Анализ протеома бактериофага, активного в отношении Enterobacter Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

УДК 579.62

DOI 10.18286/1816-4501-2019-2-147-154

АНАЛИЗ ПРОТЕОМА БАКТЕРИОФАГА, АКТИВНОГО В ОТНОШЕНИИ ENTEROBACTER

Феоктистова Наталья Александровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры «Микробиология, вирусология, эпизоотология и ветеринарно-санитарная экспертиза»

Васильев Дмитрий Аркадьевич, доктор биологических наук, профессор кафедры «Микробиология, вирусология, эпизоотология и ветеринарно-санитарная экспертиза»

Мастиленко Андрей Владимирович, кандидат биологических наук, доцент кафедры «Микробиология, вирусология, эпизоотология и ветеринарно-санитарная экспертиза»

Сульдина Екатерина Владимировна, ассистент кафедры «Микробиология, вирусология, эпизоотология и ветеринарно-санитарная экспертиза» ФГБОУ ВО Ульяновский ГАУ

432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; 8(8422)55-95-47 e-mail: feokna@yandex.ru

Ключевые слова: Enterobacter, бактериофаг, протеом, состав, белок, изоэлектрическая точка, молекулярная масса, система.

В статье представлены результаты протеомного анализа вирулентного бактериофага Enterobacter E7 (изучение количественного состава, изоэлектрической точки белков, молекулярного веса), выделенного из объектов внешней среды, который является кандидатным для фагового биопрепарата для терапии энте-робактериальных инфекций в ветеринарной медицине. В экспериментах были использованы ресурсы систем SnapGene Viewer v.4.1.7, ExPasy (https://web.expasy.org), BASys (Bacterial Annotation System; https://www.basys. ca). В результате проведенных исследований были получены данные протеомного анализа на основании проведенного ранее сиквенса. Установлено, что в приложении SnapGene Viewer 4.1.9 у бактериофага Е7 было выявлено 50 белков с молекулярными массами от 5,5 до 139 кДа. При работе в приложении BASys (Bacterial Annotation System) нами были получены несколько иные результаты - соответственно данных секвенирова-ния нуклеиновой кислоты бактериофага Е7 был выявлен 41 белок с молекулярными массами от 4,1 до 143 кДа. При анализе соответствия протеомного состава Enterobacter phage E7, количества белков и распределения их по молекулярным массам в биоинформационных приложениях SnapGene Viewer 4.1.9 и BASys version 1.0 выявлена их идентичность. Данные о протеоме бактериофага Enterobacter phage E7 дополняют информацию, необходимую для создания классификационной базы бактериофагов, изучаемых по проекту, на основе критериев биологических характеристик, особенностей взаимодействия фаг-хозяин, особенностей генетической организации и характеристик протеома.

Исследования проводятся при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект «Геномика и биология кандидатных бактериофагов для терапии энтеробактери-альных инфекций в ветеринарной медицине» №16-44-732038.

Введение

В настоящее время основное внимание уделяется фагам бактерий распространенных патогенных энтеробактерий (таких, как Escherihia, Salmonella, Shigella), тогда как генетическое разнообразие бактериофагов «редких» родов -Enterobacter, Yersinia и Proteus, приобретающих в последнее время все большее значение для сельскохозяйственной ветеринарии, практически не исследовано, что существенно затрудняет создание современных терапевтических препаратов на их основе [1 - 4].

Благодаря особенностям своей биологии бактериофаги могут являться мощными агентами горизонтального переноса генов от бактерии к бактерии. Бактериофаги, предназначенные для целей фаготерапии и фагопрофилактики инфекционных болезней, должны быть исследованы методами геномики для определения их потенциальной спо-

собности к переносу генов бактерий. Сбор информации об их геномах является приоритетным направлением современной мировой вирусологии. Чем больше появляется подкрепленных биологическими данными сведений о геномике и протео-мике известных и новых групп вирусов прокариот, тем лучше бактериофаги могут быть использованы как инструмент [5 - 10].

Цель работы - на анализе данных секвени-рования выделенного бактериофага Enterobacter провести протеомный анализ (изучить аминокислотный состав протеинов, их качественный и количественный анализ, установить изоэлектрическую точку белков и их молекулярный вес).

Объекты и методы исследований

В исследованиях использовали вирулентный бактериофаг Е7, характеризующийся свойствами: бляшкообразующие единицы - прозрачные округлой формы, 3,5±0,5 мм; литическая активность

Таблица 1

Локализация белков в геноме Enterobacterphage E7 (по данным приложения SnapGene Viewer 4.1.9)

Sequence: Enlerobaeter.gb (Linear / 36 030 bp) Fea Cures i S3 total

Feature Location Sие Z Type

у c^ikhí aixt scaffold protein 795 1727 933 bp «- CDS

у collar / Iteari-lolñil joining pr«., 1829 3436 1608 bp CDS

у hypotltetkal prote¡ii-l 3447 3767 321 bp CDS | hypothetical protein

/ hypotltetical prot#in-2 3795 4046 252 bp CDS | hypothetical protein

у hypothetical protein-3 4051 424 5 195 bp 4— CDS I hypothetical protein

/ hypothetical protein-4 4399 4502 114 bp 4— CDS I hypothetical protein

✓ exomtclease 4434 5395 912 bp CDS | exonuclease

у iniliibitor of recBCD nuclease 5392 5574 183 bp CDS | imhibitor of recBCD mjc..

у HNS binding protein-1 5571 5780 210 bp CDS I HNS binding protein

у HNS binding (jrote¡ii-2 5777 6079 303 bp CDS I HNS binding protein

у [>NA polymerase 6096 8210 2115 bp CDS | DMA polymerase

у liypotltetical protein-S 8278 8562 285 bp 4— CDS I hypothetical protein

у liypotl>etical protein <> 8575 8787 213 bp 4— CDS | hypothetical protein

у priinase/lielicase protein 8686 10 400 1515 bp 4— CDS

у N - ac e t yl 11 h ira n toy 1 - L ala nil» 10 767 11 222 456 bp CDS

у eiKlontK lease 11215 11 676 462 bp CDS 1 endonuclease

у ssDNA binding firoteiih 11 676 12 374 699 bp 4— CDS | ssDNA-binding protein

у i tost UNA polymerase inhibitor 12 427 12 663 237 bp 4— CDS

✓ hypotftetkal protein- 7 12 660 12 797 138 bp 4- CDS I hypothetical protein

у hypothetical protein-8 12 784 13 263 480 bp 4— CDS | hypothetical protein

✓ liypothetical protein-9 13 263 13 520 253 bp «— CDS I hypothetical protein

у I>NA ligase 13 690 14 706 1017 bp CDS | DNAIigase

у hypotf>etkal protein-10 14 703 15 119 417 bp CDS | hypothetical protein

у dGTP lripltos|}lK>Jiydro[ase nth... 15 146 15 421 276 bp 4- CDS

У hypothetical protein-11 15 421 15 561 141 bp — CDS | hypothetical protein

/ hypotltetical protein 15 654 15 926 273 bp 4— CDS | hypothetical protein

у DMA-directed RNA t>uJyiiierase 16013 18 667 2655 bp *— CDS

у hypothetical |jrotein-13 19 940 20 089 150 bp 4- CDS I hypothetical protein

✓ DMA packaging protein 20 334 22 097 1764 bp CDS | DNA packaging protein

✓ endopeptidase-2 22 072 22 524 453 bp 4- CDS I endo peptidase

у UNA packaging protein A 22 614 22 830 267 bp 4- CDS

у liolin i lass [] 22 834 23 087 204 bp 4— CDS | holtn class II

у tail fibers protein 23 099 25 042 1944 bp CDS | tail fibers protein

у internal (core) protein 25 112 29 074 3963 bp 4— CDS I internal (core) protein

у protein inside capsirí C 29 093 31 336 2244 bp <— CDS I protein inside capsid C

У protein inside capsid B 31 339 31 932 594 bp CDS | protein inside capsid &

У protein Inside capsid A 31 935 32 345 411 bp 4— CDS | protein inside capsid A

у tail fiber protein- L 32 419 34 824 2406 bp 4- CDS | tail fiber protein

у tail fiber protein-2 34 840 35 430 591 bp CDS | tail fiber protein

у capsid and scaffold protein-1 35S09 35 625 117 bp «— CDS

у capsid and scaffold protein- 2 35 643 36 026 384 bp 4— CDS

Рис. 1 - Карта линейной ДНК бактериофага Enterobacter phage E7 c расшифровкой кодирующих областей генома (по данным приложения snapGene Viewer 4.1.9)

SI

SEIS es »1

Si

P О Ш '«! ■ i

00 s!

- титр по Грация- 2,0±0,2х1010 БОЕ/мл, титр по Ап-пельману - 10-9; специфичен для культур, идентифицированных как Enterobacter spp.; культивирование при температуре 650 С в 30 минут приводит к инактивации [11].

Бактериофаг Е7 концентрировали ультрафильтрацией с применением одноразовых ультрафильтров с пределом исключения 10 кДа, Merck (Millipore) [12 - 13]. Нуклеотидные последовательности исследуемого фага Е7, специфичного для бактерий рода Enterobacter, изучали методом полупроводникового секвенирования на платформе lonTorrent (Thermo Fisher Scientific, США), используя набора реагентов Ion PI Sequencing 200 Kit v3 на чипе Ion PI ChipKit v2 секвенатора lonProton (ThermoFisherScientific, США) согласно протоколу производителя. Оценка распределения длин фрагментов библиотек и их концентрация осуществля-

лась нами с применением прибора Bioanalyzer 2100 и набора реагентов Agilent High Sensitivity DNA Kit (Agilent Technologies, США) по протоколу производителя. Клональная амплификация библиотек, которые были предварительно эквимолярно пули-рованы, проводились нами с использованием набора Ion PI Template OT2 200 Kit v3 (Thermo Fisher Scientific, США) по протоколу производителя. Для сборки фагового генома denovo мы применяли риды с качеством прочтения нуклеотидов не ниже Q20 и длиной не менее 50 оснований. Сборку генома проводили с применением программного обеспечения Newbler (Roche/454 GS-FLX) [14]. Для протеомного анализа нами были использованы ресурсы систем SnapGene Viewer v.4.1.7, ExPasy (https:// web.expasy.org), BASys (Bacterial Annotation System; https://www.basys.ca).

Результаты исследований

При анализе протеома бактериофага Enterobacter E7 в приложении SnapGene Viewer 4.1.9 соответственно данных секвенирования его нуклеиновой кислоты было выявлено 50 белков с молекулярными массами от 5,5 до 139 кДа. Качественный протеомный состав Enterobacter phage представлен в табл. 1-2 и рис. 1-4.

При анализе протеома бактериофага Enterobacter E7 в приложении BASys (Bacterial Annotation System) соответственно данных сек-венирования его нуклеиновой кислоты был выявлен 41 белок с молекулярными массами от 4,1 до 143 кДа. Качественный протеомный состав Enterobacter phage Е7 представлен в табли. 3-4 и рис. 5-7.

Таблица 2

Протеомный состав бактериофага E7, активного в отношении Enterobacter (по данным

приложения SnapGene Viewer 4.1.9)

Наименование Мол. масса, Да pi

hypothetical protein-4 4145 9,69

capsid and scaffold protein-1 4154 5,11

hypothetical protein-7 5268 5,14

hypothetical protein-13 5453 6,8

hypothetical protein-11 5902 10,93

inihibitor of recBCD nuclease 6826 3,91

HNS binding protein-1 7260 9,81

holin class II 7407 6,08

hypothetical protein-3 7458 6,57

hypothetical protein-6 7732 10

host RNA polymerase inhibitor 8840 4,85

hypothetical protein-2 8848 9,13

DNA packaging protein A 9888 4,7

hypothetical protein-9 9894 11,2

hypothetical protein-12 10312 9,38

dGTP triphosphohydrolase inhibitor 10478 7,96

hypothetical protein-5 10736 9,89

hypothetical protein-1 10914 9,7

HNS binding protein-2 11282 9,15

capsid and scaffold protein-2 13431 9,05

protein inside capsid A 15836 5,33

hypothetical protein-10 15889 9,69

N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase 16900 9,03

endopeptidase-2 16947 9,41

Endonuclease 17640 9,48

hypothetical protein-8 17870 9,19

protein inside capsid B 21252 9,38

tail fiber protein-2 22234 4,48

ssDNA-binding protein 25948 9,47

capsid and scaffold protein 33744 4,28

Exonuclease 34759 4,93

DNA ligase 38425 5,15

primase/helicase protein 55813 5,07

collar / head-to-tail joining protein 58605 4,56

DNA packaging protein 66727 5,32

tail fibers protein 69955 5,08

DNA polymerase 79851 6,42

protein inside capsid C 85245 5,54

tail fiber protein-1 89818 6,2

DNA-directed RNA polymerase 98829 7,09

internal (core) protein 143526 8,41

Рис. 2 - График распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по молекулярной массе (по данным приложения SnapGene Viewer 4.1.9)

üi

ins kl«

Рис. 3 - График распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по изоэлектрической точке (по данным приложения snapGene Viewer 4.1.9)

Рис. 4 - График распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по молекулярной се в зависимости от pi (по данным приложения SnapGene Viewer 4.1.9)

мас-

Рис. 5 - Карта линейной ДНК бактериофага Enterobacter phage E7 c расшифровкой кодирующих областей генома (по данным приложения BASys version 1.0.)

и

Sä es »1

s«

р Ü ш SS ni M ■ i

00 s!

Таблица 3

Локализация белков в геноме Enterobacter phage E7 (по данным приложения BASys version 1.0.)

Таблица 4

Протеомный состав бактериофага E7, активного в отношении Enterobacter (по данным приложения BASys version 1.0.)

Protein Function Start End Size, bp Strand

Capsid Assembly Protein 1727 795 932 -

Head—Tail Joining Protein 3436 1829 1607 -

Hypothetical Protein BASYS00003 3767 3447 320 -

Hypothetical Protein BASYS00004 4046 3795 251 -

Hypothetical Protein BASYS00005 4296 4051 245 -

Hypothetical Protein BASYS00006 4502 4389 113 -

Phage Exonuclease 5395 4484 911 -

Hypothetical Protein BASYS00008 5580 5392 188 -

Hypothetical Protein BASYS00009 5780 5571 209 -

Hypothetical Protein BASYS00010 6079 5777 302 -

DNA polymerase I, thermostable [HI 8210 6096 2114 -

Hypothetical Protein BASYS00012 8562 8278 284 -

Hypothetical Protein BASYS00013 8787 8575 212 -

DNA Primase/Helicase 10586 8886 1700 -

Hypothetical Protein BASYS00015 10762 10655 107 -

Uncharacterized protein HI 1494 [HI 11222 10767 455 -

Phage Endodeoxyribonuclease I 11676 11215 461 -

Hypothetical Protein BASYS00018 12374 11676 698 -

Hypothetical Protein BASYS00019 12663 12427 236 -

Hypothetical Protein BASYS00020 11664 12851 1187 +

Hypothetical Protein BASYS00021 13263 12784 479 -

Hypothetical Protein BASYS00022 13520 13263 257 -

Conserved Hypothetical Protein 14706 13690 1016 -

Bacteriophage-Related Protein 15119 14703 416 -

Hypothetical Protein BASYS00025 15430 15146 284 -

Hypothetical Protein BASYS00026 15561 15421 140 -

Hypothetical Protein BASYS00027 15926 15654 272 -

DNA-Directed RNA Polymerase 18694 16013 2681 -

Hypothetical Protein Aasi 22097 20334 1763 -

Hypothetical Protein BASYS00030 22539 22072 467 -

Hypothetical Protein BASYS00031 22880 22614 266 -

Hypothetical Protein BASYS00032 23087 22884 203 -

Phage Tail Fiber Protein 25066 23099 1967 -

Putative murein lytic transglycosylase yibJ [HI 29074 25112 3962 -

Hypothetical Protein BASYS00035 31336 29093 2243 -

Hypothetical Protein BASYS00036 31932 31339 593 -

Hypothetical Protein BASYS00037 32345 31935 410 -

Tail Tubular Protein B 34824 32419 2405 -

Tail Tubular Protein A 35430 34840 590 -

Hypothetical Protein BASYS00040 35631 35509 122 -

Minor Capsid Protein 36038 35643 395 -

Наименование Мол. масса, Да pI

Hypothetical Protein BASYS00006 4145 10,49

Hypothetical Protein BASYS00015 4160 8,34

Hypothetical Protein BASYS00040 4372 4,8

Hypothetical Protein BASYS00026 5902 11,58

Hypothetical Protein BASYS00008 7113 3,83

Hypothetical Protein BASYS00009 7260 10,25

Hypothetical Protein BASYS00032 7407 6,67

Hypothetical Protein BASYS00013 7732 10,75

Hypothetical Protein BASYS00019 8840 4,56

Hypothetical Protein BASYS00004 8848 9.8

Hypothetical Protein BASYS00005 9368 6,24

Hypothetical Protein BASYS00031 9888 4,45

Hypothetical Protein BASYS00022 9894 11,75

Hypothetical Protein BASYS00027 10312 10,72

Hypothetical Protein BASYS00012 10737 10,61

Hypothetical Protein BASYS00025 10851 7,77

Hypothetical Protein BASYS00003 10914 10,5

Hypothetical Protein BASYS00010 11282 9,6

Hypothetical Protein BASYS00037 15836 5,2

Bacteriophage-Related Protein 15889 10,23

Uncharacterized protein HI 1494 [HI 16900 9,23

Hypothetical Protein BASYS00030 17423 9,98

Phage Endodeoxyribonuclease I 17641 10,05

Hypothetical Protein BASYS00021 17870 9,54

Hypothetical Protein BASYS00036 21252 9,86

Tail Tubular Protein A 22234 4,21

Hypothetical Protein BASYS00018 25948 4,51

Capsid Assembly Protein 33744 4,01

Phage Exonuclease 34759 4,69

Minor Capsid Protein 36277 7,32

Conserved Hypothetical Protein 38425 4,91

Hypothetical Protein BASYS00020 43828 9,7

Head--Tail Joining Protein 58606 4,29

DNA Primase/Helicase 62800 4,81

Hypothetical Protein Aasi 66728 5,17

Phage Tail Fiber Protein 70855 6,28

DNA polymerase I, thermostable [HI 79852 6,87

Hypothetical Protein BASYS00035 85246 5,34

Tail Tubular Protein B 89818 6,64

DNA-Directed RNA Polymerase 99985 7,85

Putative murein lytic transglycosylase yjbJ [HI 143527 8,92

Рис. 6

Гра-

llillliilllilfl'jllllülülilllUlill^Il

1штттт1шпцт%тшшт ^молек^Рй

^Siiii ^iisiil^liiibi^*"^«^^ по молекулярной

ulül -I -I I s в îl 5° s s j I s s s a 'S f s s s I ||S|i S s s s s се (по данным nt

фик распределения белкового состава Enterobacter phage E7 массе (по данным приложения BASys version 1.0.)

Рис. 7 - График распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по молекулярной массе в зависимости от pi (по данным приложения BASys version 1.0.)

Рис. 8 - Сравнительный график распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по молекулярной массе по данным приложений snapGene Viewer 4.1.9 (красный цвет) и BAsys version 1.0 (синий цвет)

При анализе соответствия протеомного состава Enterobacter phage E7, количества белков и распределения их по молекулярным массам в биоинформационных приложениях SnapGene Viewer 4.1.9 и BASys version 1.0 выявлена их идентичность (рис. 8).

Выводы

В результате проведенного нами анализа протеома бактериофага Е7, специфичного для бактерий Enterobacter, основанного на данных секвенирования его нуклеиновой кислоты, в приложении SnapGene Viewer 4.1.9 было выявлено 50 белков с молекулярными массами от 5,5 до 139 кДа. При работе в приложении BASys (Bacterial Annotation System) нами были получены несколько иные результаты - соответственно данных секве-нирования нуклеиновой кислоты бактериофага Е7 был выявлен 41 белок с молекулярными массами от 4,1 до 143 кДа.

При анализе соответствия протеомного состава Enterobacter phage E7, количества белков и распределения их по молекулярным массам в биоинформационных приложениях SnapGene Viewer

и

Sä es »1

Si

р Ü ш и Hi М ■ i

00 s!

4.1.9 и BASys version 1.0 выявлена их идентичность. Гистограмма распределения белкового состава Enterobacter phage E7 по изоэлектрической точке (pI) дает информацию о кислотности среды (pH), при которой белок не несёт электрического заряда. Данные о протеоме бактериофага Enterobacter phage E7 дополняют информацию, которая необходима для создания классификационной базы бактериофагов, изучаемых по проекту, на основе критериев биологических характеристик, особенностей взаимодействия фаг-хозяин, особенностей генетической организации и характеристик проте-ома.

Библиографический список

1. Ambivalent bacteriophages of different species active on Escherichia coli K12 and Salmonella sp. strains / V. N. Krylov, E. A. Pleteneva, S. V. Krylov, O. V. Shaburova, S. Miller, M. Biebl, M. Schuetz, R. Rachel // Russian Journal of Genetics. - 2006. - Т. 42. - № 2. - С. 106-114.

2. Чиркова, И. В. Биологические свойства бактериофагов phagum Salmonella typhimurium и их использование в борьбе с сальмонеллезом птиц / И.

B. Чиркова, Н. В. Пименов // Ветеринарная патология. - 2008. - № 4 (27). - С. 141-145.

3. Нифонтова, В. В. Получение бактериофагов и их применение в ветеринарии / В. В. Нифонтова,

0. Е. Чугунова // Вестник Пермского научного центра. - № 2. - 2015. - С. 54-59.

4. Вакарина, А. А. Бактериофаги. Современные аспекты их применения / А. А. Вакарина, Л. В. Катаева // Важнейшие вопросы инфекционных и паразитарных болезней: сборник научных работ. -Ижевск, 2016. - С. 28-35.

5. Генетическая характеристика и спектр антибактериальной активности бактериофагов, входящих в состав промышленных серий лекарственного препарата пиобактериофаг поливалентный очищенный / Н. В. Тикунова, Н. Н. Ворошилова, О. А. Полыгач, В. В. Морозова, А. Ю. Тикунов, А. М. Курильщиков, В. В. Власов // Эпидемиология и вакци-нопрофилактика. - 2016. - Т. 15. - № 2 (87). - С. 93-100.

6. Чушков, Ю. В. Бактериофаги в лечении и профилактике инфекционных заболеваний / Ю. В. Чушков // Фарматека. - 2011. - № 6. - С. 34-41.

7. Aleshkin, A. V. Вacteriophages in therapy and prevention of acute intestinal infections in children / A.V. Aleshkin, M. V. Zeigarnik, S. S. Bochkareva // Вопросы практической педиатрии. - 2016. - Т. 11. - №

1. - С. 52-56.

8. Молекулярно-биологические и генетические принципы селекции терапевтических бактериофагов бактерий родов Pseudomonas и Staphylococcus / К. А. Мирошников, Е.Е. Куликов, О.

C. Дарбеева, К. А. Лыско, Г. М. Игнатьев // Приклад-

ная биохимия и микробиология. - 2014. - Т. 50. - № 3. - С. 338.

9. Conrotto, P. Proteomic approaches in biological and medical sciences: principles and applications / Р. Conrotto, S. Souchelnytskyi // Exp. Oncol. - 2008. - V. 30. - № 3. - P. 171-180.

10. Каттер, Э. Бактериофаги: биология и практическое применение / Э. Каттер, А. Сулаквелидзе; науч. ред. А. В. Летаров; [пер. с англ. Е. Е. Куликов и др.]. - Москва: Научный мир, 2012. - 636 с.

11. Бактериофаги бактерий Enterobacter и их основные биологические характеристики / Е. В. Сульдина, Д. А. Васильев, С. Н. Золотухин, И. И. Богданов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 4 (40). - С. 94-97.

12. Efficient identification of tubby-binding proteins by an improved system of T7 phage display / N. B. Caberoy, Y. Zhou, X. Jiang, G. Alvarado, W. Li // Journal of Molecular Recognition. - 2010. - Vol. 23. - № 1. - Р. 74-83.

13. Bacteriophage lambda display systems: developments and applications / J. Nicastro, K. Sheldon, R. A. Slavcev // Applied Microbiology and Biotechnology. - 2014. - Vol. 98. - № 7. - Р. 2853-2866.

14. Сульдина, Е. В. Идентификация штамма Enterobacter spp. и специфичного ему фага Е7 методом сравнительного геномного и филогенетического анализа/ Е. В. Сульдина, Д. А. Васильев, Н. А. Феоктистова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 4 (44). - С. 229-235.

ANALYSIS OF BACTERIOPHAGE PROTEOME ACTIVE AGAINST ENTEROBACTER

Feoktistova N.A., Vasiliev D. A., Mastilenko A.V., Suldina E.V.

FSBEI HE Ulyanovsk SAU 432017, Ulyanovsk, Novyi Venets Boulevard, 1; 8 (8422) 55-95-47 e-mail: feokna@yandex.ru

Key words: Enterobacter, bacteriophage, proteome, composition, protein, isoelectric point, molecular weight, system.

The article presents results of a proteomic analysis of the virulent bacteriophage Enterobacter E7 (study of the quantitative composition, isoelectric point of proteins, molecular weight) isolated from environmental objects, which is a candidate for phage biological preparation for treatment of enterobacterial infections in veterinary medicine. The resources of SnapGene Viewer v.4.1.7, ExPasy (https://web.expasy.org), BASys (Bacterial Annotation System; https:// www.basys.ca) were used in the experiments. As a result of the conducted studies, data of proteomic analysis on the basis of the previously conducted sequence were obtained. It was found that bacteriophage E7 detected 50 proteins with molecular masses from 5.5 to 139 kDa in the SnapGene Viewer 4.1.9 application. When working in the BASys application (Bacterial Annotation System), we obtained slightly different results - according to the sequencing data of the bacteriophage E7 nucleic acid, 41 proteins with molecular masses from 4.1 to 143 kDa were detected. When analyzing the compliance of the proteomic composition of Enterobacter phage E7, the number of proteins and their distribution by molecular masses in the bio-information applications SnapGene Viewer 4.1.9 and BASys version 1.0, their identity was revealed. Data on the proteome of Enterobacter phage E7 bacteriophage supplement the information necessary to create a classification database of bacteriophages studied according to the project, based on criteria of biological characteristics, features of phage-host interaction, features of genetic organization and characteristics of the proteome.

Bibliography

1. Ambivalent bacteriophages of different species active on Escherichia coli K12 and Salmonella sp. strains / V.N. Krylov, E.A. Pleteneva, S.V. Krylov, O.V. Shaburova, S. Miller, M. Biebl, M. Schuetz, R. Rachel//Russian Journal of Genetics. - 2006. - Vol. 42, No. 2. - P. 106-114.

2. Chirkova, I.V. Biological properties of bacteriophages of phagum Salmonella typhimurium and their use in the battle against bird salmonellosis / I.V. Chirkova, N.V. Pimenov// Veterinary Pathology. - 2008. - № 4 (27). - P. 141-145.

3. Nifontova, V.V. Obtaining bacteriophages and their use in veterinary medicine / V.V. Nifontova, O.E. Chugunova // Vestnik of Perm Scientific Center. -2015. - № 2. — P. 54-59.

4. Vakarina, A.A. Bacteriophages. Modern aspects of their application /A.A. Vakarina, L.V. Kataeva // Major Issues of Infectious and Parasitic Diseases: Collection of Scientific Works. - Izhevsk, 2016. - P. 28-35.

5. Genetic characteristics and spectrum of antibacterial activity of bacteriophages included in the industrial series of the drug polyobacteriophage polyvalent purified / N.V. Tikunova, N.N. Voroshilova, O.A. Polygach, V.V. Morozova, A.Yu. Tikunov, A.M. Kurilshscikov, V.V. Vlasov // Epidemiology and vaccine

prevention. - 2016. - Vol. 15, No. 2 (87). - P. 93-100.

6. Chushkov, Yu.V. Bacteriophages in the treatment and prevention of infectious diseases / Yu.V. Chushkov // Farmateka. - 2011. - № 6. - P. 34-41.

7. Aleshkin, A.V. Bacteriophages in therapy and prevention of acute intestinal infections in children / A.V. Aleshkin, M.V. Zeigarnik, S.S. Bochkareva // Practical Pediatrics Issues. - 2016. - Vol. 11, No. 1. - P. 52-56.

8. Molecular biological and genetic principles for selection of therapeutic bacteriophages of bacteria of Pseudomonas and Staphylococcus genera / K.A. Miroshnikov, E.E. Kulikov, O.S. Darbeeva, K.A. Lysko, G.M. Ignatiev//Applied biochemistry and microbiology. - 2014. - Volume 50, No. 3. - P. 338.

9. Conrotto, P. Proteomic approaches in biological and medical sciences: principles and applications /P. Conrotto, S. Souchelnytskyi// Exp. Oncol. - 2008. - Vol. 30, № 3. - P. 171-180.

10. Katter, E. Bacteriophages: biology and practical application / E. Katter, A. Sulakvelidze; scientific ed. A.V. Letarov; translation from English by E.E. Kulikov et al. - Moscow: Nauchnyi mir, 2012. - 636 p.

11. Bacteriophages of Enterobacter bacteria and their main biological characteristics /E.V. Suldina, D.A. Vasiliev, S.N. Zolotukhin, I.I. Bogdanov//Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. - 2017. - № 4 (40). - P. 94-97.

12. Efficient identification of tubby-binding proteins by an improved system of T7 phage display / N. B. Caberoy, Y. Zhou, X. Jiang, G. Alvarado, W. Li // Journal of Molecular Recognition. - 2010. - Vol. 23, № 1. - P. 74-83.

13. Nicastro, J. Bacteriophage lambda display systems: developments and applications /J. Nicastro, K. Sheldon, R.A. Slavcev//Applied Microbiology and Biotechnology. - 2014. - Vol. 98, № 7. - P. 2853-2866.

14. Suldina, E.V. Identification of Enterobacter spp. and specific to it phage E7 by comparative genomic and phylogenetic analysis / E.V. Suldina, D.A. Vasiliev, N.A. Feoktistova // Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. - 2018. - № 4 (44). - P. 229-235.