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巨型噬菌体（或称超大型噬菌体，基因组长度 >200 千碱基）编码了大量蛋白质，但其功能多样性及其对宿主生理的潜在作用仍知之甚少。我们基于蛋白质结构，对 7,187 个非冗余巨型噬菌体基因组中的优势蛋白质家族进行了分析，发现其呈现显著的系统发育多样化和生境相关分化。值得注意的是，我们鉴定出多种与细菌细胞包膜功能相关的蛋白质，这类蛋白质在与人类肠道相关的巨型噬菌体中尤为突出。其中包括此前未有报道的噬菌体编码 sortase B；其推定底物含有信号肽和细胞壁分选信号，提示噬菌体蛋白可能由此展示于细菌表面。噬菌体编码的噬菌体休克蛋白 A（PspA）分布于多个不同谱系中，且其邻近区域常有与膜组织和转运相关的基因，表明其可能参与膜生理过程。我们还在来自多种生态系统的 1,303 个巨型噬菌体中鉴定出 1,603 个 β 桶型外膜蛋白（OMP）。这些 OMP 呈现结构多样性，并与预测的宿主分类、栖息地及邻近的包膜相关基因有关。宏转录组分析支持在包括人类肠道在内的自然群落中，具有代表性的噬菌体编码 PspA 和 OMP 基因存在表达。总体而言，这些发现揭示了细菌细胞包膜过程这一此前未受充分关注的、巨型噬菌体与宿主相互作用的潜在界面。
巨型噬菌体（或称超大型噬菌体，基因组长度 >200 千碱基）编码大量蛋白质，但其功能多样性及其在宿主生理中的潜在作用仍知之甚少。我们对 7,187 个非冗余巨型噬菌体基因组中的优势蛋白家族开展了基于蛋白质结构的分析，发现其呈现显著的系统发育分化和生境相关分化。值得注意的是，我们鉴定出多种与细菌细胞包膜功能相关的蛋白质，在人类肠道相关巨型噬菌体中尤为突出。其中包括此前未有报道的噬菌体编码 sortase B；其推定底物含有信号肽和细胞壁分选信号，提示这可能是将噬菌体蛋白展示于细菌表面的一种途径。噬菌体编码的噬菌体休克蛋白 A（PspA）分布于多个不同谱系中，且其邻近基因常与膜组织和物质转运相关，提示其可能参与膜生理过程。我们还在来自不同生态系统的 1,303 个巨型噬菌体中鉴定出 1,603 个 β-桶外膜蛋白（OMP）。这些 OMP 在结构上具有多样性，并与预测的宿主分类、栖息地以及邻近的包膜相关基因存在关联。宏转录组分析支持代表性噬菌体编码 PspA 和 OMP 基因在包括人类肠道在内的自然群落中表达。总体而言，这些发现表明，细菌细胞包膜相关过程可能是巨型噬菌体与宿主相互作用中一个此前未受充分关注的界面。
作者声明不存在任何利益冲突。
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关键词：巨型噬菌体 · 噬菌体编码蛋白 · 细菌细胞包膜 · 外膜蛋白 · 宿主—噬菌体相互作用 · 宏转录组分析
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.24.761521v1?rss=1