Эволюция копийности белка L12 в рибосомах бактерий и органелл эукариот тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Давыдов, Яков Игоревич

  • Давыдов, Яков Игоревич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Москва
  • Специальность ВАК РФ03.01.03
  • Количество страниц 99
Давыдов, Яков Игоревич. Эволюция копийности белка L12 в рибосомах бактерий и органелл эукариот: дис. кандидат наук: 03.01.03 - Молекулярная биология. Москва. 2013. 99 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Давыдов, Яков Игоревич

Содержание

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Функционирование рибосомы

1.2 Эволюция рибосомы

1.3 Рибосома бактерий

1.3.1 Ь7/1Л2-стержень

1.3.2 Белок LI2

1.3.3 Белок LIO

1.3.4 L12 вызывает иммунный ответ

1.4 Эукариотическая и архейная рибосома

1.5 Рибосома митохондрий и пластид

1.6 Предсказание вторичной структуры белков

1.7 Поиск скоррелированных признаков

2 Методы

2.1 Сбор последовательностей

2.2 Предсказание вторичной структуры и копийности LI2

2.3 Поиск и кластеризация L12-cBfl3bmaiouwx мотивов

2.4 Построение деревьев и восстановление предкового состояния

2.5 Подготовка рибосомы и масс-спектрометрия

2.6 Поиск признаков, коррелирующих с копийностью

3 Предсказание копийности

3.1 Поиск С-концевой а-спирали

3.2 Предсказание копийности L12

3.3 Филогенетический анализ

3.4 Связь с термофильностью

3.5 Эволюция связывающих мотивов

3.6 Предсказание копийности L12 в органеллах

4 Белок LI2 у цианобактерий

4.1 Копийность белка LI2

4.2 Экспериментальное подтверждение существования организмов с восемью копиями белка LI2 в рибосоме

4.2.1 Выбор пептидов для масс-спектрометрии

4.2.2 Измерение копийности

Заключение

Выводы

Литература

А Предсказания копийности белка Ь12 для бактерий

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Молекулярная биология», 03.01.03 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эволюция копийности белка L12 в рибосомах бактерий и органелл эукариот»

Введение

Актуальность темы

Рибосома — сложная молекулярная машина, осуществляющая синтез белков на основе матричной РНК. Наименее изученным участком рибосомы является так называемый Ь7/1Л2-стержень (или Р-стержень для эукариот).

Рибосомный стержень необходим для трансляции, он взаимодействует с факторами трансляции, являющимися ГТФазами (такими как EF-Tu, EF-G, IF2 и RF3 или их эу-кариотическими гомологами) и стимулирует гидролиз ГТФ. Экспериментально показано, что рибосомный стержень влияет на скорость и точность трансляции, хотя механизм этого влияния малоизучен.

Ь7/Ь12-стержень включает в себя рибосомный белок L10 (или его гомолог РО в случае эукариот и архей), а также несколько молекул белка L12 (или его гомологов Р1/Р2 у эукариот).

Копийность белка L12 в рибосоме различается в разных видах: так в рибосоме Escherichia coli содержится четыре молекулы белка L12, а в рибосоме Thermotoga maritima — шесть. При этом для большинства изучаемых бактерий копийность белка L12 остается неизвестной.

Изучение копийности белка L12 и эволюционных событий, приводящих к ее изменению, является актуальной научной задачей и позволяет пролить свет на возникновение и эволюцию рибосомы.

Степень разработанности темы

В конце 70-х годов прошлого века было показано, что в рибосоме Escherichia coli содержится четыре молекулы белка L12 [1-3]. Лишь в 2005 году было открыто, что у ряда бактерий копийность может составлять не четыре, а шесть молекул [4,5].

Впоследствии для 28 видов бактерий на основе выравнивания аминокислотных последовательностей белка L10 была предсказана копийность L12 [6]; для трех видов бактерий копийность была определена экспериментально [7].

Было показано, что в рибосомах эукариот содержится четыре молекулы аналогов белка L12, а рибосомы архей могут связывать шесть молекул белка L12 [6,7]. В то же время для большинства видов бактерий копийность белка L12 оставалась неизвестной. Также оставался открытым вопрос копийности белка L12 в рибосомах органелл эукариот.

Цель и задачи исследования

Целью данной работы было изучение копийности белка L12 и его эволюции в бактериях, митохондриях и пластидах. В ходе работы необходимо было решить следующие задачи:

2. Предсказать с использованием разработанного алгоритма копийность белка 1Л2 бактерий.

3. Предсказать с использованием разработанного алгоритма копийность белка Ы2 для органелл эукариот.

4. Изучить основные события изменения копийности в ходе эволюции.

5. Экспериментально подтвердить полученные предсказания.

Научная новизна и практическая значимость

В данной работе было проведено систематическое изучение копийности рибосомного белка Ь12.

Был разработан алгоритм предсказания копийности белка Ь12, основанный на аминокислотной последовательности белков с использованием методов предсказания вторичной структуры белков. Выдвинут ряд гипотез о предковых состояниях копийности.

Было выполнено предсказание копийности 1Л2 более чем для тысячи различных видов. Впервые предсказана копийность Ы2 для рибосомы митохондрий и пластид.

Впервые были обнаружены бактерии, имеющие восемь копий белка Ы2. Полученное предсказание получило экспериментальное подтверждение.

Полученные результаты могут быть использованы при изучения аппарата трансляции различных видов бактерий, а также при разработке новых противомикробных препаратов.

Методология и методы исследования

Для решения поставленных задач применялся методы анализа аминокислотных и нуклеотидных последовательностей. Использовались методы предсказания вторичной структуры белка, а также построения филогенетических деревьев. При изучении 1Л2-связывающих мотивов использовались методы кластеризации; при восстановлении предковых состояний и поиске корреляций между признаками использовались методы моделирования эволюции с применением байесовской статистки. При проведении экспериментов использовались методы масс-спектрометрии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В ходе исследования разработан алгоритм предсказания копийности белка 1Л2 в рибосоме. С использованием алгоритма предсказана копийность белка Ы2 более чем для тысячи видов бактерий;

2. Анализ эволюции копийности показывает, что у последнего общего предка современных бактерий в рибосоме содержалось шесть копий белка Ы2;

3. В рибосомах митохондрий и пластид, как правило, содержится шесть молекул белка 1Л2;

Степень достоверности и апробация результатов

Полученные предсказания согласуются как с известными литературными данными, так и с экспериментом, проведенным в ходе исследования. Достоверность результатов эксперимента обеспечена использованием контролей, а также биологических и технических реплик.

Основные результаты работы докладывались на: 33-й конференции молодых ученых и специалистов ИППИ РАН ИТиС'10 (Геленджик, сентябрь 2010), 5th International Moscow Conference on Computational Molecular Biology MCCMB'll (Москва, июль 2011), 34-й конференции молодых ученых и специалистов ИППИ РАН ИТиС'11 (Геленджик, октябрь 2011), 35-й конференции молодых ученых и специалистов ИППИ РАН ИТиС'12 (Петрозаводск, август 2012). По материалам диссертации опубликовано семь печатных работ, из них три — статьи в журналах, рекомендованных ВАК, четыре — тезисы в материалах конференций.

Диссертационная работы была апробирована на заседании Научно-технического совета НТЦ «Биоклиникум» 27 февраля 2013 года, а также на семинаре секции «Молекулярная биология» Ученого совета ФГУП «ГосНИИгенетика» 14 октября 2013 года.

Личный вклад

Все основные результаты, включенные в диссертацию, получены лично соискателем. Соискателем выполнена разработка алгоритма, предсказание копийности белка L12 бактерий и органелл, а также исследование эволюции копийности. Обсуждение и интерпретация результатов осуществлялись совместно с научным руководителем. Экспериментальные работы осуществлялись совместно с коллегами из Института биофизической химии объединения Макса Планка: Мариной Родниной и Ingo Wohlgemuth.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, благодарностей, списка литературы и одного приложения. Полный объем диссертации составляет 99 страниц с 31 рисунком и 9 таблицами. Список литературы содержит 166 наименований.

Список используемых сокращений и обозначений

GLS Generalized least squares ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота РНК Рибонуклеиновая кислота рРНК Рибосомная РНК мРНК Матричная РНК

LUCA Last universal common ancestor

ГТФ Гуанозинтрифосфат

PDB Protein Data Bank

PSSM Position-specific scoring matrix

fMet N-Formylmethionine

HMM Hidden Markov model

MCMC Markov chain Monte Carlo

ДТТ Дитиотреитол

SRM Selected reaction monitoring

PTC Peptidyl transferase center

LR Likelihood ratio

Глава 1

Обзор литературы

1.1 Функционирование рибосомы

Трансляция белков является ключевой особенностью организмов, относящихся ко всем трем доменам жизни [8]. Трансляцию выполняет специализированная органелла, носящая название рибосомы. Рибосома производит полипептиды, последовательность которых определяется шаблоном — матричной РНК, — используя для этого аминоацил-тРНК.

Во всех организмах рибосома состоит из двух субъединиц, образованных рибосом-ной РНК и белками. Малая субъединица обеспечивает комплементарное взаимодействие между мРНК и тРНК, которое определяет последовательность получаемого продукта [10]. Большая субъединица включает сайт, катализирующий формирование пептидной связи [11]. Этот сайт носит название пептидилтрансферазного центра (РТС). РТС катализирует реакцию, в ходе которой происходит удлинение пептида на одну аминокислоту [9].

Участок рибосомы, в котором располагается пептидил-тРНК непосредственно перед переносом аминокислоты, носит название Р-сайта, а участок, занятый аминоацил-тРНК, носит название А-сайта [12]. Участок, через который аминоацил-тРНК проходит на пути к А-сайту, носит название Т-сайта [13], а деацетилированные тРНК покидают рибосому через так называемый Е-сайт [14]. Непосредственно после переноса аминокислоты Р-сайт рибосомы занят деацетилированной тРНК, а пептидил-тРНК находится в А-сайте. Затем происходит транслокация — процесс, в результате которого деацетилированная тРНК из Р-сайта покидает рибосому через Е-сайта, пептидил-тРНК из А-сайта перемещается в Р-сайт, рибосома сдвигается вдоль мРНК в сторону 3' конца на один кодон, а следующая аминоацил-тРНК может быть доставлена в свободный А-сайт в соответствии с её комплементарностью к мРНК (рис. 1.1 и 1.2) [9].

Все тРНК являются Ь-образными молекулами, имеют схожую трехмерную структуру. тРНК обладают достаточной длиной для того, чтобы взаимодействовать с обеими субъединицами рибосомы одновременно. Концевой участок, соответствующий верхней части буквы Ь, связывает аминокислоту и полипептид, и в основном взаимодействует с большой субъединицей рибосомы, тогда как антикодоновые петли тРНК расположены с другой стороны молекулы и комплементарно связываются с мРНК на малой субъединице [9].

Транслокация двух концов молекулы тРНК происходит не синхронно. Это означает, что молекулы могут находиться в гибридных состояниях, то есть их антикодоновые концы могут находиться в А- и Р-сайтах малой субъединицы, а акцепторные — в Р- и Е-сайтах, соответственно. В то же время Т-сайт присутствует лишь у большой субъединицы, и в начальный момент аминоацил-тРНК также находится в гибридном состоянии:

Рисунок 1.1: Цикл работы бактериальной рибосомы. Инициация синтеза начинается с привлечения рибосомных субъединиц. Затем происходит связывание мРНК, а также молекулы формилированной метионил-тРНК (ГМе^тРНК) с малой субъединицей, инициация завершается в тот момент, когда происходит доставка аминоацил-тРНК, связывающей вторую аминокислоту белка с рибосомным комплексом. Затем наступает фаза элонгации, в ходе которой сиитезируемый полипептид удлиняется. В тот момент, когда синтез полипептида завершен, последний высвобождается из рибосомы, рибосомный комплекс разбирается, а освободившиеся субъединицы отправляются в клеточный пул. На рисунке малая субъединица изображена золотым, большая — голубым [9]. Использована иллюстрация из работы [9].

акцепторная часть молекулы расположена в Т-сайте большой субъединицы, а антикодо-новая петля — в А-сайте малой субъединицы. Перемещение акцепторной части тРНК, необходимое для формирования пептида, происходит позже и носит название аккомодации [9,15].

Последовательность событий, приводящая к добавлению одной аминокислоты к растущему пептиду, носит название цикла элонгации и повторяется п — 2 раза (где п — длина белка). Инициацией называется сборка двух субъединиц рибосомы на стартовом кодоне мРНК, а также формирование первой пептидной связи. Когда рибосома встречается со стоп-кодоном, получившийся пептид высвобождается из рибосомы, а субъединицы отправляются в клеточный пул. Этот процесс носит название терминации [9].

Новая

Большая н7ы аминоаиил-rPHK

Рисунок 1.2: Цикл элонгации.

1.2 Эволюция рибосомы

В гипотетическом последнем общем предке всех известных организмов (LUCA) уже содержалось значительное число генов, вовлеченных в трансляцию белков. Более того, гены, связанные с трансляцией, составляют большую часть известного генома LUCA [16]. Таким образом, аппарат трансляции в таком виде, как он был представлен в LUCA, уже является в большой степени состоявшимся. Это указывает на то, что основные события эволюции рибосомы произошли до появления LUCA [17].

Происхождение рибосомы берет свое начало в древнем мире РНК [18,19]. На ранней стадии аминокислоты (или подобные им молекулы) связывались с небольшими олиго-мерами РНК. При взаимодействии таких структур друг с другом в присутствии РНК, являющейся предком современного РТС, формировалась амидная связь. Таким образом происходило создание более крупных пептидо-подобных молекул. Было показано, что такая реакция осуществима в мире РНК [20]. Эти ранние РНК стабилизировались за счет Mg2+. Полученные пептиды имели смешанную хиральность, однако с преобладанием L-аминокислот, возможно в результате избытка D-рибозы в молекулах РНК древнего мира [21,22]. Ранние пептиды могли стабилизировать разные виды РНК и, таким образом, давать эволюционное преимущество в древнем мире. С ростом сложности древнего организма появилась однодоменная тРНК, а также предок РТС. Этот ранний РТС уже включал начало выходного тоннеля, который впоследствии увеличился: сначала появился регион домена II, а затем часть домена IV. На некотором этапе был добавлен декодирующий домен тРНК, в результате чего возникла современная двухдоменная тРНК [17].

Существует гипотеза, согласно которой второй домен тРНК предоставил возможность удерживания тРНК на вспомогательной РНК, увеличивая время, в течение которого тРНК взаимодействует с РТС, и повышая, таким образом, вероятность протекания реакции [17,23]. Затем растущая малая субъединица стала выполнять задачу перемещения шаблона, позволяя извлекать использованные тРНК и привлекать новые. Эта вспомогательная РНК могла служить в качестве шаблона, а затем в качестве мРНК, обеспечивая возникновение системы кодонов [17].

Согласно другой теории, часть РНК малой субъединицы возникла не в результате усложнения древней проторибосомы, а независимо в РНК-мире, где она могла служить в качестве репликазы. В этом случае, вовлеченная в зарождающуюся систему синтеза белков, эта РНК возможно была способна перемещаться вдоль шаблона [17].

После того, как появились мРНК и основы движения малой субъединицы, рибосомы стали стремительно усложняться: сначала были добавлены ранние консервативные белки, такие как L2, L3 и L4. Дальнейшее расширение рРНК могло происходить путем последовательного добавления различных элементов, например, 5S рРНК и её белков [17].

Следующим важным шагом, по-видимому, было добавление ГТФазного центра к большой субъединице. Это событие, вероятно, существенно увеличило скорость трансляции. В результате могло произойти существенное увеличение числа различных типов клеток и, впоследствии, окончание эры РНК [24], а затем начало эры потомков LUCA [17].

В дальнейшем изменения касались системы инициации, добавления выходного Е-сайта, добавления белка L1, который обслуживает проникновение тРНК, появление посттранскрипционной модификации нуклеотидов и ферментов, выполняющих эту функцию. Затем рРНК, по-видимому, не претерпевали существенных изменений, но появлялись новые, уже не являющиеся универсальными для всех организмов, белки, а также происходила тесная интеграция между транскрипцией и трансляцией. Существенные ограничения на размер генома и его стабильность впоследствии привели к замене РНК-генома на ДНК-геном [17].

Таким образом, по-видимому, на ранних стадиях эволюции проторибосомы не использовали генетический код и не имели сложных динамических систем, которые присутствуют в современной рибосоме. Ключевым событием стало появление ГТФазного центра. Несмотря на то, что ГТФазиый центр не является существенным для синтеза, он существенно увеличивает скорость синтеза пептидов [25]. Предполагается, что это увеличение обеспечило переход из мира РНК в мир РНК и белков [17,26,27].

1.3 Рибосома бактерий

Рибосомы бактерий состоят из двух субъединиц неравного размера. Эти субъединицы носят название малой и большой. Ядро каждой рибосомной субъединицы состоит из компактно свёрнутой высокополимерной рибосомной РНК [25]. В соответствии с коэффициентом седиментации субъединицы обозначают как 30S и 50S. Малая субъединица 30S содержит 21 белок (SI, S2 и т.д.) и 16S рибосомную РНК длиной порядка 1500 нуклеотидов. Большая субъединица 50S (рис. 1.3) содержит порядка 30 белков (LI, L2 и т.д.), 23S рРНК (длиной порядка 2900 нуклеотидов) и 5S рРНК (120 нуклеотидов).

При помощи рентгенографии высокого разрешения были проведены исследования большой и малой субъединиц рибосом Thermus thermophilus [28,29], Deinococcus radiodurans [30], Haloarcula marismortui [31] и Escherichia coli [32]. Тем не менее изучение некоторых структурных элементов подобными методами осложнено в силу их высокой подвижности. Особенно это касается так называемого Ь7/1Л2-стержня [5].

Рисунок 1.3: Трехмерная структура рибосомы Escherichia coli с белком LI0, четырьмя N-концевыми доменами белка LI2 и белком EF-G. Слева изображена полная структура, L7/L12-cтepжeнь выделен черной рамкой; на правом изображении увеличенный L7/L12-cтepжeнь. Структура получена на основе совмещения кристаллической структуры и данных крио-электропной микроскопии. Большая субъединица выделена полупрозрачным голубым цветом, малая — желтым. Молекулы рРНК изображены в виде серой ленты, фактор элонгации G (EF-G) покрашен светло-коричневым цветом, L10 — синим, L11 — желтым, N-концевые домены белка LI2 — красным. Использована

иллюстрация из работы |4].

Ь7/Ы2-стержень входит в состав большой субъединицы рибосомы. Он играет важную роль в процессе синтеза белка. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что стержень участвует в связывании с рибосомой и функционировании различных факторов трансляции: EF-Tu, EF-G, IF2, RF1, RF2 и RF3 [33-36].

Стержень включает в себя белок L11, участок 23S рРНК, с которым LI 1 и L10 связываются, а также комплекс, образованный белком L10 и несколькими димерами белков L7 и LI2. Белки L7 и LI2 закодированы одним геном и являются изоформами одного и того же белка. Они имеют идентичную аминокислотную последовательность, их различие состоит в N-концевым ацетилировании L7 [37]. Соотношение белков L7 и LI2 в рибосоме зависит от скорости роста и стадии клеточного цикла [38]. Предполагается, что ацетилировапие позволяет увеличить стабильность L7/L12-cтepжня [39]. Далее мы будем называть оба белка LI2.

1.3.2 Белок L12

Белок LI2 связывается с факторами трансляции и повышает их ГТФазную активность [36,40-42]. За взаимодействие с факторами трансляции (в случае Е. coli) отвечают аминокислоты К65, V66, 169, К70, R73 и К84, расположенные на третьей и четвертой «-спирали белка [4] (рис. 1.4). Каталитический эффект достигается как белком LI2 в составе стержня, так и изолированным белком [43]. Также было показано, что мутации в белке L12 увеличивают уровень ошибок трансляции [44-46].

Рисунок 1.4: Трёхмерная структура С-концевого домена белка L12 Escherichia coli [47].

Аминокислоты, взаимодействующие с факторами трансляции, выделены красным.

L12 состоит из двух структурных доменов, соединённых гибкой перемычкой [48]. Вытянутый спиральный N-концевой домен участвует в димеризации и связывании с L10. Глобулярный С-концевой домен участвует во взаимодействии с факторами трансляции. L12 является единственным белком в большой субъединице, который связывается с 23S рРНК не напрямую [31,49], а посредством белка L10 [3,50] (рис. 1.5).

Белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы [51]. Рибосомы Е. coli [1-3], Bacillus subtilis [5,7] и Bacillus stearolhermophilus [7] содержат четыре молекулы белка L12 в виде двух димсров. В то же время рибосомы Thermotoga maritima [4], Thermus thermophilus [5] и Thermus aquaticus [5] содержат по шесть молекул белка L12 в виде трех димеров. Для 28 бактерий существует также предсказание копийности белка L12, выполненное на основе выравнивания аминокислотных последовательностей белка L10 [6].

изломы С-концевой a-спирали L10

Рисунок 1.5: Трехмерная структура комплекса белка L10 и трёх участков димеризации

белка LI2 Г. maritima [4]. Белок L10 показан фиолетовым цветом, димеры L12 — зеленым, красным и синим. С-концевые домены белков L12 не показаны.

Димеры белка L12 (рис. 1.6) являются стабильными. Скорость обмена L12 составляет не более 10% в час [4,52], Тогда как комплекс белка L10 и димеров L12 является менее стабильным [7].

1.3.3 Белок LIO

В структуре белка L10 выделяют восемь «-спиралей и четыре /3-листа. Глобулярный N-концевой домен включает в себя семь «-спиралей и четыре ß-лиета и отвечает за связывание с 23S рРНК. Восьмая — С-концевая — «-спираль является структурно независимой и отвечает за связывание с LI2. С-концевая «-спираль включает в себя ряд последовательно расположенных L12-cвязывaющиx сегментов.

В составе комплекса с димерами L12 между отдельными LI2-связывающими сегментами белка L10 располагаются изломы «-спирали. Предполагается, что эти изломы возникают в результате взаимодействия отдельных димеров LI2 между собой [4] (рис. 1.5).

Количество И2-евязывающих сегментов определяется длиной С-концевой «-спирали (рис. 1.5). Так, С-концевая «-спираль белка LIO Е. coli на десять аминокислот короче, чем «-спираль белка L10 Т. maritima [4].

Регуляция

В геноме Е. coli гены rplJ и rplL, кодирующие белки L10 и LI2 соответственно, находятся в одном опероне (рис. 1.7). В 5' области относительно гена rplJ расположены гены rplK и rplA, кодирующие рибосомные белки большой субъединицы L11 и LI. В 3' области гена rplL расположены гены гроВ и гроС, кодирующие ß и ß' субъединицы ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Рисунок 1.6: Трехмерная структура двух конформаций димера LI2 Е. coli. Предполагается, что в ходе трансляции конформация может изменяться [47].

гроВ

гроС

У

Рисунок 1.7: Структура оперона, содержащего гены грИ и грИ. Промоторы обозначены стрелками, терминаторы — шпильками. Пунктирные линии обозначают слабые

промоторы и терминаторы.

Основные промоторы оперона расположены в 5' областях генов rplK и rplJ, причем активность промотора в 5' области гена rplK на 35% выше. [53,54]. Между генами rplJ и rplL расположена некодирующая область длиной порядка пятидесяти нуклеоти-дов. Предполагается, что в этой области также расположен промотор; активность этого промотора составляет около 8% от активности основного промотора. В 3' области гена rplJ расположен терминатор, который препятствует транскрипции генов гроВ и гроС по крайней мере в 70% случаев [54].

Предполагается, что соотношение белков LI2 и L10 в клетке соответствует соотношению этих белков в рибосоме. Таким образом, трансляция этих белков должна обеспечиваться координирующей регуляцией. Ввиду низкой активности промотора в 5' области гена rplL предполагается, что основная регуляция происходит на уровне трансляции белка.

Было показано, что белок L10 связывается с 5' некодирующим участком собственной мРНК и ингибирует собственную трансляцию [55]. Примечательно, что ингибирование может производиться как свободным белком L10, так и комплексом L10 и димеров белка L12 [56].

Некодирующий участок образует структуру, сходную с сайтом связывания L10 на 23S рРНК [57]. Аналогичные структуры в некодирующей 5' области гена rplJ были обнаружены в Е. coli, а также ряде других бактерий [58]. Существует неподтвержденная гипотеза, согласно которой этот некодирующий участок является малой некодирующей РНК и комплементарно связывается с областью старт кодона мРНК, ингибируя таким образом трансляцию белка L10 [59]. Механизм регуляции соотношения белков L12 и L10 остается неизвестным.

1.3.4 LI2 вызывает иммунный ответ

Белок L12 является одним из основных белков прокариотической клетки. Иммунизация рекомбинантным белком LI2 вызывает выработку антител, которые в дальнейшем позволяют защитить организм от некоторых видов бактерий. Была показана эффективность подобной иммунизации против возбудителя бруцеллеза — Brucella abortus [60].

Также было показано, что изменения в микробиоме человека, вызванные развитием колоректального рака, приводят к выработке антител к белку L12 Streptococcus bovis. Метод, основанный на оценке уровня антител, в будущем может быть использована для диагностики колоректального рака первой и второй стадий [61].

1.4 Эукариотическая и архейная рибосома

Большие субъединицы рибосом эукариот и архей также содержат в своем составе структуру, аналогичную бактериальному Е7ДЛ2-стержню [62].

Эукариотическим и архейным аналогом белка L10 является белок РО. Белки L10 и РО имеют общее происхождение, то есть являются ортологами. Таким образом, белки семейства LIO/PO присутствуют у видов, относящихся ко во всем трем доменам жизни. А ген, кодирующий L10/P0, — rplJ/RPLPO — является одним из 29 универсально консервативных генов, которые, по-видимому, присутствовали в геноме LUCA.

Архейный аналог белка LI2 также носит название LI2. Эукариотическими аналогами белка L12 являются белки PI и Р2. В составе рибосомы PI и Р2 присутствуют в форме гетеродимера [33]. В некоторых случаях возможно возникновение паралогичных белков: так у Saccharomyces cerevisiae присутствуют четыре различных белка: PIA, PI В, Р2А и Р2В [63].

Архейные и эукариотические аналоги бактериального белка LI2 также катализируют гидролиз ГТФ, выполняемый факторами трансляции [64-66]. Тем не менее их структура не соответствует структуре бактериального LI2; предполагается, что бактериальный L12 не является гомологом белков PI, Р2, а также архейного L12 [26], в то время как PI и Р2 являются ортологами архейного белка LI2.

В то время как копийность белка L12 может различаться у разных видов бактерий, рибосома архей может связывать три димера LI2, а рибосома эукариот — два димера Р1/Р2 [6,7]. Предполагается, что не у всех рибосом архей копийность белка L12 достигает шести, т.е. у некоторых рибосом часть L12-связывающих сайтов остается свободными [7]. У бактерий и эукариот копийность L12 и Р1/Р2 всегда достигает максимального значения [4].

1.5 Рибосома митохондрий и пластид

Митохондрии — органеллы, встречающиеся в большинстве эукариотических клеток. Основной функцией митохондрий является обеспечение клетки АТФ [67]. Происхождение митохондрий связывают с событием эндосимбиотического поглощения бактерии близкой к современным а-протеобактериям прото-эукариотическим организмам [68].

Пластиды — органеллы, присутствующие в клетках растений и водорослей. Прото-пластиды могут дифференцироваться в различные типы органелл: лейкопласты, хромопласты и хлоропласта. Предками пластид, по-видимому, являются цианобактерии [69].

Похожие диссертационные работы по специальности «Молекулярная биология», 03.01.03 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Давыдов, Яков Игоревич, 2013 год

Литература

1. Stoichiometry and properties of the complex between ribosomal proteins L7 and L10 in solution /AT Gudkov, L G Tumanova, S Y Venyaminov [h ap-] // FEBS Lett. 1978. Sep. T. 93, № 2. C. 215-218.

2. Tokimatsu H, Strycharz W A, Dahlberg A E. Gel electrophoretic studies on ribosomal proteins L7/L12 and the Escherichia coli 50 S subunit // J Mol Biol. 1981. Oct. T. 152, № 2. C. 397-412.

3. Pettersson I, Liljas A. The stoichiometry and reconstitution of a stable protein complex from Escherichia coli ribosomes // FEBS Lett. 1979. Feb. T. 98, № 1. C. 139-144.

4. Structural basis for the function of the ribosomal L7/12 stalk in factor binding and GTPase activation / Mihaela Diaconu, Ute Kothe, Frank Schlunzen [h ap-] // Cell. 2005. Jul. T. 121, № 7. C. 991-1004.

5. Heptameric (L12)6/L10 rather than canonical pentameric complexes are found by tandem MS of intact ribosomes from thermophilic bacteria / Leopold L Ilag, Hortense Videler, Adam R McKay [h Ap.] // Proc Natl Acad Sci USA. 2005. Jun. T. 102, № 23. C. 8192-8197.

6. Three binding sites for stalk protein dimers are generally present in ribosomes from archaeal organism / Y. Maki, T. Hashimoto, M. Zhou [h Ap-] // J. Biol. Chem. 2007. Nov. T. 282, № 45. C. 32827-32833.

7. Mass spectrometry defines the stoichiometry of ribosomal stalk complexes across the phylogenetic tree / Y. Gordiyenko, H. Videler, M. Zhou [h Ap.] // Mol. Cell Proteomics. 2010. Aug. T. 9, № 8. C. 1774-1783.

8. Woese C. R., Kandler O., Wheelis M. L. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990. Jun. T. 87, № 12. C. 4576-4579.

9. Moore Peter B. How Should We Think About the Ribosome? // Annual Review of Biophysics. 2012. T. 41. C. 1-19.

10. Nirenberg Marshall, Leder Philip. Rna Codewords and protein synthesis the effect of trinucleotides upon the binding of sRNA to ribosomes // Science. 1964. T. 145, № 3639. C. 1399-1407.

11. Monro Rf E. Catalysis of peptide bond formation by 50 S ribosomal subunits from Escherichia coli. // Journal of molecular biology. 1967. T. 26, № 1. c. 147.

12. The peptidyl transferase activity of ribosomes / RE Monro, T Staehelin, ML Celma [h Ap-] // Cold Spring Harbor symposia on quantitative biology / Cold Spring Harbor Laboratory Press. T. 34. 1969. C. 357-368.

14. Nierhaus Knud H, Rheinberger Hans-Jorg. An alternative model for the elongation cycle of protein biosynthesis // Trends in Biochemical Sciences. 1984. T. 9, № 10. C. 428-432.

15. Ogle James M, Ramakrishnan V. Structural insights into translational fidelity // Annu. Rev. Biochem. 2005. T. 74. C. 129-177.

16. Kyrpides N., Overbeek R., Ouzounis C. Universal protein families and the functional content of the last universal common ancestor // J. Mol. Evol. 1999. Oct. T. 49, № 4. C. 413-423.

17. Fox G. E. Origin and evolution of the ribosome // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010. Sep. T. 2, № 9. c. a003483.

18. Cech T. R. The RNA worlds in context // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012. Jul. T. 4, № 7. c. a006742.

19. Robertson M. P., Joyce G. F. The origins of the RNA world // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012. May. T. 4, № 5.

20. Zhang B., Cech T. R. Peptide bond formation by in vitro selected ribozymes // Nature. 1997. Nov. T. 390, № 6655. C. 96-100.

21. Tamura Koji, Schimmel Paul R. Chiral-selective aminoacylation of an RNA minihelix: Mechanistic features and chiral suppression // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006. T. 103, № 37. C. 13750-13752.

22. Tamura Koji. Origin of amino acid homochirality: relationship with the RNA world and origin of tRNA aminoacylation // Biosystems. 2008. T. 92, № 1. C. 91-98.

23. Wolf Y. I., Koonin E. V. On the origin of the translation system and the genetic code in the RNA world by means of natural selection, exaptation, and subfunctionalization // Biol. Direct. 2007. T. 2. c. 14.

24. Woese C. R., Fox G. E. The concept of cellular evolution // J. Mol. Evol. 1977. Sep. T. 10, № 1. C. 1-6.

25. Spirin A. S. Ribosome as a molecular machine // FEBS Lett. 2002. Mar. T. 514. C. 2-10.

26. Structural relationships among the ribosomal stalk proteins from the three domains of life / P. Grela, P. Bernado, D. Svergun [h ap.] // J. Mol. Evol. 2008. Aug. T. 67, № 2. C. 154-167.

27. Ribosome origins: the relative age of 23S rRNA Domains / J. Hury, U. Nagaswamy, M. Larios-Sanz [h flp.] // Orig Life Evol Biosph. 2006. Aug. T. 36, № 4. C. 421-429.

28. Structure of the 30S ribosomal subunit / B. T. Wimberly, D. E. Brodersen, W. M. Clemons [h ap.] // Nature. 2000. Sep. T. 407. C. 327-339.

29. Structure of functionally activated small ribosomal subunit at 3.3 angstroms resolution / F. Schluenzen, A. Tocilj, R. Zarivach [h ap.] // Cell. 2000. Sep. T. 102. C. 615-623.

31. The complete atomic structure of the large ribosomal subunit at 2.4 A resolution / N. Ban, P. Nissen, J. Hansen [h «p.] // Science. 2000. Aug. T. 289. C. 905-920.

32. Crystal structure of release factor RF3 trapped in the GTP state on a rotated conformation of the ribosome / J. Zhou, L. Lancaster, S. Trakhanov [h ap-] // RNA. 2012. Feb. T. 18, № 2. C. 230-240.

33. Wahl Markus C, Moller Wim. Structure and function of the acidic ribosomal stalk proteins // Curr Protein Pept Sci. 2002. Feb. T. 3, № 1. C. 93-106.

34. The ribosomal binding domain for the bacterial release factors RF-1, RF-2 and RF-3 / K K McCaughan, C D Ward, C N Trotman [h Ap.] // FEBS Lett. 1984. Sep. T. 175, № 1. C. 90-94.

35. The ribosomal domain of the bacterial release factors. The carboxyl-terminal domain of the dimer of Escherichia coli ribosomal protein L7/L12 located in the body of the ribosome is important for release factor interaction / W P Tate, B Kastner, C D Edgar [h Ap.] // Eur J Biochem. 1990. Feb. T. 187, № 3. C. 543-548.

36. The requirement for ribosomal proteins L7 and LI2 in peptide-chain termination / N Brot, W P Tate, C T Caskey [h ap.] // Proc Natl Acad Sci USA. 1974. Jan. T. 71, № 1. C. 89-92.

37. A novel dimeric structure of the RimL Nalpha-acetyltransferase from Salmonella typhimurium / Matthew W Vetting, Luiz Pedro S de Carvalho, Steven L Roderick [h Ap.] // J Biol Chem. 2005. Jun. T. 280, № 23. C. 22108-22114.

38. Ramagopal S, Subramanian A R. Alteration in the acetylation level of ribosomal protein L12 during growth cycle of Escherichia coli // Proc Natl Acad Sci USA. 1974. May. T. 71, № 5. C. 2136-2140.

39. Acetylation of L12 increases interactions in the Escherichia coli ribosomal stalk complex / Y. Gordiyenko, S. Deroo, M. Zhou [h AP-] // J. Mol. Biol. 2008. Jul. T. 380, № 2. C. 404-414.

40. Fakunding J. L., Traut R. R., Hershey J. W. Dependence of initiation factor IF-2 activity on proteins L7 and LI2 from Escherichia coli 50 S ribosomes // J. Biol. Chem. 1973. Dec. T. 248, № 24. C. 8555-8559.

41. Kischa K., Moller W., Stoffler G. Reconstitution of a GTPase activity by a 50S ribosomal protein and E. coli // Nature New Biol. 1971. Sep. T. 233, № 36. C. 62-63.

42. The ribosomal stalk binds to translation factors IF2, EF-Tu, EF-G and RF3 via a conserved region of the L12 C-terminal domain / M. Helgstrand, C. S. Mandava, F. A. Mulder [h ap.] // J. Mol. Biol. 2007. Jan. T. 365, № 2. C. 468-479.

43. Stimulation of the GTPase activity of translation elongation factor G by ribosomal protein L7/12 / A. Savelsbergh, D. Mohr, B. Wilden [h Ap.] // J. Biol. Chem. 2000. Jan. T. 275, № 2. C. 890-894.

45. Kirsebom L. A., Isaksson L. A. Involvement of ribosomal protein L7/L12 in control of translational accuracy // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985. Feb. T. 82, № 3. C. 717-721.

46. Kirsebom L. A., Amons R., Isaksson L. A. Primary structures of mutationally altered ribosomal protein L7/L12 and their effects on cellular growth and translational accuracy // Eur. J. Biochem. 1986. May. T. 156, № 3. C. 669-675.

47. From structure and dynamics of protein L7/L12 to molecular switching in ribosome / E. V. Bocharov, A. G. Sobol, K. V. Pavlov [h Ap.] // J. Biol. Chem. 2004. Apr. T. 279. C. 17697-17706.

48. Liljas A., Gudkov A. T. The structure and dynamics of ribosomal protein L12 // Biochimie. 1987. Oct. T. 69. C. 1043-1047.

49. Briones C., Ballesta J. P. Conformational changes induced in the Saccharomyces cerevisiae GTPase-associated rRNA by ribosomal stalk components and a translocation inhibitor // Nucleic Acids Res. 2000. Nov. T. 28. C. 4497-4505.

50. Pettersson I., Hardy S. J., Liljas A. The ribosomal protein L8 is a complex L7/L12 and L10 // FEBS Lett. 1976. Apr. T. 64. C. 135-138.

51. Hardy S J. The stoichiometry of the ribosomal proteins of Escherichia coli // Mol Gen Genet. 1975. Oct. T. 140, № 3. C. 253-274.

52. Mechanism and rates of exchange of L7/L12 between ribosomes and the effects of binding EF-G / S. Deroo, S. J. Hyung, J. Marcoux [h Ap.] // ACS Chem. Biol. 2012. Jun. T. 7, № 6. C. 1120-1127.

53. Nucleotide sequence of the ribosomal protein gene cluster adjacent to the gene for RNA polymerase subunit beta in Escherichia coli / L. E. Post, G. D. Strycharz, M. Nomura [h ap.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1979. Apr. T. 76, № 4. C. 1697-1701.

54. Railing G., Linn T. Relative activities of the transcriptional regulatory sites in the rplKAJLrpoBC gene cluster of Escherichia coli // J. Bacteriol. 1984. Apr. T. 158, № 1. C. 279-285.

55. E. coli ribosomal protein L10 inhibits translation of L10 and L7/L12 mRNAs by acting at a single site / J. L. Yates, D. Dean, W. A. Strycharz [h ap.] // Nature. 1981. Nov. T. 294, № 5837. C. 190-192.

56. Autogenous control: ribosomal protein L10-L12 complex binds to the leader sequence of its mRNA / M. Johnsen, T. Christensen, P. P. Dennis [h a p.] // EMBO J. 1982. T. 1, № 8. C. 999-1004.

57. RNA secondary structure and translation inhibition: analysis of mutants in the rplJ leader / T. Christensen, M. Johnsen, N. P. Fiil [h Ap.] // EMBO J. 1984. Jul. T. 3, № 7. C. 1609-1612.

58. Iben J. R., Draper D. E. Specific interactions of the L10(L12)4 ribosomal protein complex with mRNA, rRNA, and Lll // Biochemistry. 2008. Mar. T. 47, № 9. C. 2721-2731.

60. Escheriosome-mediated delivery of recombinant ribosomal L7/L12 protein confers protection against murine brucellosis / A. I. Mallick, H. Singha, S. Khan [h Ap.] // Vaccine. 2007. Nov. T. 25, № 46. C. 7873-7884.

61. Increased exposure to bacterial antigen RpL7/L12 in early stage colorectal cancer patients / A. Boleij, R. Roelofs, R. M. Schaeps [h Ap.] // Cancer. 2010. Sep. T. 116, № 17. C. 4014-4022.

62. Strycharz W. A., Nomura M., Lake J. A. Ribosomal proteins L7/L12 localized at a single region of the large subunit by immune electron microscopy // J. Mol. Biol. 1978. Dec. T. 126, № 2. C. 123-140.

63. Planta R. J., Mager W. H. The list of cytoplasmic ribosomal proteins of Saccharomyces cerevisiae//Yeast. 1998. Mar. T. 14. C. 471-477.

64. Kopke A. K., Leggatt P. A., Matheson A. T. Structure function relationships in the ribosomal stalk proteins of archaebacteria // J. Biol. Chem. 1992. Jan. T. 267, № 2. C. 1382-1390.

65. Eukaryotic acidic phosphoproteins interact with the ribosome through their amino-terminal domain / M. P. Jose, H. Santana-Roman, M. Remacha [h Ap.] // Biochemistry. 1995. Jun. T. 34, № 24. C. 7941-7948.

66. Structure-function relationships in the ribosomal protein LI2 in the archaeon Sulfolobus acidocaldarius / I. Kusser, C. Lowing, C. Rathlef [h AP-] // Arch. Biochem. Biophys. 1999. May. T. 365, № 2. C. 254-261.

67. Henze K., Martin W. Evolutionary biology: essence of mitochondria // Nature. 2003. Nov. T. 426, № 6963. C. 127-128.

68. Gray M. W., Burger G., Lang B. F. Mitochondrial evolution // Science. 1999. Mar. T. 283, № 5407. C. 1476-1481.

69. Keeling P. J. Diversity and evolutionary history of plastids and their hosts // Am. J. Bot. 2004. Oct. T. 91, № 10. C. 1481-1493.

70. Genes for two mitochondrial ribosomal proteins in flowering plants are derived from their chloroplast or cytosolic counterparts / K. L. Adams, D. O. Daley, J. Whelan [h Ap.] // Plant Cell. 2002. Apr. T. 14, № 4. C. 931-943.

71. The gene encoding Arabidopsis thaliana mitochondrial ribosomal protein S13 is a recent duplication of the gene encoding plastid S13 / P. Mollier, B. Hoffmann, C. Debast [h AP-] // Curr. Genet. 2002. Mar. T. 40, № 6. C. 405-409.

72. Schmidt O., Pfanner N., Meisinger C. Mitochondrial protein import: from proteomics to functional mechanisms // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010. Sep. T. 11, № 9. C. 655667.

73. Cline K., Dabney-Smith C. Plastid protein import and sorting: different paths to the same compartments // Curr. Opin. Plant Biol. 2008. Dec. T. 11, № 6. C. 585-592.

75. An ancestral mitochondrial DNA resembling a eubacterial genome in miniature /

B. F. Lang, G. Burger, C. J. O'Kelly [h Ap.] // Nature. 1997. May. T. 387, № 6632.

C. 493-497.

76. Wilson R. J., Williamson D. H. Extrachromosomal DNA in the Apicomplexa // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997. Mar. T. 61, № 1. C. 1-16.

77. Knoop V. The mitochondrial DNA of land plants: peculiarities in phylogenetic perspective // Curr. Genet. 2004. Sep. T. 46, № 3. C. 123-139.

78. Kubo T., Newton K. J. Angiosperm mitochondrial genomes and mutations // Mitochondrion. 2008. Jan. T. 8, № 1. C. 5-14.

79. Adams K. L., Palmer J. D. Evolution of mitochondrial gene content: gene loss and transfer to the nucleus // Mol. Phylogenet. Evol. 2003. Dec. T. 29, № 3. C. 380-395.

80. Complete sequence of heterogenous-composition mitochondrial genome (Brassica napus) and its exogenous source / J. Wang, J. Jiang, X. Li [h Ap.] // BMC Genomics. 2012. Nov. T. 13, № 1. c. 675.

81. Reith Michael, Munholland Janet. Complete nucleotide sequence of the Porphyra purpurea chloroplast genome // Plant Molecular Biology Reporter. 1995. T. 13, № 4. C. 333-335.

82. Leijonmarck M., Liljas A., Subramanian A. R. Computed spatial homology between the LI2 protein of chloroplast ribosome and 1.7 A structure of Escherichia coli L12 domain // Biochem. Int. 1984. Jan. T. 8, № 1. C. 69-76.

83. Marty L., Fort P. A delayed-early response nuclear gene encoding MRPL12, the mitochondrial homologue to the bacterial translational regulator L7/L12 protein // J. Biol. Chem. 1996. May. T. 271, № 19. C. 11468-11476.

84. Kubo N., Arimura S. Discovery of the rpllO gene in diverse plant mitochondrial genomes and its probable replacement by the nuclear gene for chloroplast RPL10 in two lineages of angiosperms // DNA Res. 2010. Feb. T. 17, № 1. C. 1-9.

85. Mower J. P., Bönen L. Ribosomal protein L10 is encoded in the mitochondrial genome of many land plants and green algae // BMC Evol. Biol. 2009. T. 9. c. 265.

86. Four paralogues of RPL12 are differentially associated to ribosome in plant mitochondria / Ludovic Delage, Philippe Giege, Masahiro Sakamoto [h Ap.] // Biochimie. 2007. T. 89, № 5. C. 658-668.

87. Pirovano W., Heringa J. Protein secondary structure prediction // Methods Mol. Biol. 2010. T. 609. C. 327-348.

88. The Protein Data Bank: a computer-based archival file for macromolecular structures / F. C. Bernstein, T. F. Koetzle, G. J. Williams [h Ap.] // J. Mol. Biol. 1977. May. T. 112, № 3. C. 535-542.

89. Nagano K. Logical analysis of the mechanism of protein folding. I. Predictions of helices, loops and beta-structures from primary structure // J. Mol. Biol. 1973. Apr. T. 75, № 2. C. 401-420.

91. Lim V. I. Structural principles of the globular organization of protein chains. A stereochemical theory of globular protein secondary structure // J. Mol. Biol. 1974. Oct. T. 88, № 4. C. 857-872.

92. Gamier J., Osguthorpe D. J., Robson B. Analysis of the accuracy and implications of simple methods for predicting the secondary structure of globular proteins // J. Mol. Biol. 1978. Mar. T. 120, № 1. C. 97-120.

93. Gamier J., Gibrat J. F., Robson B. GOR method for predicting protein secondary structure from amino acid sequence // Meth. Enzymol. 1996. T. 266. C. 540-553.

94. Rost B., Sander C. Prediction of protein secondary structure at better than 70% accuracy // J. Mol. Biol. 1993. Jul. T. 232, № 2. C. 584-599.

95. Przybylski D., Rost B. Alignments grow, secondary structure prediction improves // Proteins. 2002. Feb. T. 46, № 2. C. 197-205.

96. Basic local alignment search tool / S. F. Altschul, W. Gish, W. Miller [h ap.] // J. Mol. Biol. 1990. Oct. T. 215, № 3. C. 403-410.

97. Ongoing and future developments at the Universal Protein Resource / R. Apweiler, M. J. Martin, C. O'Donovan [h a p.] // Nucleic Acids Res. 2011. Jan. T. 39, № Database issue. C. D214-219.

98. Altschul S. F., Koonin E. V. Iterated profile searches with PSI-BLAST-a tool for discovery in protein databases // Trends Biochem. Sci. 1998. Nov. T. 23, № 11. C. 444-447.

99. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs / S. F. Altschul, T. L. Madden, A. A. Schaffer [h ftp.] // Nucleic Acids Res. 1997. Sep. T. 25, № 17. C. 3389-3402.

100. Exploiting the past and the future in protein secondary structure prediction / Pierre Baldi, Soren Brunak, Paolo Frasconi [h ap-] // Bioinformatics. 1999. T. 15, № 11. C. 937-946.

101. Improving the prediction of protein secondary structure in three and eight classes using recurrent neural networks and profiles / Gianluca Pollastri, Darisz Przybylski, Burkhard Rost [h ap.] // Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 2002. T. 47, № 2. C. 228-235.

102. Pollastri Gianluca, Mclysaght Aoife. Porter: a new, accurate server for protein secondary structure prediction // Bioinformatics. 2005. T. 21, № 8. C. 1719-1720.

103. Ouali M., King R. D. Cascaded multiple classifiers for secondary structure prediction // Protein Sci. 2000. Jun. T. 9, № 6. C. 1162-1176.

104. Raghava G. P. S. Protein secondary structure prediction using nearest neighbor and neural network approach // CASP4. 2000. C. 75-76.

106. Combining local-structure, fold-recognition, and new fold methods for protein structure prediction / K. Karplus, R. Karchin, J. Draper [h Ap.] // Proteins. 2003. T. 53 Suppl 6. C. 491-496.

107. Shackelford G., Karplus K. Contact prediction using mutual information and neural nets // Proteins. 2007. T. 69 Suppl 8. C. 159-164.

108. A simple and fast secondary structure prediction method using hidden neural networks / K. Lin, V. A. Simossis, W. R. Taylor [h Ap.] // Bioinformatics. 2005. Jan. T. 21, № 2. C. 152-159.

109. JPred: a consensus secondary structure prediction server / J. A. Cuff, M. E. Clamp, A. S. Siddiqui [h Ap.] // Bioinformatics. 1998. T. 14, № 10. C. 892-893.

110. Jones D. T. Protein secondary structure prediction based on position-specific scoring matrices //J. Mol. Biol. 1999. Sep. T. 292, № 2. C. 195-202.

111. Ta H. X., Koskinen P., Holm L. A novel method for assigning functional linkages to proteins using enhanced phylogenetic trees // Bioinformatics. 2011. Mar. T. 27, № 5. C. 700-706.

112. Practical and theoretical advances in predicting the function of a protein by its phylogenetic distribution / P. R. Kensche, V. van Noort, B. E. Dutilh [h Ap.] // J R Soc Interface. 2008. Feb. T. 5, № 19. C. 151-170.

113. An integrative genomic approach to uncover molecular mechanisms of prokaryotic traits / Y. Liu, J. Li, L. Sam [h AP-] // PLoS Comput. Biol. 2006. Nov. T. 2, № 11. c. el59.

114. Comparative genomics of thiamin biosynthesis in procaryotes. New genes and regulatory mechanisms / D. A. Rodionov, A. G. Vitreschak, A. A. Mironov [h Ap.] // J. Biol. Chem. 2002. Dec. T. 277, № 50. C. 48949-48959.

115. Rodionov D. A., Gelfand M. S. Identification of a bacterial regulatory system for ribonucleotide reductases by phylogenetic profiling // Trends Genet. 2005. Jul. T. 21, № 7. C. 385-389.

116. Gelfand M. S., Koonin E. V. Avoidance of palindromic words in bacterial and archaeal genomes: a close connection with restriction enzymes // Nucleic Acids Res. 1997. Jun. T. 25, № 12. C. 2430-2439.

117. Makarova K. S., Wolf Y. I., Koonin E. V. Potential genomic determinants of hyperthermophily // Trends Genet. 2003. Apr. T. 19, № 4. C. 172-176.

118. Slonim N., Elemento O., Tavazoie S. Ab initio genotype-phenotype association reveals intrinsic modularity in genetic networks // Mol. Syst. Biol. 2006. T. 2. c. 2006.0005.

119. Assigning protein functions by comparative genome analysis: protein phylogenetic profiles / M. Pellegrini, E. M. Marcotte, M. J. Thompson [h Ap-] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999. Apr. T. 96, № 8. C. 4285-4288.

121. Barker D., Pagel M. Predicting functional gene links from phylogenetic-statistical analyses of whole genomes // PLoS Comput. Biol. 2005. Jun. T. 1, № 1. c. e3.

122. Predicting protein function by genomic context: quantitative evaluation and qualitative inferences / M. Huynen, B. Snel, W. Lathe [h Ap-] // Genome Res. 2000. Aug. T. 10, № 8. C. 1204-1210.

123. Wu J., Kasif S., DeLisi C. Identification of functional links between genes using phylogenetic profiles // Bioinformatics. 2003. Aug. T. 19, № 12. C. 1524-1530.

124. The mutual information: detecting and evaluating dependencies between variables / R. Steuer, J. Kurths, C. O. Daub [h ap-] // Bioinformatics. 2002. T. 18 Suppl 2. C. S231-240.

125. Refined phylogenetic profiles method for predicting protein-protein interactions / J. Sun, J. Xu, Z. Liu [h «p.] // Bioinformatics. 2005. Aug. T. 21, № 16. C. 3409-3415.

126. STRING: a database of predicted functional associations between proteins / C. von Mering, M. Huynen, D. Jaeggi [h Ap-] // Nucleic Acids Res. 2003. Jan. T. 31, № 1. C. 258-261.

127. The use of phylogenetic profiles for gene predictions / D. A. Liberies, A. Thoren, G. von Heijne [h a p.] // Curr Genomics. 2002. T. 3. C. 131-137.

128. Barker D., Meade A., Pagel M. Constrained models of evolution lead to improved prediction of functional linkage from correlated gain and loss of genes // Bioinformatics. 2007. Jan. T. 23, № 1. C. 14-20.

129. Inferring functional linkages between proteins from evolutionary scenarios / Y. Zhou, R. Wang, L. Li [h Ap.] // J. Mol. Biol. 2006. Jun. T. 359, № 4. C. 1150-1159.

130. Pagel M. Detecting Correlated Evolution on Phylogenies: A General Method for the Comparative Analysis of Discrete Characters // Proceedings: Biological Sciences. 1994. T. 255, № 1342. C. 37-45.

131. Felsenstein J. Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach // J. Mol. Evol. 1981. T. 17, № 6. C. 368-376.

132. Pagel M. Inferring the historical patterns of biological evolution // Nature. 1999. Oct. T. 401, № 6756. C. 877-884.

133. Likehood of ancestral states in adaptive radiation / D. Schluter, T. Price, A. 0. Mooers [h ap-] // Evolution. 1997. Dec. T. 51, № 6. C. 1699-1711.

134. Pagel M. Inferring evolutionary processes from phylogenies // Zoologica Scipta. 1997. T. 26, № 4. C. 331-348.

135. Martins Emilia P., Hansen Thomas F. Phylogenies and the Comparative Method: A General Approach to Incorporating Phylogenetic Information into the Analysis of Interspecific Data // The American Naturalist. 1997. T. 149, № 4. C. 646-667.

137. WebLogo: a sequence logo generator / G. E. Crooks, G. Hon, J. M. Chandonia [h Ap.] // Genome Res. 2004. Jun. T. 14, № 6. C. 1188-1190.

138. Eddy S. R. Accelerated Profile HMM Searches // PLoS Comput. Biol. 2011. Oct. T. 7, № 10. c. el002195.

139. Henikoff S, Henikoff J G. Amino acid substitution matrices from protein blocks // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. Nov. T. 89, № 22. C. 10915-10919. Comparative Study.

140. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2012. ISBN 3-900051-07-0. URL: http://www.R-project.org.

141. Csardi Gabor, Nepusz Tamas. The igraph software package for complex network research // InterJournal. 2006. T. Complex Systems. c. 1695. URL: http://igraph.sf.net.

142. Notredame C, Higgins D G, Heringa J. T-Coffee: A novel method for fast and accurate multiple sequence alignment // J Mol Biol. 2000. Sep. T. 302, № 1. C. 205-217.

143. Guindon S., Gascuel O. A simple, fast, and accurate algorithm to estimate large phylogenies by maximum likelihood // Syst. Biol. 2003. Oct. T. 52, № 5. C. 696-704.

144. New algorithms and methods to estimate maximum-likelihood phylogenies: assessing the performance of PhyML 3.0 / S. Guindon, J. F. Dufayard, V. Lefort [h AP-] // Syst. Biol. 2010. May. T. 59, № 3. C. 307-321.

145. Le S. Q., Gascuel O. An improved general amino acid replacement matrix // Mol. Biol. Evol. 2008. Jul. T. 25, № 7. C. 1307-1320.

146. The All-Species Living Tree project: a 16S rRNA-based phylogenetic tree of all sequenced type strains / P. Yarza, M. Richter, J. Peplies [h Ap-] // Syst. Appl. Microbiol. 2008. Sep. T. 31, № 4. C. 241-250.

147. Update of the All-Species Living Tree Project based on 16S and 23S rRNA sequence analyses / P. Yarza, W. Ludwig, J. Euzeby [h Ap-] // Syst. Appl. Microbiol. 2010. Oct. T. 33, № 6. C. 291-299.

148. Paradis E., Claude J., Strimmer K. APE: analyses of phylogenetics and evolution in R language // Bioinformatics. 2004. T. 20. C. 289-290.

149. Talavera G., Castresana J. Improvement of phylogenies after removing divergent and ambiguously aligned blocks from protein sequence alignments // Syst. Biol. 2007. Aug. T. 56, № 4. C. 564-577.

150. Hasegawa M., Kishino H., Yano T. Dating of the human-ape splitting by a molecular clock of mitochondrial DNA // J. Mol. Evol. 1985. T. 22, № 2. C. 160-174.

151. MrBayes 3.2: efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space / F. Ronquist, M. Teslenko, P. van der Mark [h Ap-] // Syst. Biol. 2012. May. T. 61, № 3. C. 539-542.

153. Шарехова X. A., E. Семененко В. Характерисктика фотосинтетического выделения кислорода Spirulina platensis (GOM) Geitl // Физиология растений. 1982. Т. 29, № 3. С. 572-577.

154. Бородина А. Б., Н. Гудвилович И. Способ культивирования Spirulina (Arthrospira) platensis.

155. Rodnina M. V., Wintermeyer W. GTP consumption of elongation factor Tu during translation of heteropolymeric mRNAs // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995. Mar. T. 92, № 6. C. 1945-1949.

156. Determination of protein stoichiometry within protein complexes using absolute quantification and multiple reaction monitoring / C. Schmidt, C. Lenz, M. Grote [и др.] // Anal. Chem. 2010. Apr. T. 82, № 7. C. 2784-2796.

157. Selected reaction monitoring for quantitative proteomics: a tutorial / V. Lange, P. Picotti, B. Domon [и др.] // Mol. Syst. Biol. 2008. T. 4. c. 222.

158. Picotti P., Aebersold R. Selected reaction monitoring-based proteomics: workflows, potential, pitfalls and future directions // Nat. Methods. 2012. Jun. T. 9, № 6. C. 555-566.

159. Dynamic evolution of translation initiation mechanisms in prokaryotes / S. Nakagawa, Y. Niimura, K. Miura [и др.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. Apr. T. 107, № 14. C. 6382-6387.

160. Exploration and grading of possible genes from 183 bacterial strains by a common protocol to identification of new genes: Gene Trek in Prokaryote Space (GTPS) / T. Kosuge, T. Abe, T. Okido [и др.] // DNA Res. 2006. Dec. T. 13, № 6. C. 245-254.

161. Emerson J. D., Strenio J. Boxplots and batch comparison / под ред. D. С. Hoaglin, F. Mosteller, Tukey J. W. Wiley, 1983.

162. Griaznova O., Traut R. R. Deletion of C-terminal residues of Escherichia coli ribosomal protein L10 causes the loss of binding of one L7/L12 dimer: ribosomes with one L7/L12 dimer are active // Biochemistry. 2000. Apr. T. 39, № 14. C. 4075-4081.

163. Bacterial ribosome requires multiple L12 dimers for efficient initiation and elongation of protein synthesis involving IF2 and EF-G / C. S. Mandava, K. Peisker, J. Ederth [и др.] // Nucleic Acids Res. 2012. Mar. T. 40, № 5. C. 2054-2064.

164. Conservation of bacterial protein synthesis machinery: initiation and elongation in Mycobacterium smegmatis / С. M. Bruell, C. Eichholz, A. Kubarenko [и др.] // Biochemistry. 2008. Aug. T. 47, № 34. C. 8828-8839.

165. Пиневич В. В., Верзилин Н. Н., Михайлов А. А. Изучение Spirulina platensis — нового объекта высокоинтенсивного культивирования // Физиология растений. 1970. Т. 17, № 5. С. 1037-1047.

166. Rodnina М. V., Wintermeyer W. GTP consumption of elongation factor Tu during translation of heteropolymeric mRNAs // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995. Mar. T. 92,№ 6. C. 1945-1949.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.