научный журнал по биологии Молекулярная биология ISSN: 0026-8984

Архив научных статейиз журнала «Молекулярная биология»

  • ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНО ПЕРЕНЕСЕННЫХ ГЕНОВ НА ОСНОВЕ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИХ ДАННЫХ

    ВЬЮГИН В.В., ГЕЛЬФАНД М.С., ЛЮБЕЦКИЙ В.А. — 2003 г.

    Предлагается способ для поиска генов, в истории которых имел место горизонтальный перенос. Такой поиск основан на учете различия в топологиях между деревьями эволюции групп генов (белков) и соответствующих им видов. Эта рассогласованность измеряется с помощью введенных в работе численных характеристик. Предлагаемая методика применялась к генам из 40 геномов прокариот, объединенным в 132 кластера ортологов. В результате выделен список генов, относительно которых гипотеза о событиях горизонтального переноса в ходе их эволюционной истории представляется правдоподобной.

  • ИЗУЧЕНИЕ ОРТОПОКСВИРУСНЫХ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ KELCH-ПОДОБНЫЕ БЕЛКИ. II. СОЗДАНИЕ ВАРИАНТОВ ВИРУСА ОСПЫ КОРОВ С НАПРАВЛЕННЫМИ ДЕЛЕЦИЯМИ ГЕНОВ

    БАБКИН И.В., БАБКИНА И.Н., БЕССМЕЛЬЦЕВА Е.В., КОЛОСОВА И.В., КОЧНЕВА Г.В., РЯБЧИКОВА Е.И., СЕРЕГИН С.В., СОЛЕНОВА Т.Е., ЩЕЛКУНОВ С.Н. — 2003 г.

    Сконструированы интегративные плазмиды pAC, pAD и pAG, содержащие доминантный селективный маркер вне области гомологии с вирусной ДНК, которые обеспечивают получение рекомбинантных вирусов оспы коров с делециями генов C18L, D11L и G3L, кодирующих kelch-подобные белки. Получены мутантные вирусы оспы коров с делецией генов D11L, C18L, G3L, мутанты с делецией двух генов, D11L/G3L, C18L/D11L и трех - D11L/G3L/C18L, т.е. без генов kelch-подобных белков, расположенных в левом вариабельном конце вирусного генома. Выявлено снижение уровня репродукции тройного мутанта вируса оспы коров. Найдены различия в морфологии и размерах оспин, индуцированных размножением мутантного вируса и исходного штамма, установлено развитие деструктивных изменений в клетках хорионаллантоисной оболочки куриных эмбрионов, отличающихся от изменений в клетках, зараженных исходным штаммом вируса.

  • ИНАКТИВАЦИЯ ГЕНА PGSA ВЛИЯЕТ НА БИОСИНТЕЗ И СЕКРЕЦИЮ ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ ESCHERICHIA COLI

    АНИСИМОВА Е.В., ГОЛОВАСТОВ В.В., НЕСМЕЯНОВА М.А. — 2003 г.

    Показано, что инактивация гена pgsA, ответственного за синтез анионного фосфолипида - фосфатидилглицерина, влияет на биосинтез и секрецию щелочной фосфатазы Escherichia coli. Снижение содержания фосфатидилглицерина, а не анионных фосфолипидов в целом, коррелирует с подавлением секреции щелочной фосфатазы, что подтверждает участие этого фосфолипида в секреторном процессе. В условиях значительного снижения содержания фосфатидилглицерина (с 18 до 3%, но не до 8% от общих фосфолипидов) подавляется не только секреция щелочной фосфатазы, но и ее синтез. При инактивации гена pgsA ускоряется также репрессия синтеза белка экзогенным ортофосфатом.

  • КЛАСТЕР ГЕНОВ THERMOTOGA NEAPOLITANA, УЧАСТВУЮЩИХ В ДЕГРАДАЦИИ КРАХМАЛА И МАЛЬТОДЕКСТРИНОВ: МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ЛОКУСА

    БЕРЕЗИНА О.В., ВЕЛИКОДВОРСКАЯ Г.А., ЗВЕРЛОВ В.В., ЛИБЕЛЬ В., ЛУНИНА Н.А., НАУМОВ Д.Г. — 2003 г.

    Клонирован и секвенирован фрагмент генома гипертермофильной анаэробной эубактерии Thermotoga neapolitana длиной 5451 п.н. Он содержит одну неполную и три полные открытые рамки считывания, высокогомологичные генам кластера утилизации крахмала и мальтодекстринов Thermotoga maritima, геном которой определен. Неполный продукт первой из них высокогомологичен MalG -белку транспорта мальтозы и мальтодекстринов из E. coli. Продукт второй - AglB - высоко гомологичен цикломальтодекстриназе с α-глюкозидазной активностью - TMG, принадлежащей к семейству 13 гликозилгидролаз (GH13); продукт третьей - AglA - гомологичен кофактор-зависимой α-глюкозидазе Thermotoga maritima из семейства GH4. Оба фермента образуют на филогенетическом древе семейства отдельную ветвь. Белки AglA и AglB дополняют друг друга по субстратной специфичности и могут обеспечить полный гидролиз до глюкозы циклических и линейных мальтодекстринов - промежуточных продуктов в процессе деградации крахмала. Продукт четвертой открытой рамки считывания высокогомологичен рибофлавин-специфической дезаминазе RibD из T. maritima. В гомологичном локусе этой бактерии между генами aglA и ribD имеется пять открытых рамок считывания, которых нет у T. neapolitana. Нуклеотидные последовательности двух из них гомологичны генам транспозаз. Размер делеции составляет 2.9 т.п.н.

  • КЛАСТЕР ГЕНОВ THERMOTOGA NEAPOLITANA, УЧАСТВУЮЩИХ В ДЕГРАДАЦИИ КРАХМАЛА И МАЛЬТОДЕКСТРИНОВ: ЭКСПРЕССИЯГЕНОВ AGLB И AGLA В ESCHERICHIA COLI, СВОЙСТВА РЕКОМБИНАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ

    БЕРЕЗИНА О.В., ВЕЙС Б., ВЕЛИКОДВОРСКАЯ Г.А., ВОРОБЬЕВА И.П., ЗВЕРЛОВ В.В., ЛИБЕЛЬ В., ЛУНИНА Н.А., РААШ Г., ХРОМОВ И.С., ЧЕКАНОВСКАЯ Л.А. — 2003 г.

    В работе субклонировали гены aglB и aglA из кластера генов утилизации крахмала и мальтодекстринов Thermotoga neapolitana в векторах pQE для экспрессии в клетках Escherichia coli. Рекомбинантные белки AglB и AglA очищены практически до гомогенности и охарактеризованы. Оба фермента гипертермостабильны, оптимальная температура активности - 85°С. AglB представляет собой олигомерный белок, состоящий из идентичных субъединиц с мол. массой 55 кДа, склонных к агрегации. Он гидролизует циклодекстрины и линейные мальтодекстрины до глюкозы и мальтозы, отщепляя глюкозу с редуцирующего конца молекул, и является циклодекстриназой с α-глюкозидазной активностью. Мощный ингибитор α-амилаз и α-глюкозидаз - акарбоза - не ингибирует AglB, а, напротив, полностью гидролизуется ферментом. Рекомбинантный AglB активируется в присутствии CaCl 2, KCl и EDTA, а также после прогрева фермента. Рекомбинантный AglA представляет собой димер, состоящий из двух идентичных субъединиц с мол. массой 54 кДа. Он гидролизует α-гликозидные связи дисахаридов и коротких мальтоолигосахаридов, действуя на субстрат с нередуцирующего конца цепи. Это кофактор-зависимая α-глюкозидаза широкого спектра действия, гидролизующая как олигоглюкозиды, так и галактозиды с α-связями, т.е. фермент не специфичен по отношению к конфигурации углерода в позиции 4. Для активности фермента необходимо присутствие NAD +, DTT и Mn 2+. Ферменты AglB и AglA дополняют друг друга по субстратной специфичности, обеспечивая полный гидролиз до глюкозы промежуточных продуктов, образующихся в процессе деградации крахмала.

  • КОВАЛЕНТНОЕ СВЯЗЫВАНИЕ CYSL42 МЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ SSOII С ДНК-ДУПЛЕКСАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ФОСФОРИЛДИСУЛЬФИДНУЮ МЕЖНУКЛЕОТИДНУЮ ГРУППУ

    ВОРОБЬЕВА О.В., КАРЯГИНА А.С., КУБАРЕВА Е.А., ЛАВРОВА Н.В., МЕТЕЛЕВ В.Г., ОРЕЦКАЯ Т.С., РОМАНЕНКОВ А.С. — 2003 г.

    Для аффинной модификации остатка Cys 142 С5-цитозиновой ДНК-метилтрансферазы SsoІІ (М.SsoІІ) использованы ДНК-дуплексы, содержащие единичную фосфорилдисульфидную группу вместо природной фосфодиэфирной межнуклеотидной связи. Продемонстрирована возможность получения конъюгатов модифицированных ДНК-дуплексов с М.SsoІІ в результате реакции дисульфидного обмена. Эффективность реакции ковалентного присоединения М.SsoІІ к ДНК зависит от первичной структуры дуплексов, места введения модификации и наличия S-аденозил-L-гомоцистеина - нереакционноспособного аналога кофактора реакции метилирования. Полученные результаты свидетельствуют о сближенности сульфгидрильной группы Cys142 М.SsoІІ с углеводофосфатным остовом в процессе связывания ДНК.

  • КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТА В ГЕНОМАХ ПРОТЕОБАКТЕРИЙ

    ГЕЛЬФАНД М.С., ДАНИЛОВА Л.В., ЛАЙКОВА О.Н., ЛЮБЕЦКИЙ В.А. — 2003 г.

    Проведен сравнительный компьютерный анализ потенциальных GlpR-регулонов, отвечающих за метаболизм глицерола и глицерол-3-фосфата (Г3Ф), в геномах α-, β- и γ-протеобактерий. Идентифицированы новые потенциальные палиндромные сигналы связывания GlpR в γ-протеобактериях с консенсусом TGTTCGATAACGAACA для семейства Enterobacteriaceae, wTTTTCGTATACGAAAAw для семейства Pseudomonadaceae, AATGCTCGATCGAGCATT для семейства Vibrionaceae, а также сигналы в α- и β-протеобактериях, состоящие из 3-4 прямых повторов слова TTTCGTT через 3-4 пары нуклеотидов.

  • КОНСТРУИРОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛКИ - АНАЛОГИ БЕЛКА КАРКАСНОЙ НИТИ ПАУТИНЫ СПИДРОИНА 1, И ИХ ЭКСПРЕССИЯ В РАСТЕНИЯХ ТАБАКА

    БОГУШ В.Г., ГОЛДЕНКОВА И.В., ДЕБАБОВ В.Г., МУСИЙЧУК К.А., ПИРУЗЯН Э.С., СИДОРУК К.В. — 2003 г.

    Получены трансгенные растения табака, экспрессирующие рекомбинантные белки - аналоги белка каркасной нити паутины спидроина 1. На основе полученных ранее искусственных генов 1f5 и 1f9, кодирующих аналоги спидроина 1, сконструированы гибридные гены, в которых к 3'-концевой части генов искусственных спидроинов в одной рамке считывания присоединен ген репортерного белка лихеназы. В качестве регуляторных элементов использованы слабый конститутивный промотор из области Т-ДНК Agrobacterium tumefaciens Tr2' и сильный конститутивный промотор 35S РНК вируса мозаики цветной капусты 35S CaMV. Сконструированные экспрессионные кассеты с помощью трансформации введены в агробактерии, а затем методом листовых дисков - в растения табака. С помощью гибридизации по Саузерну показано, что во всех линиях трансгенных растений произошла встройка по одной копии химерного гена, а размеры встроенных генов соответствуют размерам сконструированных синтетических генов. Из листьев трансгенных растений выделены белковые экстракты и с помощью метода зимограмм и вестерн-гибридизации показано наличие полноразмерных гибридных белков. Результаты свидетельствуют о том, что растения способны поддерживать в своем геноме и экспрессировать синтетические гены белков паутины и являются, таким образом, подходящими продуцентами рекомбинантных аналогов белков шелка паутины.

  • ЛОКАЛЬНО-ОПТИМАЛЬНЫИ МЕТОД ЦИКЛИЧЕСКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СКРЫТОЙ ПЕРИОДИЧНОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТЕКСТОВ. NAD-СВЯЗЫВАЮЩИЕ САЙТЫ БЕЛКОВ

    КОРОТКОВ Е.В., КУДРЯШОВ Н.А., ЛАСКИН А.А., ЧАЛЕЙ М.Б. — 2003 г.

    Разработан программный комплекс для поиска тандемных повторов любого заранее заданного вида в банках первичных структур. Примененный в нем алгоритм локально-оптимального циклического выравнивания способен выделять подпоследовательности, обладающие конкретным, заданным с помощью профиля, типом периодичности при отсутствии заметной гомологии между периодами и при наличии вставок и делеций. При этом профиль может быть настроен для поиска структурно и функционально обусловленных типов периодичности. Проведен анализ банка Swiss-Prot на наличие периодичностей, не выявленных ранее, связанных с закономерностями построения вторичной и супервторичной структуры NAD-связывающих сайтов. В частности, значимая периодичность в 24 оказалась характерной для абсолютного большинства доменов с укладкой Россмана либо структурно близких к ней, имеющих очевидную регулярность в их вторичной структуре, но не выявляемую ранее на уровне их первичных структур.

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗ α-ГАЛАКТОЗИДАЗНЫХ ГЕНОВ MEL ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES SENSU STRICTO

    КОРШУНОВА И.В., НАУМОВ Г.И., НАУМОВА Е.С. — 2003 г.

    Для изучения молекулярной эволюции дрожжей Saccharomyces sensu stricto на основе анализа родового суперсемейства α-галактозидазных генов MEL были клонированы и секвенированы два новых гена дрожжей S. bayanus var. bayanus и S. pastorianus. Обнаружена высокая степень сходства нуклеотидных последовательностей генов MEL дрожжей S. bayanus var. bayanus (MELb), S. pastorianus (MELpt), S. bayanus var. uvarum (MELu) и S. carlsbergensis (MELx) (94.1-99.3%), сопоставимая с внутривидовым уровнем гомологии генов MEL1-MEL11 дрожжей S. cerevisiae (94.8-100%). Гомология генов MEL видов-двойников S. cerevisiae (MEL1), S. bayanus (MELb), S. paradoxus (MELp) и S. mikatae (MELj) составляет 76.2-81.7%. Эти данные свидетельствуют о видоспецифичности генов MEL1, MELb, MELp и MELj и указывают на происхождение α-галактозидазного гена гибридных дрожжей S. pastorianus (S. carlsbergensis) от S. bayanus, а не S. cerevisiae.

  • МУТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РОЛИ ПЕТЛЕВЫХ УЧАСТКОВ ЧЕТВЕРТОГО ДОМЕНА ФАКТОРА ЭЛОНГАЦИИ G В РИБОСОМНОЙ ТРАНСЛОКАЦИИ

    ГУДКОВ А.Т., КОЛЕСНИКОВ А.В. — 2003 г.

    С использованием полимеразной цепной реакции получены семь вариантов фактора элонгации G (EF-G) из Thermus thermophilus с мутациями в петлевых участках четвертого домена. Ни одна из точечных мутаций (Arg-504 → Thr, Pro-554 → Thr и Ile-534 → Asp) не повлияла на GTPазную и транслокационную активность EF-G. Аналогичный результат получен в фактор-зависимом гидролизе GTP мутантными белками со вставками тетра- или гексапептидов в двух петлевых участках на вершине и двух петлях в основании четвертого домена. Однако вставка тетрапептида Gly-Ser-Gly-Thr в петлю между остатками 501-504 на вершине домена привела к значительному снижению активности белка в поли(U)-зависимом синтезе полифенилаланина на рибосомах и двукратному снижению транслокационной активности фактора. Этот результат свидетельствует о важности интактной конформации петли Thr-501-Gly-Gly-Arg-504 для стерически точного и эффективного взаимодействия фактора с рибосомой. Анализ структурных и биохимических данных для 30S субчастицы и EF-G позволил уточнить расположение фактора на рибосоме относительно ее 30S и 50S субчастиц.

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЧАСТКОВ СВЯЗЫВАНИЯ ГЛИЦИРРИЗИНОВОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ ФАГОВОГО ДИСПЛЕЯ

    БАЧИНСКИЙ А.Г., ИЛЬИНА Т.В., ИЛЬИЧЕВ А.А., КУВШИНОВ В.Н., ПОКРОВСКИЙ А.Г., ТУМАНОВА О.Ю., ФЕДЮК Н.В. — 2003 г.

    С помощью методов аффинной селекции и иммуноферментного анализа из фаговой пептидной клонотеки отобраны фаги, экспонирующие на своей поверхности пептиды, специфически взаимодействующие с глицирризиновой кислотой (ГК). Результаты сравнения аминокислотных последовательностей этих пептидов и белков человека из баз данных, проведенного с помощью программы SIM, выявили гомологию отобранных пептидов с тирозин-протеинкиназами, серин-треонин-протеинкиназами, тирозинфосфатазами и некоторыми рецепторами. Результаты поиска гомологии с вирусными белками, проведенного с помощью программы BLAST, показали, что ГК имеет сродство ко многим поверхностным белкам таких известных вирусов человека, как ВИЧ-1, гепатит С и герпесвирусы.

  • ПАМЯТИ АНДРЕЯ ДАРЬЕВИЧА МИРЗАБЕКОВА

    2003

  • ПАМЯТИ КЛОДА ЭЛЕНА

    2003

  • ПОИСК АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР РНК, РЕГУЛИРУЮЩИХ ЭКСПРЕССИЮ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ

    ГЕЛЬФАНД М.С., ЛЕОНТЬЕВ Л.А., ЛЮБЕЦКАЯ Е.В., ЛЮБЕЦКИЙ В.А. — 2003 г.

    Экспрессия многих генов бактерий регулируется посредством образования альтернативных вторичных структур в лидерной области мРНК. Приведены результаты применения разработанного нами алгоритма поиска (по одной нуклеотидной последовательности) таких структур РНК для анализа оперонов биосинтеза аминокислот альфа- и гамма-протеобактерий. Предсказаны аттенюаторы этих оперонов в геномах малоизученных гамма-протеобактерий, в том числе Shewanella putrefaciens, и аттенюаторы триптофанового оперона ряда альфа-протеобактерий.

  • ПОИСК КОНСЕРВАТИВНЫХ ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР РНК

    ГОРБУНОВ К.Ю., ЛЮБЕЦКИЙ В.А., МИРОНОВ А.А. — 2003 г.

    Предложен новый алгоритм для поиска консервативных вторичных структур РНК в заданном наборе последовательностей. Алгоритм основан на выравнивании цепочек плеч потенциальных спиралей. Он позволяет учитывать консервацию нуклеотидных последовательностей в окрестностях спиральных участков. Алгоритм применим для поиска новых структурных РНК и регуляторных элементов. Его эффективность позволяет использовать алгоритм для полногеномного анализа. Приведены результаты разнообразного тестирования этого алгоритма.

  • ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА ШЕСТОЙ СУБЪЕДИНИЦЫ NADH-ДЕГИДРОГЕНАЗНОГО КОМПЛЕКСА (ND6) У РУССКОГО НАСЕЛЕНИЯ РОССИИ

    ВОДОЛАЖСКИЙ Д.И., ИВАНОВ П.Л., КОРНИЕНКО И.В., МИХАЛКОВИЧ Л.С., ПАВЛИЧЕНКО Г.Н. — 2003 г.

    Представлены результаты экспериментального исследования полиморфизма нуклеотидных последовательностей гена шестой субъединицы NADH-дегидрогеназного комплекса (ND6) мтДНК в выборке русского населения Российской Федерации. Эта область картируется между позициями 14170 и 14569 мтДНК. Величина генетического разнообразия гаплотипов ND6 в исследованной выборке составляет 0.406; вероятность случайного совпадения гаплотипов составляет 0.598. Таким образом, анализ полиморфизма локуса ND6 в дополнение к типированию контрольного участка мтДНК может повысить надежность судебно-экспертных идентификационных исследований. Отмечается, что некоторые точковые замены в области ND6 оказываются ассоциированными с некоторыми транзициями в области контрольного участка мтДНК Наблюдаемые закономерности проанализированы при помощи коэффициента сопряженности (фи-коэффициента).

  • РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРАНСКРИПТОВ РЕТРОТРАНСПОЗОНА МДГЗ В КУЛЬТУРЕ КЛЕТОК

    ИЛЬИН Ю.В., СЁМИН Б.В. — 2003 г.

  • РЕДУКЦИЯ РЕДАКТИРУЕМОГО ДОМЕНА МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА A6 (СУБЪЕДИНИЦА 6 АТРАЗЫ) У ТРИПАНОСОМАТИД

    БЕССОЛИЦЫНА Е.А., КОЛЕСНИКОВ А.А., МЕРЗЛЯК Е.М., ФЕДЯКОВ А.В., ШОНИАН Г. — 2003 г.

    С целью анализа редукции размера редактируемого домена проведено сравнение нуклеотидной последовательности митохондриального гена А6 (MURF4) у разных видов трипаносоматид. Установлено, что редукция редактируемого домена не столь однозначно связана с филогенетическим положением простейшего, как предполагалось. Показано, что редукция редактируемого домена у моно-генетических простейших встречается чаще, чем у дигенетических, и именно у этих видов обнаружен минимальный редактируемый домен гена А6.

  • РЕПЛИКАТИВНЫЙ КОМПЛЕКС ЭУКАРИОТ И ЕГО ИССЛЕДОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ АФФИННОЙ МОДИФИКАЦИИ

    ЛАВРИК О.И., ХЛИМАНКОВ Д.Ю., ХОДЫРЕВА С.Н. — 2003 г.

    Репликация эукариотической ДНК осуществляется комплексом белков, в котором центральная роль принадлежит ДНК-полимеразам. Эукариотические ДНК-полимеразы α, δ и ε осуществляют репликативный синтез ДНК при участии белковых факторов репликации: репликативного белка А, репликативного белка С, ядерного антигена пролиферирующих клеток и других белков. Известно, что репликативные ДНК-полимеразы и белковые факторы также принимают участие в репарации ДНК и эти процессы взаимозависимы. Функционирование такой многокомпонентной системы регулируется совокупностью белок-нуклеиновых и белок-белковых взаимодействий. Репликативный комплекс эукариот не выделен в виде устойчивой надмолекулярной структуры, что указывает на динамичность его структурной организации. В связи с этим рентгеноструктурный анализ и другие инструментальные подходы малопригодны для исследования этой системы. Одним из альтернативных методов изучения надмолекулярных структур репликации ДНК является метод аффинной модификации. Наиболее перспективный вариант этого подхода состоит в создании in situ фотореакцион-носпособных интермедиатов репликации ДНК. В данном обзоре рассмотрены последние достижения в применении фотоаффинной модификации в исследовании ДНК-полимераз и факторов эукариотической репликации и их взаимодействия с интермедиатами эукариотической репликации ДНК.