)入裂解生長，還是進(jìn)入溶原化狀態(tài)。在OR中有3個阻遏蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，分別稱為OR1、OR2和OR3。 OR1、OR3分別與PR和PRM相鄰接，cr

18、o蛋白大多與OR3結(jié)合，CI蛋白主要結(jié)合于OR1和OR2。由于CI蛋白同OL和OR的結(jié)合，阻止了從OL和OR的起始轉(zhuǎn)錄，因而導(dǎo)致左向基因C 和右向基因C以及cro的轉(zhuǎn)錄被CI蛋白所阻遏。這樣一來，基因c和c就不再編碼對啟動子PRE行使正調(diào)節(jié)作用的蛋白產(chǎn)物，使基因cI依賴于PRE啟動轉(zhuǎn)錄也隨之被阻遏，但通過CI蛋白結(jié)合OR1和OR2，抑制了cro基因轉(zhuǎn)錄以及Cro蛋白的合成，結(jié)果導(dǎo)致CI阻遏蛋白維持啟動子PRM被激活，使CI蛋白能得以持續(xù)合成。噬菌體裂解生長與溶原化的建立取決于兩種阻遏蛋白CI和Cro的合成。當(dāng)CI蛋白的合成占優(yōu)勢時，PRM被激活，CI蛋白繼續(xù)起始合成，因而溶原化狀態(tài)建立。相反C

19、ro蛋白合成占優(yōu)勢，則PRM被抑制，沒有CI蛋白的合成，于是噬菌體在Cro蛋白的控制下進(jìn)入裂解生長。3.3.2噬菌體基因組的整合當(dāng)CI蛋白比Cro蛋白的合成占優(yōu)勢而引起溶原化狀態(tài)建立后，DNA既不能進(jìn)行復(fù)制，也不能進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制，而是插入到宿主細(xì)胞染色體DNA上，并且隨著宿主DNA的復(fù)制平均的分配到子代細(xì)胞中去。由于在噬菌體感染的早期，c和c蛋白的合成，不僅導(dǎo)致CI蛋白產(chǎn)生，而且也激活了基因int所依賴的Pi啟動子的轉(zhuǎn)錄，編碼產(chǎn)生整合酶。當(dāng)噬菌體處于溶原化狀態(tài)時，盡管CI蛋白抑制了左向和右向大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄，但因Pi對CI蛋白的作用不敏感，所以基因int仍能夠產(chǎn)生低水平的表達(dá)?；騣nt編碼的整

20、合酶能識別細(xì)菌附著位點(diǎn)和噬菌體附著位點(diǎn)。attB位于宿主基因gal和bio之間，由25bp組成，attP長約240bp。在attB和attP的位點(diǎn)上都含有相同的核心序列，稱為O區(qū)，該區(qū)由15bp組成：5GCTTTTTTATACTAA33CGAAAAAATATGATT5Int噬菌體的attP由P、O、P3個序列構(gòu)成，大腸桿菌的attB則包含B、O、B3個序列組分，attP和attB除了在O區(qū)的序列完全一致外，P、P、B、B各個序列之間是完全不同的，O區(qū)是attP和attB發(fā)生重組的位點(diǎn)，這一重組過程需要整合酶催化，但整合酶必須首先與宿主編碼的宿主整合因子結(jié)合形成復(fù)合體，才能催化attP和attB

21、在O區(qū)進(jìn)行重組而形成原噬菌體。在原噬菌體的左邊是attL（BOP），右邊是attR（POB），其整合反應(yīng)可寫成：原噬菌體細(xì)菌噬菌體HifBOB+ POP BOP+ POB經(jīng)過二者的重組作用，噬菌體基因組被插入到宿主的染色體DNA上，整合后的原噬菌體基因組排列順序也由裂解生長時的A-J-N-CI-R轉(zhuǎn)變?yōu)镹-CI-R-A-J。進(jìn)入溶原化的原噬菌體往往只產(chǎn)生CI蛋白的合成，并以此來維持噬菌體的溶原狀態(tài)。然而，CI蛋白的合成表現(xiàn)為自我調(diào)節(jié)，當(dāng)CI蛋白濃度低時，他催化啟動子PRM的活性以維持產(chǎn)生CI蛋白。而當(dāng)CI蛋白濃度過高時又會抑制PRM的轉(zhuǎn)錄作用。3.3.3原噬菌體的割離噬菌體基因組被整合到細(xì)菌染

22、色體DNA上的作用是可逆的，當(dāng)CI蛋白的作用受到抑制時，被整合的原噬菌體經(jīng)過切割，其DNA又可離開細(xì)菌染色體而游離出來，恢復(fù)他的裂解性生長。這一作用要求基因int、xis以及宿主編碼的Hif蛋白的參與。由于整合酶在噬菌體整合過程中的兩個作用底物是噬菌體DNA和細(xì)菌DNA的附著位點(diǎn)，即BOB和POP位點(diǎn)，整合酶只能催化BOB和POP之間的交換重組。然而，原噬菌體切割是整合過程的逆反應(yīng)，其作用的底物則是attP和attB重組后產(chǎn)生的BOP和POB，這一切割過程不僅需要整合酶，Hif，而且還需要另一個鄰近int的xis基因的作用。通過基因xis編碼產(chǎn)生的切割酶與整合酶結(jié)合構(gòu)成復(fù)合體，該復(fù)合體具有結(jié)合

23、BOP和POB的能力，并且可以促使二者進(jìn)行相互交換和重組，結(jié)果導(dǎo)致重新形成游離的環(huán)狀DNA分子。原噬菌體基因組的切割反應(yīng)還可能與宿主編碼的一種反向刺激因子（factor for inversion stimulation,FIS）有關(guān)，F(xiàn)IS在POB上的特異結(jié)合位點(diǎn)與Xis的結(jié)合位點(diǎn)是重疊的，并且能夠同Xis一起結(jié)合到這個位點(diǎn)上,當(dāng)Xis蛋白濃度適宜時，F(xiàn)IS能夠提高切割重組20倍。但在Xis蛋白濃度處于飽和狀態(tài)下，F(xiàn)IS不起作用，而當(dāng)FIS濃度過高時，則可產(chǎn)生非特異性的結(jié)合，阻止切割反應(yīng)。然而應(yīng)該指出的是，基因xis是通過啟動子PL進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的，而PL在溶原狀態(tài)下受到了CI蛋白的阻遏，結(jié)果使基

24、因xis不能表達(dá)。但一些誘變因子如紫外線輻射，絲裂霉素對宿主DNA造成的損傷，可激活一個SOS修復(fù)系統(tǒng)。這個修復(fù)系統(tǒng)含有大約20個基因，其中研究的最為清楚的是基因recA和LexA。SOS系統(tǒng)在大腸桿菌細(xì)胞處于正常情況下是關(guān)閉的，這一修復(fù)系統(tǒng)的關(guān)閉是通過基因LexA蛋白的功能來實(shí)現(xiàn)的，LexA蛋白是一種阻遏蛋白，它的活性可受到基因recA產(chǎn)物的調(diào)節(jié)。recA蛋白具有3種主要的生物活性：一是重組活性，二是單鏈DNA結(jié)合活性，三是蛋白酶活性，它在正常細(xì)胞內(nèi)是行使同源重組的功能，而當(dāng)DNA出現(xiàn)損傷時，recA蛋白可結(jié)合于DNA因損傷而產(chǎn)生的單鏈區(qū)域，并且以一種蛋白酶的活性形式作用于LexA蛋白Ala

25、-Gly之間的肽鍵，使之水解失活。同樣recA蛋白酶在溶原菌中也可水解CI阻遏蛋白，隨著CI阻遏蛋白的生物活性喪失，基因Xis以及其他與裂解生長有關(guān)的基因不再受到抑制，于是噬菌體結(jié)束溶原周期而進(jìn)入裂解周期，引起宿主細(xì)胞的裂解。除此而外，一些cI基因溫度敏感的突變株，當(dāng)他們處于溫度為30到32的條件下，基因cI能進(jìn)行正常表達(dá)，合成CI蛋白。而一旦溫度上升到42時，cI基因不能再編碼合成CI蛋白，原噬菌體基因組也會從宿主染色體DNA上切割下來，并釋放到細(xì)胞內(nèi)，重新恢復(fù)裂解生長。當(dāng)一個溶原的Hfr細(xì)胞與一個非溶原的F-細(xì)胞結(jié)合時，也能產(chǎn)生結(jié)合子誘導(dǎo)，此時原噬菌體因被引入到一個無CI阻遏蛋白的F-細(xì)胞

26、中也會發(fā)生割離。3.3.4裂解性-溶原性選擇決定在噬菌體感染宿主細(xì)菌1015分鐘后就要做出裂解性-溶原性選擇決定。人們認(rèn)為細(xì)胞生理學(xué)狀態(tài)影響這個選擇決定的結(jié)果，但是詳細(xì)機(jī)制還不清楚。正如前面所提到的，這種選擇決定依賴于激活蛋白C的水平。如果C水平高，則C指導(dǎo)CI阻遏物的高水平表達(dá)，被感染的細(xì)胞則進(jìn)入溶原性途徑。如果C不存在或水平低，則細(xì)胞進(jìn)入裂解性途徑。似乎有幾種不同的因子控制著C的水平。第一，C不穩(wěn)定，它可以被細(xì)菌的蛋白酶HflB或FtsH降解。由于FtsH是一種膜結(jié)合蛋白，其生化分析一直是難題。似乎是由細(xì)胞生理學(xué)狀態(tài)調(diào)節(jié)FtsH活性的。已經(jīng)知道細(xì)胞饑餓、在貧瘠的培養(yǎng)基中生長、在低溫下生長等

27、都有利于形成溶原性狀態(tài)，但是這些影響因子與C水平之間關(guān)系的機(jī)理還不清楚。第二，F(xiàn)tsH活性還可能被第二種噬菌體蛋白C調(diào)節(jié)，它顯然是充當(dāng)HflB的競爭性抑制劑。因此高水平的C可以穩(wěn)定C。第三，PL和PR啟動子分別控制C和C的表達(dá)。因此他們是在感染過程中的早期得到表達(dá)的。被幾個噬菌體同時感染的細(xì)胞更有可能進(jìn)入溶原性途徑，對此人們認(rèn)為是由于基因劑量效應(yīng)引起的。基因劑量效應(yīng)導(dǎo)致了較高水平的C和C表達(dá)。第四，其他的細(xì)胞蛋白明顯地影響著裂解性-溶原性選擇決定的結(jié)果。突變hflK、hflC或hflD也導(dǎo)致高頻率的溶原化。HflKC復(fù)合體也是膜結(jié)合蛋白。相反的lon突變（編碼一種非特異性的依賴ATP的蛋白酶）或crp突變（編碼激活蛋白CRP或稱CAP），都能關(guān)閉溶原性應(yīng)答。這些突變體影響裂解性-溶原性選擇決定的機(jī)制還了解甚少。參考文獻(xiàn)：1. 分子病毒學(xué)徐耀先、周曉峰等編著.湖北科學(xué)技術(shù)出版社 200