vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-15vestnik-bio-msu-1548Research ArticleКРАТКОЕ СООБЩЕНИЕSHORT COMMUNICATIONРеконструкция осевой фибриллы Stx-конвертирующего бактериофага phi24B с помощью криоэлектронной микроскопииCryo-electron microscopy study of the axial fiber of the Stx-converting bacteriophage phi24Bhttps://orcid.org/0000-0003-1112-2356МоисеенкоА. А.MoiseenkoA. V.

Моисеенко Андрей Владимирович – науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, 119234, Moscow

postmoiseenko@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0008-2045-0080БубенчиковМ. А.BubenchikovM. A.

Бубенчиков Матвей Андреевич – лаборант кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, 119234, Moscow

wardersarsolid@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-6969-4527ЧжанИ.ZhangY. Zh.

Чжан Ичен – аспирант кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

518172, Провинция Гуандун, г. Шэньчжэнь, ул. Гоцзидасюеюань, д. 1

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, 119234, Moscow

1 International University Park Road, Shenzhen, Guangdong Province, 518172

zhangyichen2010@126.comhttps://orcid.org/0000-0002-8016-3760КузнецовА. С.KuznetsovA. S.

Кузнецов Александр Сергеевич – канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории вирусов микроорганизмов

117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, д. 7, корп. 2

Тел.: 8-499-135-72-64

7–2 60-letiya Oktyabrya Str., Moscow, 117312

alexbluesking@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6991-1983ЛетаровА. В.LetarovA. V

Летаров Андрей Викторович – докт. биол. наук, зав. лабораторией вирусов микроорганизмов

117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, д. 7, корп. 2

Тел.: 8-499-135-72-64

7–2 60-letiya Oktyabrya Str., Moscow, 117312

letarov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4678-232XСоколоваО. С.SokolovaO. S.

Соколова Ольга Сергеевна – докт. биол. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

518172, Провинция Гуандун, г. Шэньчжэнь, ул. Гоцзидасюеюань, д. 1

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, 119234, Moscow

1 International University Park Road, Shenzhen, Guangdong Province, 518172

sokolova@mail.bio.msu.ruКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Биологический факультет, Университет МГУ-ППИ в ШэньчжэнеРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Faculty of Biology, MSU-BIT UniversityRussian FederationИнститут микробиологии имени С.Н. Виноградского, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии», Российская академия наукРоссияWinogradsky Institute of Microbiology, Federal Research Center “Biotechnology”, Russian Academy of SciencesRussian Federation202510112025803S101–105Copyright © Моисеенко А.А., Бубенчиков М.А., Чжан И.Z., Кузнецов А.С., Летаров А.В., Соколова О.С., 20252025Моисеенко А.А., Бубенчиков М.А., Чжан И., Кузнецов А.С., Летаров А.В., Соколова О.С.Moiseenko A.V., Bubenchikov M.A., Zhang Y.Z., Kuznetsov A.S., Letarov A.V., Sokolova O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1548

Методом криоэлектронной микроскопии была изучена структура осевой фибриллы gp56, части адсорбционного аппарата Stx-конвертирующего фага phi24B. Осевая фибрилла обладает значительной подвижностью, тример gp56 окружен массивным комплексом гексамерного белка сопла gp57, что создает интерфейс несовпадения симметрий и затрудняет построение трехмерной реконструкции. С применением подхода расширения симметрии и локального уточнения ориентаций была получена карта рассеивающего потенциала для осевой фибриллы, визуализирована третичная структура ее глобулярных доменов и определено их расположение относительно белков адсорбционного аппарата phi24B.

Using cryo-electron microscopy, we studied the structure of the axial fiber protein gp56, a component of the adsorption apparatus of the Stx-converting phage phi24B. The axial fiber is highly mobile, and the gp56 trimer is encased by the bulky hexameric nozzle protein gp57, creating a symmetry-mismatch interface that complicates three-dimensional reconstruction. By applying symmetry expansion and local orientation refinement, we generated a density map of the axial fiber, visualized the tertiary structure of its globular domains, and determined their positions relative to the other proteins of the phi24B adsorption apparatus.

бактериофагкриоэлектронная микроскопияконформационная гетерогенностьbacteriophagecryo-electron microscopyconformational heterogeneityРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 25-24 00110).This work was supported by the Russian Science Foundation, project no. 25-24-00110.ReferencesAllison H.E. Stx-phages: Drivers and mediators of the evolution of STEC and STEC-like pathogens. Future Mi crobiol. 2007;2(2):165–174.Allison H.E. Stx-phages: Drivers and mediators of the evolution of STEC and STEC-like pathogens. Future Mi crobiol. 2007;2(2):165–174.Beutin L., Martin A. Outbreak of shiga toxin–pro ducing Escherichia coli (STEC) O104:H4 infection in Ger many causes a paradigm shift with regard to human patho genicity of STEC strains. J. Food Prot. 2012;75(2):408–418.Beutin L., Martin A. Outbreak of shiga toxin–pro ducing Escherichia coli (STEC) O104:H4 infection in Ger many causes a paradigm shift with regard to human patho genicity of STEC strains. J. Food Prot. 2012;75(2):408–418.Smith D.L., Wareing B.M., Fogg P.C.M., Riley L.M., Spencer M., Cox M.J., Saunders J.R., McCarthy A.J., Alli son H.E. Multilocus characterization scheme for shiga toxin-encoding bacteriophages. Appl. Environ. Microbiol. 2007;73(24):8032–8040.Smith D.L., Wareing B.M., Fogg P.C.M., Riley L.M., Spencer M., Cox M.J., Saunders J.R., McCarthy A.J., Alli son H.E. Multilocus characterization scheme for shiga toxin-encoding bacteriophages. Appl. Environ. Microbiol. 2007;73(24):8032–8040.Golomidova A.K., Efimov A.D., Kulikov E.E., Kuz netsov A.S., Belalov I.Sh., Letarov A.V. O antigen restricts lysogenization of non-O157 Escherichia coli strains by Stx-con verting bacteriophage phi24B. Sci. Rep. 2021;11(1):3035.Golomidova A.K., Efimov A.D., Kulikov E.E., Kuz netsov A.S., Belalov I.Sh., Letarov A.V. O antigen restricts lysogenization of non-O157 Escherichia coli strains by Stx-con verting bacteriophage phi24B. Sci. Rep. 2021;11(1):3035.Kuznetsov A.S., Moiseenko A.V., Kulikov E.E., Le tarov A.V. CryoEM investigation of three-dimentional struc ture of the Stx-converting bacteriophage ϕ24B. Microbiology. 2024;93(3):349-352.Kuznetsov A.S., Moiseenko A.V., Kulikov E.E., Le tarov A.V. CryoEM investigation of three-dimentional struc ture of the Stx-converting bacteriophage ϕ24B. Microbiology. 2024;93(3):349-352.Bubenchikov M., Zhang R., Moiseenko A., Kuz- netsov A., Letarov A., Sokolova O.S. Cryo-EM Reconstruc tion of tail and capsid of Stx bacteriophage Phi24B. Microsc. Microanal. 2024;30(Suppl. 1):ozae044.378.Bubenchikov M., Zhang R., Moiseenko A., Kuz- netsov A., Letarov A., Sokolova O.S. Cryo-EM Reconstruc tion of tail and capsid of Stx bacteriophage Phi24B. Microsc. Microanal. 2024;30(Suppl. 1):ozae044.378.Lyumkis D. Challenges and opportunities in cryo-EM single-particle analysis. J. Biol. Chem. 2019;294(13):5181–5197.Lyumkis D. Challenges and opportunities in cryo-EM single-particle analysis. J. Biol. Chem. 2019;294(13):5181–5197.Ayala R., Moiseenko A.V., Chen T.H., Kulikov E.E., Golomidova A.K., Orekhov P.S., Street M.A., Sokolo va O.S., Letarov A.V., Wolf M. Nearly complete structure of bacteriophage DT57C reveals architecture of head-to-tail in terface and lateral tail fibers. Nat. Commun. 2023;14(1):8205.Ayala R., Moiseenko A.V., Chen T.H., Kulikov E.E., Golomidova A.K., Orekhov P.S., Street M.A., Sokolo va O.S., Letarov A.V., Wolf M. Nearly complete structure of bacteriophage DT57C reveals architecture of head-to-tail in terface and lateral tail fibers. Nat. Commun. 2023;14(1):8205.Allison H.E., Sergeant M.J., James C.E., Saun ders J.R., Smith D.L., Sharp R.J., Marks T.S., McCarthy A.J. Immunity profiles of wild-type and recombinant shiga-like toxin-encoding bacteriophages and characterization of novel double lysogens. Infect. Immun. 2003;71(6):3409–3418.Allison H.E., Sergeant M.J., James C.E., Saun ders J.R., Smith D.L., Sharp R.J., Marks T.S., McCarthy A.J. Immunity profiles of wild-type and recombinant shiga-like toxin-encoding bacteriophages and characterization of novel double lysogens. Infect. Immun. 2003;71(6):3409–3418.Punjani A., Rubinstein J.L., Fleet D.J., Bruba- ker M.A. cryoSPARC: algorithms for rapid unsupervi- sed cryo-EM structure determination. Nat. Methods. 2017;14(3):290–296.Punjani A., Rubinstein J.L., Fleet D.J., Bruba- ker M.A. cryoSPARC: algorithms for rapid unsupervi- sed cryo-EM structure determination. Nat. Methods. 2017;14(3):290–296.Goetschius D.J., Lee H., Hafenstein S. CryoEM re construction approaches to resolve asymmetric features. Complementary Strategies to Understand Virus Structure and Function. Advances in Virus Research, vol. 105. Ed. F.A. Rey. Academic Press; 2019:73–91.Goetschius D.J., Lee H., Hafenstein S. CryoEM re construction approaches to resolve asymmetric features. Complementary Strategies to Understand Virus Structure and Function. Advances in Virus Research, vol. 105. Ed. F.A. Rey. Academic Press; 2019:73–91.Abramson J., Adler J., Dunger J., et al. Accurate structure prediction of biomolecular interactions with Al phaFold 3. Nature. 2024;630(8016):493–500.Abramson J., Adler J., Dunger J., et al. Accurate structure prediction of biomolecular interactions with Al phaFold 3. Nature. 2024;630(8016):493–500.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.