Структура капсида и его сборка.

Имеет 5-кратную икосаэдрическую продолговатую форму, состоит из более 1 500 белковых субъединиц, кодируемых 12 генами:

Т4 имеет квазиикосаэдрическую симметрию. Капсид удлиненной формы. Удлинение достигается внедрением 40 дополнительных гексонов в 10 треугольных граней (параллельных оси хвостового отростка). В общем, зрелый капсид состоит из 930 копий белка gp23 (образует гексамеры) 55 субъединиц gp24 (пентамеры). Пентамеры gp24 занимают 11 вершин икосаэдра, а gp20 образую уникальные портальную вершину, необходимые для ДНК упаковки и последовательного прикрепления хвоста.

Сборка капсида происходит в несколько этапов. Сначала собирается прокапсид. Затем прокапсид обрабатывается протеолитически фаговыми протеазами (gp21). Далее происходит упаковка геномной ДНК, что требует энергии АТФ. Наконец, зрелый капсид усложняется добавлением нескольких белков. Сборка капсида происходит на базе транзиторной внутренней структуры – прокапсидного вспомогательного ядра, которое затем элиминируется. Сборка регулируется ограниченным протеолизом. Упаковка ДНК в прокапсид происходит с использованием гидролиза АТФ.

Внутреннее ядро состоит из молекул белка gp22 и gp21, а также содержит белки gp67, 68 и gplip.

Упаковка капсидного белка gp23 контролируется клеточным шапероном GroEL (класс белков, главная функция которых состоит в восстановлении правильной нативной третичной или четвертичной структуры белков, а также образование и диссоциация белковых комплексов. Шапероны есть во всех живых организмах, механизм их действия, нековалентное присоединение к белкам и их «расплетение» с использованием энергии гидролиза АТФ) при взаимодействии с gp31. Хотя gp31и шаперон GroEL имеют схожие изгибы в упаковке, однако у GroEL объем камеры, недостаточен для упаковки капсидного белка gp23, потому требуется участие и gp31.

Упаковка прокапсида начинается с формирования gp20-gp40 мембраносвязанного комплекса с внутренней стороны цитоплазматической мембраны (кольцо из 12 субъединиц gp20). Последовательно другие белки прикрепляются к комплексу и формируют прокапсид, состоящий в основном из gp22 и в меньшей степени из gpalt, gp21, gp67, и внутренних белков IPI, IPII, IPIII, при этом gp40 не входит в состав прокапсида, а 12 субъединиц gp20 формируют портал для прикрепления хвоста и упаковки ДНК. Gp22 прикрепляется вокруг коровой (ядерной) поверхности и формирует прокапсид.

Мутации в генах gp23, 20 (портальный белок), 22 (ядровый белок) и 24 (мажорный капсидный белок) приводят к изменению формы капсида, определяя три основные его формы у Т4: нормальный, удлиненный и изометрический (все одинаковой ширины – 85 нм). Изометрические головки связаны с мутациями в генах, кодирующими коровые белки (22,67,68).

Длина коровой части определяется тем, каким образом 6 цепей (молекул) белка gp22 сформируют удлиненный эллипсоид.

Белок gp21 является протеазой. К моменту завершения сборки капсида неактивный gp21 превращается в активную РР-азу, которая частично расщепляет структурные белки капсомера gp23 (65 аминокислотных остатков концевого участка) и gp24 (2,2 кДа). Gp24 может служить активатором протеиназы, действуя тогда, когда занимает вершины капсида. В качестве активатора протеиназы может служить белок Lip, ген которого расположен между геном gp24 и gp25 кодирует белки базальной пластинки).

Обрезанные участки выбрасываются из прокапсида. Объем капсида после частичного протеолиза увеличивается примерно на 50%.