Escherichia-Phage HK97 (Akronym HK97; Spezies Byrnievirus HK97) ist ein Bakterianvirus (Bakteriophage). Seine Wirte sind entsprechend der Bezeichnung Bakterien der Gattung Escherichia (Escherichien), genauer von der Art der Colibakterien (Spezies E. coli) und Verwandte. Das Akronym HK steht für Hongkong, dem Ort, an dem dieses Virus erstmals isoliert wurde. HK47 und die anderen bakteriellen HK-Viren sind zu unterscheiden vom Riesenvirus Hokovirus (HKV oder HokV) und der humanpathogenen Gattung Tetraparvovirus, früher auch Hongkong-Virus oder Hokovirus genannt.
Früher wurden der Lambda-Phage und andere „lambdoide“ Phagen in einer Gattung Lambdalikevirus (heute: Lambdavirus) zusammengefasst. Deren Mitglieder zeigen den Siphoviren-Morphotyp und ein HK97 ein doppelsträngiges DNA-Genom, was sie als Mitglieder der Klasse Caudoviricetes (Viren mit Kopf-Schwanz-Aufbau) ausweist. Aufgrund größerer genetischer Unterschiede unter den lambdoiden Phagen wurde diese Gattung jedoch aufgeteilt: Zunächst wurde eine Gattung Hk97virus (später Hendrixvirus) genannt um die Escherichia-Phagen HK97 und HK106 abgetrennt. Diese wurde später zur heutigen Unterfamilie Hendrixvirinae mit der neuen monotypischen Gattung Byrnievirus um HK97 aufgewertet; die Phagen aus der näheren Verwandtschaft des Lambda-Phagen bilden dagegen heute die Familie Zimmerviridae. Insgesamt zeigen die lambdoiden Phagen (im weiteren Sinn) eine sehr heterogene und mosaikartige Zusammensetzung auf, in der neben den ursprünglichen Vertretern mit Siphoviren-Morphologie auch Mitglieder mit den anderen Morphotypen (Podoviren und wohl auch Myoviren) vorkommen (per Vorschlag „λ-Supergruppe“).
Nach Escherichia-Phage HK97 ist die Faltung der Kapsidproteine im Realm Duplodnaviria benannt, die ikosaedrische Kapside (bzw. Partikelköpfe) mit Triangulationszahlen T=1, 3, 4 oder 16 bilden.SIB: HK97 fold. Auf: ViralZone.
Vermehrungszyklus Die Virusteilchen (Virionen) von HK97 haben eine Kopf-Schwanz-Struktur: Der Kopf (das eigentliche Kapsid) beherbergt das genetische Material, hier Doppelstrang-DNA (dsDNA). Durch den Schwanz wird nach Andocken an die bakterielle Wirtszelle dieses in den Wirt injiziert. Im Einzelnen sind die Vorgänge wie folgt:
Das Kapsidprotein gp5 von HK97 vernetzt sich bei der Reifung zu einer verketteten kettenhemdartigen Struktur. Der Bakteriophage durchläuft bei der DNA-Verpackung in das Kapsid einen Reifungsprozess, bei dem er sich um fast 5 nm ausdehnt und seine Geometrie von sphärisch symmetrisch zu ikosaedrisch symmetrisch wechselt.
Der Zusammenbau (Assemblierung) der Virusteilchen (Virionen) beginnt mit der Selbstorganisation des Kapsidproteins gp5 zu Pentameren und Hexameren. Die Protease gp4 spaltet gp5 an ihrem Amino-Terminus. Die anschließende Anlagerung eines so genannten Portalproteins (, hier mit Bezeichnung gp3) bewirkt Konformationsänderungen, die zur Bildung einer Prohead- oder Prokapsid-Struktur – dem noch nicht mit genetischem Material gefüllte Kapsidkopf – führen. Weitere Konformationsänderungen und die Vernetzung von gp5-Monomeren bewirken eine weitere Kapsidreifung und führen zur Bildung eines fertigen Phagenkopfes. Im Gegensatz zu den meisten anderen Viren mit Kopf-Schwanz-Struktur (Ordnung Caudovirales) ist für die Kapsid-Assemblierung kein Gerüstprotein () erforderlich (ein solches würde das Prokapsid wie ein Gerüst stützen und wird nach dem Verpacken meist abgebaut).
SIE (SIE)Knut J. Heller, Horst Neve: , Biospektrum Heft 1 (2014), S. 26–29 ist ein Phänomen, bei dem eine bereits bestehende Virusinfektion (Erstinfektion) in einer Konkurrenzsituation eine Sekundärinfektion mit demselben oder einem eng verwandten Virus verhindert. Dieser Effekt ist also ein Phänotyp des betreffenden Virus, allerdings in vielen Fällen noch schlecht verstanden. SIE kann eine Art antiviralen Zustand der infizierten Zelle widerspiegeln.Vergleiche auch Influenza-A- und Rhinoviren: Nadja Podbregar: Grippe schützt vor Erkältung – Forscher weisen erstmals Wechselwirkung zweier viraler Krankheitserreger nach. Auf: scinexx.de vom 17. Dezember 2019
Es gibt eine Reihe von Phagen (d. h. bakteriellen Viren), die Proteine kodieren, um SIE zu erreichen. Diese viralen Proteine können die DNA-Freisetzung in das Wirtszytoplasma stören oder den Eintrittsrezeptor modifizieren. Sie können auch als Inhibitoren von viralem Peptidoglycan-Abbauenzymen – mit denen Phagen die Wand der Bakterienzelle durchlöchern – wirken, und so den Eintritt von weiteren, neu ankommenden Phagen verhindern. Zu dieser Gruppe von Phagen gehört auch HK97 mit seinem SIE-Protein gp15.SIB: Superinfection exclusion, auf: ExPASy ViralZone
Systematik Die Gruppe der HK97-ähnlichen Phagen wurde früher aufgrund morphologischer Ähnlichkeiten der Gattung der lambdoiden Phagen (Lambdalikevirus, heute Lambdavirus) zugeschlagen. Aufgrund genetischer Analysen hatte das ICTV inzwischen für diese Gruppe in den Rang einer eigenständigen Gattung (Hendrixvirus, syn. Hk97virus), die später zur Unterfamilie Hendrixvirinae hochgestuft wurde. Dieser Name ehrt den Virologen Roger W. Hendrix, der sich besonders um die Erforschung dieser Phagen verdient gemacht hat.NCBI Taxonomy: Hendrixvirinae.
Unterfamilie Hendrixvirinae (früher HK97-ähnliche Viren, )
Gattung: Byrnievirus Spezies Byrnievirus HK97 (früher Escherichia virus HK97) mit Escherichia phage HK97 Gattung: Cuauhtlivirus Gattung: Kwaitsingvirus Gattung: Nochtlivirus Gattung: Saikungvirus Gattung: Shamshuipovirus Gattung: Wanchaivirus Gattung: Wongtaivirus Gattung: Yautsimvirus Gattung nicht zugewiesen (nicht-klassifizierte Mitglieder der Hendrixvirinae: Vorschläge gem. NCBI-Taxonomie) Spezies „…“
Weblinks Rober L. Duda: Dr. Bob Duda's Publications Roger W. Hendrix: Dr. Roger Hendrix's Publications UniProt: UniProt Taxonomy: Enterobacteria phage HK97
Einzelnachweise ICTV: MSL #34v.
Charlotte Helgstrand, William R. Wikoff, Robert L. Duda, Roger W. Hendrix, John E. Johnson, Lars Liljas: The Refined Structure of a Protein Catenane: The HK97 Bacteriophage Capsid at 3.44 Å Resolution. In: Journal of Molecular Biology (jmb), Band 334, Nr. 5, 12. Dezember 2003, S. 885–899; , PMID 14643655 (). Dazu: 1OHG – Structure of the dsDNA Bacteriophage HK97 mature empty capsid – Organism(s): Byrnievirus HK97; .
Kategorie:Bakteriophage Kategorie:Virusspezies