Механизмы регуляции активности эндонуклеазы бактерий Serratia marcescens тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.04, кандидат биологических наук Романова, Юлия Джафаровна

• Романова, Юлия Джафаровна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Романова, Юлия Джафаровна

Список сокращений.

Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Эндонуклеаза Serratia marcescens - уникальные свойства фермента.

1.2 Некоторые биохимические и физико-химические свойства эндонуклеазы.

1.3 Структура эндонуклеазы.

1.4 Механизм действия эндонуклеазы.

1.5 Конформационные особенности субстратов эндонуклеазы.

1.6 Взаимодействие Mg2+ и других ионов с нуклеиновыми кислотами.

2 Материалы и методы исследования.

3 Результаты исследований.

3.1 Выбор субстрата для последующих исследований.

3.2 Исследование механизма регуляции активности эндонуклеазы катионами магния.

3.2.1 Определение оптимального содержания магния для гидролиза РНК.

3.2.2 Спектральный анализ РНК и ДНК.

3.2.3 Кинетический анализ гидролиза ДНК и РНК.

3.3 Определение предпочтения субстрата при одновременном присутствии в среде ДНК и РБК.

3.4 Влияние мононуклеотидов на активность эндонуклеазы.

3.4.1 Влияние нуклеозидмонофосфатов на активность эндонуклеазы.

3.4.2 Влияние нуклеозидтрифосфатов на активность эндонуклеазы.

3.5 Обсуждение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы регуляции активности эндонуклеазы бактерий Serratia marcescens»

Актуальность проблемы. Эндонуклеаза бактерий Serratia marcescens — это одна из наиболее изученных бактериальных нуклеаз, проявляющих широкую субстратную специфичность, сведения о которой представлены в большинстве банков данных [Brenda; RSDB; Protein Data Bank; SCOP]. Известны многие физико-химические и биохимические свойства, структура, каталитически значимые аминокислотные остатки, разработаны модели механизма действия данного фермента [Nestle N. et al., 1969а, 1969b; Лещинская И. Б. и др., 1974; Филимонова М. Н. и др., 1980, 1981, 1995,1996, 1997, 1999, 2001, 2003; Biedermann К. et al., 1989; Miller М. D. et al., 1994; Friendhoff P. et al., 1994, 1996; Kolmes B. et al, 1996; Lunin V. Y. et al, 1997; Шляпников С. В. и др, 1999]. Эндонуклеаза S. marcescens представляет ряд эволюционно родственных и широко распространенных в мире про- и эукариот нуклеаз, различающихся физиологической ролью [Lacks S. et al, 1974, 1975; Rosenthal A. L, 1977; Low R. L. et al, 1987; Vincent R. D, 1988; Puyet A. et al, 1990; Muro-Pastor et al, 1992, 1994; Ruiz-Carrillo A. et al, 1987, 1993; Ikeda et al, 1996; Meiss G. et al, 1998; Филимонова M.H, 1999]. Эндонуклеазу производят и применяют в пчеловодстве и молекулярно-биологических исследованиях [Manual "Benzon Nuclease", 1989; Панфилова 3. И. и др, 1983; Детиненко Л.Д. и др,1995]. Продемонстрирована перспективность использования данного фермента в качестве противовирусного препарата при лечении животных [Аликин Ю. С. и др, 1998]. Установлена противоопухолевая активность [Габдуллина Г. К, 1980]. Вместе с этим механизмы регуляции активности эндонуклеазы изучены недостаточно. Недавно были установлены особенности регуляции ДНКазной активности катионами магния, а также соединениями, содержащими катионы ртути и кобальта [Филимонова М. Н. и др, 1997, 2001, Filimonova М. et al, 2003].

Недостаток информации о механизмах регуляции активности эндонуклеазы тормозит формирование объективных представлений о функционировании данного фермента вне- и внутри клетки, ограничивает эффективность и сферы его применения и, вероятно, препятствует его дальнейшему продвижению в практику. Таким образом, механизмы регуляции активности эндонуклеазы требуют углубленного исследования. Изложенное определяет актуальность настоящей работы, в которой представлены результаты анализа действия мононуклеотидов, различающихся природой азотистых оснований, углеводного остатка и числом фосфатных групп, и катионов магния на активность эндонуклеазы по отношению к субстратам, отличающимся друг от друга вторичной структурой, степенью спирализации и полимерности.

Цель работы. Целью настоящей работы стало исследование ключевых механизмов регуляции активности эндонуклеазы Serratia marcescens. В соответствии с целью решали следующие задачи:

1. Определить оптимальное соотношение Mg/Pcy6crpara для гидролиза РНК.

2. Провести сравнительный анализ влияния катионов магния на конформацию высокомолекулярной ДНК, суммарной и транспортной РНК.

3. Провести кинетический анализ гидролиза высокомолекулярной ДНК, суммарной и транспортной РНК.

4. Провести оценку гидролиза ДНК и РНК при их одновременном присутствии в среде.

5. Изучить гидролиз нуклеиновых кислот: высокомолекулярной ДНК и суммарной РНК, - в присутствии мононуклеотидов, различающихся типом азотистых оснований, углеводного остатка и числом фосфатных групп.

Научная новизна. Впервые установлено оптимальное для гидролиза РНК соотношение Mg/Ррцк- Показано, что при оптимальном для проявления активности содержании катионов магния происходит изменение вторичной структуры субстратов: высокомолекулярной ДНК - в пределах В-конформации, суммарной и транспортной РНК - в пределах А-конформации.

Установлен механизм регуляции активности эндонуклеазы катионами магния. Показано, что независимо от конформационных особенностей, степени полимерности и спирализации субстрата, прочность связывания эндонуклеазы с субстратом постоянна и не зависит от наличия в среде катионов магния. Установлено, что в отсутствии катионов магния эндонуклеаза проявляет специфичность к типу гидролизуемого субстрата. Показано, что присутствие Mg отражается на скорости распада фермент-субстратного комплекса с образованием продукта. Установлено, что нуклеозидмонофосфаты не влияют на активность эндонуклеазы по отношению к ДНК и подавляют активность - к РНК, ингибируя фермент по бесконкурентному типу в случае CMP, GMP, UMP и частично конкурентному типу в случае AMP и d AMP. Выявлено, что дезоксирибонуклеозидтрифосфаты не влияют на активность эндонуклеазы ни по отношению к ДНК, ни к РНК, а СТР, GTP, UTP - только к ДНК, и, напротив, подавляют РНКазную активность. Показано, что АТР играет роль положительного эффектора в присутствии РНК и отрицательного - в присутствии ДНК, ингибируя или активируя эндонуклеазу по частично смешанному типу. Установлены механизмы регуляции активности эндонуклеазы мононуклеотидами, различающимися типом азотистых оснований, углеводного остатка и числом фосфатных групп.

Практическая значимость. Установленные механизмы регуляции активности эндонуклеазы повышают эффективность ее применения и способствуют ее дальнейшему продвижению в практику. Результаты о I определения оптимального соотношения Mg /Ррнк были использованы при разработке антимикробного препарата на основе эндонуклеазы, защищенного Патентом РФ №2337139.

Решение поставленных задач позволило сформулировать следующие основные научные положения, выдвигаемые на защиту:

• При оптимальном для проявления активности содержании Mg2+ происходит изменение вторичной структуры субстратов. При этом прочность связывания эндонуклеазы с субстратом в отличие от скорости продуктивного распада фермент-субстратного комплекса, которая многократно меняется, не зависит от наличия в среде Mg , конформационных особенностей, степени полимерности и спирализации субстрата, что лежит в основе механизма регуляции эндонуклеазы Mg2+.

• Мононуклеотиды могут служить эффекторами эндонуклеазы, регулируя ее активность, предпочтительно по отношению к РНК, по частично конкурентному, бесконкурентному или частичному смешанному типу, что зависит от их содержания в среде и химического состава, а также содержания в среде Mg и представляет суть механизмов регуляции активности эндонуклеазы мононуклеотидами.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на научных конференциях "Материалы и технологии XXI века" (Казань, 2004), "Постгеномная эра в биологии и проблемы биотехнологии" (Казань, 2004), "Ферменты микроорганизмов: структура, функции, применение" (Казань, 2005), "Студент и научно-технический прогресс" (Новосибирск, 2007),

Биология - наука 21 века», (Пущино, 2007).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в числе которых 1 патент, 3 статьи, 5 тезисов.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 106 страницах и включает в себя: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты исследований, выводы, заключение, список литературы (131 источник, в том числе 84 иностранных). Диссертация содержит 11 таблиц и 24 иллюстрации.

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Романова, Юлия Джафаровна

Выводы

1. Наличие в инкубационной среде 10-40 -кратного избытка катионов магния по отношению к содержанию фосфатных групп субстрата является оптимальным для гидролиза эндонуклеазой как ДНК, так и РНК и приводит к многократному увеличению - до сопоставимых величин - молекулярной активности фермента

2. Механизм регуляции активности эндонуклеазы катионами магния заключается в том, что Mg2+, образуя комплексы с фосфатными группами субстрата, вызывает независимо от степени полимерности и спирализации субстрата такое изменение его вторичной структуры, которое приводит к многократному возрастанию скорости продуктивного распада фермент-субстратного комплекса.

3. В отсутствии Mg эндонуклеаза проявляет специфичность к типу гидролизуемого субстрата, о чем свидетельствует различие каталитической константы гидролиза высокомолекулярной ДНК, суммарной и транспортной РЖ, составляющей, соответственно, 6,7, 1,4 и 0,07 сек на 1 мМ эндонуклеазы.

4. Прочность связывания эндонуклеазы с субстратом не зависит от конформационных особенностей, степени полимерности и спирализации субстрата, а также присутствия в среде катионов магния, о чем свидетельствует идентичность значений константы Михаэлиса гидролиза высокомолекулярной ДНК, суммарной и транспортной РНК в присутствии и отсутствии Mg2+.

5. Установлено, что нуклеозидмонофосфаты не влияют на активность по отношению к ДНК и подавляют активность эндонуклеазы - к РНК, ингибируя фермент по бесконкурентному типу в случае CMP, GMP UMP и частично конкурентному типу в случае AMP и d AMP.

6. Показано, что АТР выступает в роли положительного эффектора в присутствии РНК и отрицательного - в присутствии ДНК, ингибируя или активируя эндонуклеазу по частично смешанному типу.

Заключение

При решении поставленных задач были установлены ключевые механизмы регуляции эндонуклеазы: активации катионами магния; изменения активности под действием АТР; -нуклеозидмонофосфатов, представляющих собой один из вариантов продуктов гидролиза, - а также установлена субстратная специфичность эндонуклеазы и роль катионов магния в этом событии. Перечисленные результаты отличаются абсолютной новизной и носят приоритетный характер.

Схема механизма регуляции активности эндонуклеазы катионами Mg представлена на рис. 22. Суть этого механизма состоит в том, что катионы магния, образуя комплексы с фосфатными группами субстрата: ДНК или РНК,-вызывают такое изменение его вторичной структуры, которое приводит к многократному возрастанию скорости продуктивного распада фермент-субстратного комплекса. В отсутствии Mg скорость продуктивного распада фермент-субстратного комплекса зависит от типа гидролизуемого субстрата, что свидетельствует о проявлении эндонуклеазой субстратной специфичности и указывает на необходимость с оговоркой принимать распространенное мнение [Nestle N. et al., 1969; Лещинская И. Б. и др., 1974; Friedhoff P. et al., 1996; Brenda; RSDB; Protein Data Bank; SCOP] о широкой специфичности данного фермента.

Изменение активности под действием нуклеозидмонофосфатов представляет собой механизм регуляции эндонуклеазы продуктами гидролиза ДНК и РНК. Схема основных этапов этого механизма представлена на рис. 23. Согласно полученным данным, все мононуклеотиды, образующиеся в результате гидролиза ДНК или РНК, не оказывая заметного влияния на ДНКазную активность, ингибируют РНКазную активность эндонуклеазы. Причем AMP или dAMP образует комплекс с эндонуклеазой до образования фермент-субстратного комплекса, конкурируя с РНК за центр связывания, но полностью не препятствует взаимодействию фермента с субстратом, а при некоторых условиях способствует протеканию ферментативной реакции по альтернативному пути, который быстрее обычного. Напротив, GMP (dGMP), UMP(dUMP), CMP(dCMP) не способны взаимодействовать с эндонуклеазой до образования фермент-субстратного комплекса. Они бесконкурентно связываются с белковой молекулой в центре, который становится доступным лишь при образовании комплекса эндонуклеазы с РНК.

Схема регуляции ДНКазной и РНКазной активности АТР представлена на рис. 24. АТР способен взаимодействовать как с ферментом, так и с комплексом эндонуклеазы с субстратом, что изменяет сродство нуклеазы к субстрату, а также отражается на ходе продуктивного распада образовавшегося фермент-субстратного комплекса и уровне ферментативной активности. При этом связывание АТР с эндонуклеазой изменяет сродство к РНК и увеличивает РНКазную активность за счет ускорения распада тройного комплекса - АТР-фермент-субстрат, а также изменяет сродство эндонуклеазы к ДНК и уменьшает ДНКазную активность из-за замедления распада тройного комплекса.

R"

Я"

О 0ъ Mg о I о — р—!<3

Mg о о —

Mg I

О р=0 I сня

Рис. 22 Механизм регуляции активности эндонуклеазы катионами Mg2+. Условные обозначения здесь и далее: Е - фермент, ES - фермент-субстратный комплекс V

Рис. 23 Механизм нуклеозидмонофосфатами. регуляции активности эндонуклеазы

If YY

ДНК /РНК

V > V, > V

3 2 1

Рис. 24 Механизм регуляции активности эндонуклеазы АТР. Условные обозначения: V - максимальная скорость

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Романова, Юлия Джафаровна, 2009 год

1. Аликин Ю. С., Серженко JI. П., Клименко В. П. Развитие технологии получения и перспективы использования эндонуклеазы Serratia marcescens // Ферменты микроорганизмов: сб. докладов 11 Всероссийской конференции. Казань, 1998. - С. 152- 163.

2. Атабеков И. Г., Бойко В. В., Волкова Т. И. Способ выращивания картофеля // 1990. А. с. № 1585328 СССР.

3. Ашмарин И. П. Молекулярная биология. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. -368 с.

4. Балабан Н. П., Лещинская И. Б., Таняшин В. И. Действие ДНКаз на апиримидиновые ДНК // Биохимия. 1971а. - Т. 36. - № 4. - С. 727 - 731.

5. Балабан Н. П., Таняшин В. И., Лещинская И. Б. Действие ДНКаз на апуриновые ДНК//Биохимия, 19716.-Т. 36. -№ З.-С. 513-517.

6. Беляева М. И., Капранова М. И., Витол М. Я., Голубенко И. А., Лещинская И. Б. Использование нуклеиновых кислот в качестве основного источника питания бактерий // Микробиология. 1976. - Т. 45. - С. 420 - 424.

7. Благой Ю. П., Ганкин В. Л., Гладченко Г. О. Корнилова С. В., Сорокин В. А., Шкорбатов А. Г. Металлокомплексы нуклеиновых кислот в растворах. — Киев: Наук. Думка, 1991. 272 с.

8. Габдуллина Г. К. Действие нуклеазы Serratia marcescens на клетки и рост асцитной опухоли Эрлиха : автореф. дис. . канд. биол. наук-Казань, 1980. -24 с.

9. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. М.: Мир, 1982. - 1117 с.

10. Детиненко Л. Д., Клименко В. П., Подгорный В. Ф., Аликин Ю. С., Масычева В. И., Гробов О. Ф., Батуев Ю. М. Средство «Эндоглюкин» для профилакутики и лечения вирусных заболеваний пчел и стимуляция развития пчелиных семей // 1995. Патент РФ № 2038776.

11. Досон Р, Эллиот Д, Эллиот У, Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир, 1991.-544 с.

12. Дэвидсон Д. Биохимия нуклеиновых кислот. М.: Мир, 1976. - 412 с.

13. Иванов В.И, Минченкова JI. Е. А-форма ДНК: в поисках биологической роли // Молекулярная биология. 1994. - Т. 28. - № 6. - С. 1258 - 1271.

14. Збарский И. Б, Дебов С. С. Химия и биохимия нуклеиновых кислот М.: Медицина, 1968.-430 с.

15. Келети Т. Основы ферментативной кинетики. — М.: Мир, 1990. 350 с.

16. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. М.: Мир, 1979. -280 с.

17. Крупянко В. И. Коррекция уравнений расчета констант двухпараметрических типов ингибирования и активации ферментов // Биохимия. 2007. - Т.60. - №3. - С. 462 - 469.

18. Ленинджер А. Основы биохимии : в 2 т. М.: Мир, 1985. - Т. 1. - 366 с.

19. Лещинская И. Б, Балабан Н. П, Егорова Г. С, Таняшин В. И, Третьяк Т. М. Получение и характеристика высокоочищенного препарата Serratia marcescens II Биохимия. 1974. - Т. 39. - №1 - С. 116 - 122.

20. Лещинская И. Б, Балабан Н. П, Таняшин В. И. Изучение расщепления Пир-3'-ф-5'-Пур связи в ДНК ДНКазами некоторых бактерий // Микробиология. 1971. - Т. XL. - вып. 5. - С. 806 - 808.

21. Лещинская И. Б, Богаутдинов 3. Ф. Нуклеазы Serratia marcescens II Микробиология. 1963. - Т. 32. - С. 412 - 415.

22. Лещинская И. Б., Таняшин В. И, Калачева Н. В, Гибадуллина А. Р. Свойства очищенной ДНКазы Serratia marcescens и характер ее действия на ДНК // Биохимия. 1967. - Т. 32. - вып. 1. - С. 93 - 97.

23. Львова Т. Н., Абросимова-Амельянчик Н. М., Татарская И.Р. Механизм образования мононуклеотидов при эндонуклеазном гидролизе // Биохимия. 1976. - Т.41. - №11. - С. 2077 - 2089.

24. Нестерова Е. Н., Чуприна В. П., Полтев В. И. Возможные В-конформации фрагментов ДНК с чередующимися пурин-пиримидиновыми последовательностями // Молекулярная биология. 1998. - Т. 32. - № 4. -С. 668 - 677.

25. Панфилова 3. И., Салганик Р. И. Получение мутантов Serratia marcescens суперпродуцентов эндонуклеазы путем воздействия нитрозометилмочевиной на синхронизированную культуру // Микробиология. 1983. - Т. 52. - С. 974 - 978.

26. Педерсен Ю., Филимонова М., Роепсторф П., Бидерманн К. Характеристика изоформ нуклеазы Serratia marcescens электроспрей масс-спектрометрией // Биохимия. 1995. - Т.60. - № 3. - С. 462 - 469.

27. Полидорова О. И., Салганик Р. И., Сенженко Л. П., Старостина В. К. Способ выделения эндонуклеазы // 1984. А. с. № 537512 СССР.

28. Порфирьева О. В., Юсупова Д. В., Особенности физиологии беспигментного штамма Serratia marcescens 24 — продуцента эндонуклеазы

29. Нуклеазы. Биологическая роль и практическое использование: сб. науч. тр.-Киев, 1985.-С. 48-51.

30. Серебров В. Ю., Василенко К. С., Холод Н. С., Киселев JI. JI. Ионы Mg2+ по-разному влияют на физические свойства тРНКРЬе и транскрипта ее гена // Молекулярная биология. 1997. - Т. 31. - вып. 5. - С. 894 - 900.

31. Сиянова Н. С., Невзорова Т. А., Неструева С. Н. Методическое руководство по биохимии: учебно-методическое руководство. Казань: КГУ, 2008.-46 с.

32. Филимонова М.Н. Эндонуклеаза бактерий Serratia marcescens в эволюционном ряду родственных нуклеодеполимераз : автореф. дис. . док. биол. наук Казань, 1999. - 47 с.

33. Филимонова М. Н., Балабан Н. П., Шарипова Ф. Р., Лещинская И. Б Получение нуклеазы Serratia marcescens в гомогенном состоянии и изучение физико-химических свойств фермента // Биохимия. 1980. - Т.45. -mi.-С. 2096-20103.

34. Филимонова М.Н., Баратова Н.П., Воспельникова Н.Д., Желтова А.О., Лещинская И.Б. Эндонуклеаза Serratia marcescens. Характеристика фермента // Биохимия. 1981. - Т. 46. - вып. 9. - С. 1660 - 1666.

35. Филимонова М. Н., Бенедик М. Дж. Нуклеаза Serratia marcescens. Отношение концентраций фермента и субстрата для проявления максимальной активности // Биохимия. 1995. - Т. 60. - вып. 9. - С. 1449 -1500.

36. Филимонова М. Н., Бенедик М. Дж., Уразов Н. Г., Лещинская И. Б. Полидисперсность нуклеаза Serratia marcescens при оптимальном значении рН // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. - Т. 35. - №. 1.-С. 20-24.

37. Филимонова М. Н., Дементьев А. А., Лещинская И. Б., Бакулина Г. Ю., Шляпников С. В. Выделение и характеристика изоформ внеклеточной нуклеазы Serratia marcescens II Биохимия. 1991. - T.56. - № 3. — С. 508 — 520.

38. Филимонова М. Н., Гарусов А. В., Сметанина Т. А., Андреева М. А., Богомольная Л. М., Лещинская И. Б. Изоформы нуклеазы Serratia marcescens. Сравнительный анализ субстратной специфичности // . — 1996. -Т. 61.-вып. 10.-С. 1800- 1805.

39. Филимонова М. Н., Губская В. П., Нуретдинов И. А., Бенедик М. Дж., Богомольная Л. М., Андреева М. А., Лещинская И. Б. Изоформы нуклеазы Serratia marcescens. Роль ионов Mg в механизме гидролиза // Биохимия. -1997. Т. 62. - вып. 9. - С. 1148 - 1154.

40. Филимонова М. Н., Губская В. П., Нуретдинов И. А., Бенедик М. Дж., Черепанова Н. П., Лещинская И. Б. Изучение механизма действия пара-хлоромеркуриобензоата на эндонуклеазу бактерий Serratia marcescens Н Биохимия. 2001. - Т. 66. - №3. - С. 399 - 404.

41. Филимонова М. Н., Уразов Н. Г. Эндонуклеаза Serratia marcescens. Определение димеров // Ферменты микроорганизмов : сб. ст. Казань, 1998. -С. 89-94.

42. Фрайфелдер Д. Физическая биохимия. М: Мир, 1980. - 582 с.

43. Arnott S. Polynucleotide secondary structures: an historical perspective. Oxford handbook of nucleic acid structure. N-Y.: Oxford University Press, 1999. - P. 1-38.

44. Baase W. A., Jonson W. C. Circular dichroism and DNA secondary structure // Nuc. Acid Res. 1979. - V. 6. - № 2. - P. 797 - 814.

45. Ball Т. K., Saurugger P. N., Benedik M. J. The extracellular nuclease gene of Serratia marcescens and its secretion from Escherichia coli // Gene. 1987. - V. 57.-P. 183- 192.

46. Benedik M. J., Strych U. Serratia marcescens and its extracellular nuclease I I FEMS microbiology letters 1998. - V. 165. - P. 1 - 13.

47. Berman II. M., Schneider B. Nucleic acid hydration. Oxford handbook of nucleic acid structure. N-Y.: Oxford University Press, 1999. - P. 295 - 312.

48. Biedermann K., Jepsen P., Riise E., Svendsen I. Purification and characterization of Serratia marcescens nuclease produced by Escherichia coli II Carlsberg Res. Commun. 1989. -V. 54. - P. 17 - 27.

49. Biedermann K., Nielsen B. R. Homogeneity analysis of a nuclease secreted by E. coli II Parm. Technol. Int. 1990. - V. 2. - P. 37-41.

50. Brenda electronic resourse. : [The comprehensive enzyme informational system] // Braunschweig: TU Braunschweig Dept. of Bioinformatics. электон. дан. - URL : http://www.brenda-enzvmes.org (дата обращения: 01.02.2009).

51. Bukin V. A., Kankiya В. I., Rentzeperis D., Marky L. A. Mg" recognizes the sequence of DNA through its hydration shell // J. Am. Chem. Soc. 1994. - V. 116.-P. 9423-9429.

52. Calladine C. R. Mechanics of sequence-dependent staking of bases in B-DNA // J. Mol. Biol. 1982. -V. 161. - P. 343- 352.

53. Chan A., Kilkuskie R., Hanlon S. Correlation between the duplex winding angle and the circular dichroism spectrum of calf thymus DNA // Biochemistry. -1979.-V. 18.-P. 84-91.

54. Chen Y. C., Shipley G. L., Ball Т. K., Benedik M. J. Regulatory mutants and transcriptional control of the Serratia marcescens extracellular nuclease gene // Mol. Microbiol. - 1992. - V. 6. - № 5. - P. 643 - 651.

55. Chiu Т. K., Dickerson R. E. 1 A crystal structures of B-DNA reveal sequence-specific binding and groove-specific bending of DNA by magnesium and calcium // J. Mol. Biol. 2000. - V. 301. - P. 915 - 945.

56. Cleland W. W. The kinetics of enzym-catalyzed reactions with two or more substrates and products. II. Inhibition: nomenclature and theory // Bioch. Biophys. Acta. 1963. -V. 67. - P. 173 - 187.

57. Cleland W. W. Steady state kinetics // Methods in enzymology / ed. by P. D. Boyer-N.-Y.: Academic Press, 1979.-V. 63, Part 1.-P. 5-41.

58. Conte M. R., Conn G. L., Brown Т., Lane A. N. Hydration of the RNA duplex r(CGCAAAWUGCG)2 determined by NMR // Nucleic Acids. Res. 1996. -V.24. - N. 19. - P. 3693 - 3699.

59. Dake E., Hofmann T. J., Mclntire S., Hudson A., Zassenhaus H. P. Purification and properties of the major nuclease from mitihondria of Saccharomyces cerevisiae 11 J. Biol. Chem. 1988. -V. 263.-N. 16. - P. 7691 -7702.

60. Dickerson R. E. Base sequence and helix structure variation in B-DNA and A-DNA//J. Mol. Biol. 1983.-V. 166.-P. 419-441.

61. Dickerson R. E, Drew H. R, Conner B. N, Wing R. M, Fratini A. V, Корка M. L. The anatomy of A-, B-, and Z-DNA // Science. 1982. - V. 216. - P. 475- 485.

62. Diekmann S. Definitions and nomenclature of nucleic-acid structure parameters// J. Mol. Biol. 1989. - V. 205. - P. 787 - 791.

63. Dove W. F, Davidson N. Cation effects on the denaturation of DNA // J. Mol. Biol. 1962. - V. 5. - P. 467 - 478.

64. Drew H. R, Travers A. A. DNA structural variations in the E. Coli tyrT protomer // Cell. 1984. - V. 37. - № 6. - P. 491 - 502.

65. Drew H. R, Wing R. M, Takano T, Broka C, Tanaka S, Itakura K, Dickerson R. E. Structure of a B-DNA dodecamer: conformation and dinamics // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. - V. 78. - № 4. - P. 2179 - 2183.

66. Duguid J. G, Bloomfield V. A. Electrostatic effects on the stability of condensed DNA in the presence of divalent cations // Biophys J. 1996. - V. 70.- № 6. P. 2838-2846.

67. Eaves G.N, Jeffries C. D. Isolation and properties of an exocellular nuclease of Serratia marcescens 11 J. Bacteriol. 1963. - V. 85. - P. 273 - 278.

68. Egli M. Portmann S, Usman N. RNA hydration: a detailed look // Biochemistry.- 1996. V. 35. - № 26. - P. 8489 - 8494.

69. Ennifar E, Walter P, Dumas P. A crystallographic study of the 13 metal ions to two related RNA duplexes // Nucleic Acids. Res. 2003. - V. 31. - N. 10. - P. 2671 -2682.

70. Filimonova M, Gubskaya V, Davidov R. Metal binding induces conversion of B- to the hybrid BZ-form in natural DNA // International Journal of Biological Macromolecules. 2008. - V. 43 - P.289 - 294.

71. Filimonova M, Gubskaya V, Nuretdinov I, Leshchinskaya I. Action of hexaamminocobalt on the activity of Serratia marcescens nuclease // BioMetals.- 2003. V. 16. - P. 447 - 453.

72. Filimonova M. N., Krause К. L., Benedik M. J. Kinetic studies of the Serratia marcescens extracellular nuclease isoforms // Biochem. and Mol. Biol. Int. -1994. V.33. - №. 6. - P. 1229 - 1236.

73. Filimonova M., Gubskaya V., Davidov R., Garusov A., Nuretdinov I. Metal binding induces convertion of B-to the hybrid B-Z-form in natural DNA // Int. J. Biol. Macromolecules 2008. - V. 43. - № 3. - P. 289 - 294.

74. Foloppe N., MacKerell A. D. Intinsic conformational properties of deoxyribonucleosides: implicated role for cytosine in the equilibrium among the А, В and Z forms of DNA // Biophis. J. 1999. - V. 76. - P. 3206 - 3218.

75. Franke I., Meiss G., Pingoud A. On the advantage of being a dimer, a case study using the dimeric Serratia nuclease and the monomeric nuclease from Anabaena sp. strain PCC 7120 // J. Biol. Chem. 1999. - V. 274. - № 2. - P. 825 - 832.

76. Franklin R. E., Gosling R. G. The structure of sodium thymonucleate fibers: I. The influence of water content // Acta Cristallogr. 1953. - V. 6. - P. 673 - 677.

77. Friedhoff P., Kolmes В., Gimadutdinow O., Wende W., Krause K., Pingoud A. Analisis of the mechanism of the Serratia nuclease using site-directed mutagenesis // Nucleic Acids Res. 1996. - V. 24. - № 14. - P. 2632 - 2639.

78. Friendhoff P., Meiss G., Kolmes В., Pieper U., Gimadutdinow O., Urbanke K., Pingoud A. Kinetic analisis of the cleavage of natural and synthetic substrates by the Serratia nuclease II Eur. J. Biochem. 1996. - V. 241. - P. 572 - 580.

79. Gorin A. A., Zhurkin V. В., Olson W. K. B-DNA twisting correlates with base-pair morphology // J. Mol. Biol. 1995. - V. 247. - P. 34 - 48.

80. Ghosh M., Meiss G., Pingoud A., London R. E., Pedersen L. C. Structural insights into the mechanism of nuclease A, a J3f3a metal nuclease from Anaebaena II J. Biol. Chem. 2005. - V. 280. - N. 30. - P. 27990 - 27997.

81. Helm M. Post-transcriptional nucleotide modification and alternative folding of RNA // Nucleic Acids Research. 2006. - V. 34. - № 2. - P. 721 - 733.

82. Hunter C. A., Lu X. R. DNA base stacking interactions: a comparison of theoretical calculations with oligonucleotide crystal structures // J. Mol. Biol. -1997.-V. 265.-P. 603-619.

83. Ikeda S., Maeda N., Ohshima Т., Takata N. Identification and characterization of a mitochondrial endonuclease from yeast Schizosaccharomyces pombe II Biochem. Mol. Biol. Int. 1996. -V. 40. - P. 1017 - 1024.

84. Johnson B.B., Dahl K.S., Tinoco I. Jr., Ivanov V.I., Zhurkin V.B. Correlation between deoxyribonucleic acid structural parameters and calculated circular dichroism spectra // Biochem. 1981. - V. 20. - P. 73 - 78.

85. Kolmes В., Franke I., Friedhoff P., Pingoud A. Analysis of the reaction mechanism of the non-specific endonuclease of Serratia marcescens using an artificial minimal substrate 11FEBS Lett. 1996. - V. 397. - P. 343 - 346.

86. Lacks S., Greenberg В., Neuberger M. Identification of a deoxyribonuclease implicated in genetic transformation of Diplococcus pneumoniae I I J. Bacteriol. -1975.-V. 123.-P. 222-232.

87. Lacks S., Greenberg В., Neuberger M. Role of a deoxyribonuclease in the genetic transformation of Diplococcus pneumoniae И Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1974. - V. 71. - P. 2305 - 2309.

88. Low R. L., Cummings O. W., King Т. C. The bovine mitochondrial endonuclease prefers a conserved sequence in the displacement loop region of mitochondrial DNA // J. Biol. Chem. 1987. - V. 262. - № 33. - P. 16164 -16170.

89. Lescrinier E., Froeyen M., Herdewijn P. Difference in conformational diversity between nucleic acids with a six-membered "sugar" unit and natural "furanose" nucleic acids // Nucleic Acids Research. 2003. - V. 31. - № 12. - P. 2975 -2989.

90. Li C. L., Hor L. I., Chang Z. F., Tsai L. C., Yang W. Z., Yuan H. S. DNA binding and cleavage by periplasmic nuclease Vvn: a novel structure with a known active site // EMBO J. 2003. - V. 22. - № 15. - P. 4014 - 4025.

91. Manual "Benzon nuclease" // Darmstadt: Merck, 1989. 1 p.

92. Meiss G., Friedhoff P., Hahn M., Gimadutdinow O., Pingoud A. Sequencepreferences in cleavage of dsDNA and ssDNA by the extracellular Serratiamarcescens endonuclease // Biochemistry. 1995. - V. 34. - P. 11979 - 11988.

93. Miller M. D, Benedik M. J., Sullivan M. C.5 Shipley N. S., Krause K. L. Crystallization and preliminary crystallographic analysis of a novel nuclease from Serratia marcescens 11 J. Mol. Biol. 1991. - V. 222. - P. 27 - 30.

94. Miller M. D., Krause K. L. Identification of the Serratia endonuclease dimer: structural basis and implication for catalysis I I Protein Science. 1996. - V. 5. -P. 24-33.

95. Miller M., Tanner J., Alpaugh M., Benedik M., Krause K. 2.1 A0 structure of Serratia endonuclease suggests a mechanism for binding to double-stranded DNA//Nature Struc. Biol. 1994.-N. 1. - P. 461 - 468.

96. Muro-Pastor A. M., Flores E., Herrero A., Wolk C. P. Identification, genetic analysis and characterization of a sugar-non-specific nuclease from cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 // Mol. Biol. 1992. - V. 6. - P. 3021 -3030.

97. Muro-Pastor A. M., Kuritz Т., Flores E., Herrero A., Wolk C. P. Transfer of a genetic marker Anabaena sp. PCC 7120 to a megaplasmid of a different Anabaena strain // J. Bacteriol. 1994. - V. 176. - № 4. - P. 1093 - 1098.

98. Nestle M., Roberts W. An extracellular nuclease from Serratia marcescens. I. Purification and some properties of the enzyme // J. Biol. Chem. 1969a. - V. 244.-№19.-P. 5213 -5218.

99. Nestle M., Roberts W. An extracellular nuclease from Serratia marcescens. II. Specificity of the enzyme // J. Biol. Chem. 1969b. - V. 244. - № 19. - P. 5219-5225.

100. Ng H. L., Корка M. L., Dickerson R. E. The structure of a stable intermediate in the A-B DNA helix transition // Proc. Natl. Acad. Sci. USA -2000. V. 97. - P. 2035 - 2039.

101. Packer M. J., Hunter C. A. Sequence-dependent DNA structure: the role of the sugar-phosphate backbone // J. Mol. Biol. 1998. - V. 280. - P. 407 - 420.

102. Pastor N. The B- to A-DNA transition and the reorganization of solvent at the DNA surface // Biophys. J. 2005. - V. 88. - № 5. - P. 3262 - 3275.

103. Polyanichko A. M., Andrushchenko V. V., Chikhirzhina E. V., Vorob'ev V. I., Wieser H. The effect of manganese (II) on DNA structure: electronic and vibrational circular dichroism studies // Nucleic Acids. Res. 2004. - V.32. - N. 3.-P. 989-996.

104. Premilat S., Albiser G. Conformations of A-DNA and B-DNA in agreement with fiber X-ray and infrared dichroism // Nucleic Acids. Res. 1983. - V.l 1. -N. 6.-P. 1897- 1908.

105. Protein Databank in Europe electronic resourse. 11 European Bioinformatics Institute, 2006. URL : http://www.ebi.ac.uk/pdbe/ (дата обращения: 01.02.2009).

106. Rudolph F. B. Product inhibition and abortive complex formation // Methods in enzymology / ed. by D. L. Purich. N. - Y.: Academic Press, 1979. - V. 63, Part 16.-P. 411 -440.

107. Puyet A., Greenberg В., Lacks S. A. Genetic and structural characterization of End A, a membrane-bound nuclease required for transformation of Streptococcus pneumoniae // J. Mol. Biol. 1990. - V. 213. - P. 727 - 738.

108. RCSB electronic resourse. : [Protein Data Bank] // Rutgers: State University of New Jersey. электрон. дан. - URL : http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do (дата обращения: 01.02.2009).

109. Robinson H., Gao Y.-G., Shanishvili R., Joachimiak A., Wang A. H-J. Hexagidrated magnesium ions bind in the deep major groove and at the outer mouth of A-form nucleic acid duplexes // Nucleic Acids. Res. 2000. - V.28. -N. 8.-P. 1760- 1766.

110. Ruiz-Carrillo A., Cote J. Primers for mitochondrial DNA replication generated by endonuclease G //EMBO J. 1987. - V. 6. - N. 2. - P. 401 - 407.

111. Ruiz-Carrillo A., Renaud J. Endonuclease G: a (dG)n-(dC)n-specific DNase from higher eukaryotes // Science. 1993. - V. 261. - P. 765 - 769.

112. Saenger W., Hunter W. N., Kennard O. DNA conformation is determined by economics in the hydration of phosphate groups // Nature. 1986. - V. 324. - P. 385 -388.

113. Schneider В., Cohen D. M., Schleifer L., Srinivasan A. R., Olson W. K., Berman H. N. A systematic method for studying the spatial distribution of water molecules around nucleic acid bases // Biophys. J. 1993. - V. 55. - P. 2291 -2303.

114. Schneider В, Patel К, Berman H. N. Hydration of the phosphate group in double-helical DNA // Biophys. J. 1998. - V. 75. - P. 2422 - 2434.

115. SCOP electronic resourse. : [Structural classification of protein] // Cambridge: MRC Laboratory of Molecular Biology. электрон, дан. - URL : http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/index.html (дата обращения: 01.02.2009).

116. Suh Y, Jin S, Ball Т. K, Benedik M. J. Two-step secretion of the Serratia marcescens exstracellular nuclease // J. Bacteriol. 1996. - V. 178. - № 13. - P. 3771 -3778.

117. Tolstorukov M. Y, Ivanov V. I, Malenkov G. G, Jernigan R. L, Zhurkin V. B. Sequence-dependent B-A transition in DNA evaluated with dimeric and trimeric scales // Biophys J. 2001. -V. 81. - № 12. - P. 3409-3421.

118. Vargason J. M, Henderson К, Ho P. S. A crystallographic map of the transition from B-DNA to A-DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001. - V. 98. -P. 7265-7270.

119. Vincent R. D, Hofmann T. J, Zassenhaus H. P. Sequence and expression of NUC 1, the gene encoding the mitochondrial nuclease in Saccharomyces cerevisiae II Nucleic Acids. Res. 1988. - V. 16. - P. 3297 - 3312.

120. Wu S. I, Lo S. K., Shao С. P, Tsai H. W, Hor L. I. Cloning and characterization of a periplasmic nuclease of Vibrio vulnificus and its role in preventing uptake of foreign DNA // Appl. Environ. Microbiol. 2001. - V. 67. -P. 82-88.

121. Xu Q, Shoemaker R, Braunlin W. H. Induction of B-A transition of deoxyoligonucleotides by multivalent cations in dilute aqueous solution // Biophys J. 1993. - V. 65. - P. 4083 - 4088.

122. Yanagi K, Prive G. G, Dickerson R. E. Analysis of local helix geometry in three B-DNA decamers and 8 dodecamers // J. Mol. Biol. 1991. - V. 217. - P. 201-214.

123. Yonemura К., Matsumoto К., Maeda H. Isolation and characterization of nuclease from a clinical isolate of Serratia marcescens kums 3958 // J. Biochem. 1983. - V. 93. - P. 1287 - 1295.