Crystal structure of the C24 protein from the antarctic bacterium Bizionia Argentinensis JUB59, a putative long tail fiber receptor-binding tip from a novel temperate bacteriophage

PELLIZA L.; LOPEZ JL; VAZQUEZ SC; SYCZ G.; GUIMARÃES BG; RINALDI J.; GOLDBAUM F.; ARAN M; MAC CORMACK WP; KLINKE S.

Jornada; Segundas Jornadas Latinoamericanas de Bacteriófagos; 2022

Red Argentina de Bacteriófagos

Los bacteriófagos de cola son una de las entidades más abundantes en nuestro planeta. Sus espículas y fibras son clave en el reconocimiento y adsorción a la célula huésped, una gran utilidad en aplicaciones biotecnológicas. Si bien existe información estructural detallada de las fibras de la cola de ciertos bacteriófagos, como por ejemplo el T4, la gran mayoría de los fagos carecen de una descripción estructural de sus fibras. En nuestro proyecto colaborativo estudiamos la flavobacteria marina Bizionia argentinensisJUB59, un microorganismo Gramnegativo que fue aislado de aguas superficiales en la Caleta Potter (Antártida Argentina) y cuyo genoma fue secuenciado. Hace unos años comenzamos un proyecto de genómica estructural para clasificar y estudiar aspectos funcionales de ciertas proteínas de esta bacteria, las cuales figuraban anotadas con función desconocida. En este contexto, y entre otros miembros, seleccionamos una proteína de 277 residuos que denominamos C24, cuya secuencia carecía de homología con proteínas de función conocida. Logramos resolver la estructura tridimensional de C24 por cristalografía de rayos X, observando una estructura trimérica de 89 kDa en forma de cohete con una longitud de 160 Å. La arquitectura de esta proteína tiene paralelismos con el extremo de unión al receptor ubicado en las fibras de la cola larga del fago T4, aunque con divergencias en la secuencia, tamaño, organización de los dominios, y número y tipo de cationes divalentes unidos. Pudimos confirmar el origen viral de C24 por métodos experimentales y bioinformáticos: (i) la secuencia de C24 está localizada en un profago detectado por el software “ACLAME Prophinder tool”, (ii) el antibiótico mitomicina C induce el ciclo lítico de un virus presente en el genoma bacteriano, el cual pudimos aislar y visualizar por microscopía electrónica de transmisión, observándose una morfología compatible con el orden Caudovirales, y (iii) estas partículas virales contienen el gen de C24 en su genoma. En conclusión, la estructura cristalina de C24, sumada a los experimentos de inducción y visualización, revelan que esta proteína sería el extremo de unión al receptor de un nuevo bacteriófago de cola presente como profago en B. argentinensis JUB59, brindando información útil para expandir el conocimiento actual de la maquinaria viral presente en los océanos.Cita bibliográfica: Pellizza, L.et al.&Klinke, S. (2020). Journal of Structural Biology 212, 107595, doi: https://doi.org/10.1016/j.jsb.2020.107595