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ホリンは、dsDNA バクテリオファージが産生する小さなタンパク質の多様なグループであり、溶菌サイクルの終わりに宿主の細胞壁の分解を誘発し、制御する。ホリンは宿主の細胞膜に孔を形成し、リシンが細菌細胞壁の成分であるペプチドグリカンに到達して分解できるようにする。ホリンは溶解のタイミングを非常に正確に制御することが示されている。[1] 50を超える無関係な遺伝子ファミリーがホリンをコードしているため、ホリンは共通の機能を持つ最も多様なタンパク質グループとなっている。[2] [3]リシンとともに、ホリンは抗菌剤としての潜在的用途について研究されている。[4]
標準的なホリンは大きな孔を形成することによって作用するが、ラムダイドファージ21のSタンパク質などのピンホリンは、細菌膜を脱分極させる七量体チャネルを形成することによって作用する。これらは、膜の脱分極前にペリプラズム内で不活性のままであるSARエンドリシンと関連している。[5]
真核細胞に感染するウイルスは、ビロポリンと呼ばれる同様のチャネル形成タンパク質を使用する可能性がある。[6] [7]
分類
構造
ホリンは構造によって3つの主要なクラスに分けられます。[3]
クラスIホリン
クラスIホリンは3つの膜貫通ドメイン（TMD）を持ち、N末端はペリプラズムに、C末端は細胞質にあります。通常、95以上の残基を持っています。クラスIホリンの例としては、バクテリオファージλSタンパク質（λホリン）や黄色ブドウ球菌ファージP68 hol15タンパク質などがあります。[8]
クラス II ホリン
クラスIIホリンには2つのTMDがあり、N末端とC末端の両方が細胞質にあります。残基数は通常65〜95です。例としては、ラムダイドファージ21のSタンパク質や、クロストリジウム・パーフリンゲンスバクテリオファージФ3626のHol3626タンパク質などがあります。[8]
クラスIIIホリン
疎水性の膜貫通ヘリックスからなるクラスIおよびクラスIIホリンとは異なり、クラスIIIホリンは、N末端が細胞質に、C末端がペリプラズムにある単一の高度に親水性のTMDを形成します。[9]最初に特徴付けられたクラスIIIホリンは、バクテリオファージT4にコードされたtタンパク質（T4ホリン）でした。[9]他の例としては、ФCP39OファージとФCP26Fファージのホリンがあります。[8]
遺伝子ファミリー
トランスポーター分類データベースによると、ホリンスーパーファミリーは全部で7つある。[10]
- ホリンスーパーファミリーI
- ホリンスーパーファミリー II
- ホリンスーパーファミリー III
- ホリンスーパーファミリーIV
- ホリンスーパーファミリー V
- ホリンスーパーファミリーVI
- ホリンスーパーファミリー VII
また、上記のスーパーファミリーに該当しないホリンファミリーもいくつかあります。これらのファミリーには次のものが含まれます。
- 1.E.8 - T4 ホリン (T4 ホリン) ファミリー
- 1.E.13 - Firmicute ファージ φU53 Holin (φU53 Holin) ファミリー
- 1.E.14 - CidA/LrgA Holin (CidA/LrgA Holin) ファミリー
- 1.E.15 - ArpQ Holin (ArpQ Holin) ファミリー
- 1.E.17 - BlyA Holin (BlyA Holin) ファミリー
- 1.E.18 -ラクトコッカス ラクティスファージ r1t Holin (r1t Holin) ファミリー
- 1.E.22 -ナイセリアファージ関連ホリン（NP-ホリン）ファミリー
- 1.E.23 -バチルス胞子の形態形成と発芽 Holin (BSH) ファミリー
- 1.E.24 -バクテロフェーズ Dp-1 Holin (Dp-1 Holin) ファミリー
- 1.E.27 - BhlA Holin (BhlA Holin) ファミリー
- 1.E.28 -ストレプトマイセス・アウレオファシエンスファージ Mu1/6 ホリン (Mu1/6 ホリン) ファミリー
- 1.E.30 -ビブリオホリン（ビブリオホリン）ファミリー
- 1.E.31 - SPP1 Holin (SPP1 Holin) ファミリー
- 1.E.32 -放線菌 1 TMS Holin (A-1 Holin) ファミリー
- 1.E.33 - 2 または 3 TMS 推定ホリン (2/3 ホリン) ファミリー
- 1.E.35 -結核菌 1 TMS ファージ Holin (M1 Hol) ファミリー
- 1.E.37 -ファージ T1 ホーリン (T1 ホーリン) ファミリー
- 1.E.38 -ブドウ球菌ファージ P68 推定ホリン (P68 Hol) ファミリー
- 1.E.39 -結核菌ファージ PBI1 Gp36 Holin (Gp36 Hol) ファミリー
- 1.E.42 -推定ホリン様毒素（Hol-Tox）ファミリー
- 1.E.43 -推定トランスグリコシラーゼ関連 Holin (TA Hol) ファミリー
- 1.E.44 -推定Lactococcus lactis Holin (LLHol) ファミリー
- 1.E.45 -キサントモナスファージホリン（XanPHol）ファミリー
- 1.E.46 -プロファージ Hp1 Holin (Hp1Hol) ファミリー
- 1.E.47 -カウロバクターファージホリン（CauHol）ファミリー
- 1.E.48 -腸内細菌ホリン（EBHol）ファミリー
- 1.E.49 -推定トレポネーマ 4 TMS Holin (Tre4Hol) ファミリー
- 1.E.51 -推定リステリアファージ Holin (LP-Hol) ファミリー
- 1.E.52 - Flp/Fap ピリン推定ホリン (FFPP-Hol) ファミリー
- 1.E.54 -遺伝子導入剤放出ホリン（GTA-Hol）ファミリー
- 1.E.55 - Brachyspira holin (B-Hol) 科
- 1.E.56 -推定3 TMS Holin (3-Hol) ファミリー
- 1.E.57 -放線菌ファージホリン（APH）ファミリー
- 1.E.58 -エルウィニア ファージ Phi-Ea1h ホリン (EPPE-Hol) ファミリー
- 1.E.59 -推定アコレプラズマファージ L2 ホリン (L2 ホリン) ファミリー
- 9.B.109 -推定古細菌 2 TMS Holin (A2-Hol) ファミリー
- 9.B.154 -推定 Holin-2 (PH-2) ファミリー
- 9.B.185 -推定細菌古細菌 Holin (BAH) ファミリー
参照
参考文献
- ^ Wang IN 、Smith DL、Young R (2002)。「ホリン：バクテリオファージ感染のタンパク質時計」。Annu Rev Microbiol。54：799–825。doi ：10.1146/annurev.micro.54.1.799。PMID 11018145 。
- ^ Gründling A、Manson MD、Young R (2001 年 7 月)。「Holins kill without warning」。Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 98 (16): 9348–9352. doi : 10.1073/pnas.151247598 . PMC 55423 . PMID 11459934。
- ^ ab Young R (2002年1月). 「バクテリオファージホリンズ：致命的な多様性」（PDF） . J. Mol. Microbiol. Biotechnol . 4 (1): 21–36. PMID 11763969.
- ^ Veiga-Crespo P; Barros-Velázquez J; Villa TG (2007). Méndez-Vilas A (ed.). 「バクテリオファージは私たちに何をもたらすのか？」(PDF) . Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology : 885–893. 2016-03-03 にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2013-11-09に取得。
- ^ Young, Ryland (2014 年 3 月 1 日). 「ファージ溶解: 3 つのステップ、3 つの選択肢、1 つの結果」. Journal of Microbiology . 52 (3): 243–258. doi :10.1007/s12275-014-4087-z. PMC 4012431. PMID 24585055 .
- ^ Nieva, José Luis; Madan, Vanesa; Carrasco, Luis (2012 年 7 月 2 日). 「Viroporins: 構造と生物学的機能」. Nature Reviews Microbiology . 10 (8): 563–574. doi :10.1038/nrmicro2820. hdl : 10261/115331. PMC 7097105. PMID 22751485.
- ^ Nieva, José; Carrasco, Luis (2015年9月29日). 「Viroporins: 細胞膜透過性を超えた構造と機能」.ウイルス. 7 (10): 5169–5171. doi : 10.3390/v7102866 . PMC 4632374. PMID 26702461 .
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- ^ Saier M.「TC-スーパーファミリー」。トランスポーター分類データベース。 2013年11月9日閲覧。
さらに読む
- レディ、バスカラ L.サイアー ジュニア、ミルトン H. (2013)。 「細菌のホリンファミリーおよびスーパーファミリーのトポロジー的および系統学的分析」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 生体膜。1828 年(11): 2654 ～ 2671 年。土井：10.1016/j.bbamem.2013.07.004。PMC 3788059。PMID 23856191。
- Saier, Milton H.; Reddy, Bhaskara L. (2015). 「細菌、真核生物、古細菌のホリン：バイオテクノロジーおよびバイオメディカルへの応用が期待される多機能異種遺伝子」Journal of Bacteriology . 197 (1): 7–17. doi :10.1128/JB.02046-14. PMC 4288690 . PMID 25157079.
- シー、イーボ。ヤン、ヤシアン。ジー・ウェンフイ。ドゥ・ビン。孟、香鵬。ワン、ヘンガン。孫建和（2012）。 「異種宿主におけるストレプトコッカス・スイス・バクテリオファージSMPのホリンタンパク質の特徴付けと測定」。ウイルス学ジャーナル。9 : 70。土井: 10.1186/1743-422x-9-70。PMC 3359269。PMID 22436471。
- Young, R.; Bläsi, U. (1995). 「ホリン：バクテリオファージ溶解における形態と機能」FEMS Microbiology Reviews . 17 (1–2): 191–205. doi :10.1111/j.1574-6976.1995.tb00202.x. PMID 7669346.
