Влияние алкилоксибензолов на стрессовые реакции бактериальных клеток, оцененные с использованием люминесцирующих тест-систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат наук Грязева, Ирина Владимировна

• Грязева, Ирина Владимировна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Грязева, Ирина Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Обзор литературы. Стрессы у бактерий и механизмы

адаптации к ним

1.1 Стрессы у бактерий

1.1.1 Определение стресса, типы стрессоров

1.1.2 Действие высоких температур

1.1.3 Повреждающее воздействие УФ-облучения

1.1.4 Активные метаболиты кислорода

1.2 Механизмы адаптации микроорганизмов

1.2.1 Уровни организации адаптивных реакций у микроорганизмов

1.2.2 Адаптация к тепловому шоку

1.2.3 5Ш-ответ

1.2.4 Адаптация к окислительному стрессу

1.3 Роль алкилоксибензолов в стрессовом ответе микроорганизмов

1.3.1 Многообразие алкилкосибензолов - ауторегуляторных ёгфакторов микроорганизмов

1.3.2 Адаптогенные функции алкилоксибензолов

Глава 2. Материалы и методы

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Химические аналоги алкилкосибензолов - ауторегуляторных

ё]-факторов микроорганизмов

2.2 Методы изучения эффектов алкилоксибензолов на стрессовый ответ, индуцируемый воздействием высоких температур

2.2.1 Метод оценки температурной денатурации ферментных белков

2.2.2 Изучение процесса шаперон-независимого рефолдинга ферментрных белков

2.2.3 Метод исследования индукции синтеза белков теплового шока

2.3 Методы изучения эффектов алкилоксибензолов на стрессовый ответ, индуцируемый воздействием УФ-излучения

2.3.1 Метод изучения чувствительности ДНК к УФ-облучению in vitro

2.3.2 Метод оценки индукции SOS-ответа

2.4 Методы изучения эффектов алкилоксибензолов на стрессовый ответ, индуцируемый окислительным стрессом

2.4.1 Метод исследования прямой антирадикальной активности

2.4.2 Метод оценки индукции soxS регулона

2.5 Статистическая обработка экспериментальных данных

Глава 3. Исследование эффектов алкилоксибензолов на стрессовый ответ бактерий, индуцируемый воздействием высоких температур

3.1 Исследование эффектов алкилоксибензолов на процесс температурной денатурации бактериальной люциферазы

3.2 Изучение влияния алкилоксибензолов на процесс шаперон-независимого рефолдинга бактериальной люциферазы

3.3 Оценка индукции синтеза белков теплового шока в присутствии алкилоксибензолов с использованием люминесцирующией тест-системы

Escherichia colipibpA'::luxCDABE-AmpR

Глава 4. Исследование эффектов алкилоксибензолов на стрессовый ответ бактерий, индуцируемый воздействием УФ-излучения

4.1 Изучение влияния алкилоксибензолов на чувствительность ДНК к УФ-облучению in vitro

4.2 Разработка способа защиты ДНК от УФ-облучения на этапе детекции результатов гель-электрофореза

4.3 Оценка индукции ^О^-ответа в присутствии алкилоксибензолов с использованием люминесцирующией тест-системы E.coli

ргесА'::lwcCDABE-AmpR

Глава 5. Исследование эффектов алкилоксибензолов на окислительный стресс у бактерий

5.1 Изучение прямой антирадикальной активности алкилоксибензолов

5.2 Оценка индукции soxS регулона в присутствии алкилоксибензолов с использованием люминесцирующией тест-системы E.coli

psoxS':: IwcCDABE- Amp*

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список условных сокращений

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние алкилоксибензолов на стрессовые реакции бактериальных клеток, оцененные с использованием люминесцирующих тест-систем»

ВВЕДЕНИЕ

Существование бактерий в природных экосистемах сопряжено с запрограммированными и ^запрограммированными в цикле их развития стрессами, обусловленными воздействием целого ряда физических, химических и биологических факторов (Баснакьян, 2003). Эти ситуации предопределили возникновение у бактерий разнообразных «активных» и «пассивных» механизмов стрессоустойчивости, обеспечивающих сохранение жизнеспособности клеток в неблагоприятных условиях среды обитания (Ткаченко, 2012).

Важную роль в устойчивости бактерий к стрессорным факторам играют индуцибельные защитные системы, относительно специфично «запускающиеся» в ответ на определенные воздействия и приводящие к активации транскрипции адекватных природе и интенсивности воздействующего фактора групп генов -регулонов, с образованием соответствующих защитных продуктов (Schumann, 2006). В частности, значимой системой, противодействующей воздействию температурного фактора, являются белки теплового шока (БТШ), представленные молекулярными шаперонами и шаперонинами, удерживающими белки от денатурации, а также способствующими восстановлению их структуры в процессе рефолдинга (Smith, 2013). Аналогичным образом устроены система сохранения бактериального генома (^О^-система), активируемая при повреждении ДНК и включающая широкий спектр ферментов ее репарации (Janion, 2008), а также поликомпонентная система защиты бактерий от воздействия активных форм кислорода (Chiang, Schellhorn, 2012).

Другой аспект устойчивости бактерий к стрессам связан с реализацией биологической активности видонеспецифичных низкомолекулярных ауторегуляторов, в отечественной литературе традиционно обозначаемых как алкилоксибензолы (АОБ) (Эль-Регистан и др., 2006), а в англоязычной - как резорцинольные липиды или алкилрезорцины (Stasiuk, Kozubek, 2010). Совокупность ранее проведенных исследований позволила оценить алкилоксибензолы как важные бактериальные адаптогены, биосинтез которых

активизируется стрессорными воздействиями (El-Registan et al., 2005). В свою очередь спектр биологической активности АОБ включает стабилизацию широкого круга биополимеров, включающего белки (Коротина, Крупянский, 2008) и нуклеиновые кислоты (Давыдова и др., 2005), а также реализацию присущей им антиоксидантной активности (Николаев, 2011).Одновременно накапливающиеся данные свидетельствуют о потенциальном участии АОБ в регуляции экспрессии стрессовых регулонов, что может рассматриваться в качестве дополнительного механизма популяционного контроля развития стрессового ответа (Miche et al., 2003; Голод и др., 2009).

Однако, до настоящего времени целостная картина взаимоотношений между названными активными и пассивными механизмами антистрессовой защиты бактериальной клетки с участием алкилоксибензолов отсутствует. При этом важным условием для решения этой задачи представляется использование высокочувствительных репортерных бактериальных тест-систем, в частности на основе развития бактериального свечения (биолюминесценции), позволяющих в режиме реального времени оценивать экспрессию стрессовых генов.

Цели и задачи исследования

Целью работы явилось изучение влияния алкилоксибензолов (химических аналогов ауторегуляторных факторов микроорганизмов) на стрессовый ответ бактериальных клеток при различных экстремальных воздействиях, оцененный с использованием специфически индуцируемых люминесцирующих тест-систем.

Для достижения поставленной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:

1. Определить влияние алкилоксибензолов на процессы термоденатурации и шаперон-независимого рефолдинга ферментных белков, а также индуцируемый воздействием температурного фактора синтез белков теплового шока.

2. Изучить воздействие алкилоксибензолов на чувствительность ДНК к УФ-облучению, а также индуцируемый повреждением ДНК SOS-ответ

бактериальных клеток при подобном воздействии.

3. Оценить соответствие между прямой антирадикальной активностью алкилоксибензолов и их влиянием на индукцию эохБ регулона в условиях окислительного стресса.

Научная новизна

Впервые проведено сравнение двух механизмов биологической активности алкилоксибензолов (АОБ), определяемых непосредственным участием в стабилизации биополимеров при воздействии физических (температура, УФ-излучение) и химических (окисление) факторов, а также их опосредованным влиянием на уровень экспрессии соответствующих стрессовых регулонов.

Установлены эффекты АОБ на чувствительность белков к денатурирующему температурному воздействию, выраженность и направленность которых определяются длиной алкильного радикала в их молекулах. Показана протекторная активность короткоцепочечных (СрСз) АОБ, заключающаяся в защите ферментных белков от термоденатурации, частичном повышении эффективности шаперон-независимого рефолдинга, а также сохранении жизнеспособности бактерий при относительно низких уровнях индукции БТШ. С другой стороны, эффект длинноцепочечных (с5-с12) АОБ зависел от их действующих концентраций: в диапазоне 10"6-10"5М они проявляли термопротекторную активность на фоне умеренно выраженной индукции БТШ, в то время как в диапазоне 10"4-10"3М вели к значительному повышению термочувствительности ферментных белков и бактерий с одновременной репрессией синтеза БТШ.

Получены новые данные о прямых фотопротекторных эффектах АОБ при УФ-облучении, заключающихся в предупреждении одно- и двуцепочечных разрывов молекул ДНК. В условиях интенсивного (сублетального) УФ-облучения АОБ в большинстве случаев снижали относительную активность ЗОБ-ответа, тем не менее, повышая выживаемость бактерий при подобном воздействии с одновременным увеличением частоты диссоциативных Б—переходов.

Установлена прямая антирадикальная активность длинноцепочечных гомологов АОБ, функционирующих в качестве «перехватчиков» супероксид-аниона. В свою очередь в клеточной тест-системе эффекты АОБ заключались в умеренно выраженной индукции яохб' регулона, увеличевающейся при использовании их предварительно окисленных продуктов. Следствием этих процессов является предадаптация к окислительному стрессу, проявляющаяся в увеличении относительного количество выживших клеток при более низких уровнях индукции регулона.

Совокупность полученных результатов впервые позволила оценить стереотипность действия АОБ в условиях стрессоров различной природы, заключающуюся в концентрационно-зависимой индукции/ингибировании стрессовых регулонов. При этом низкие концентрации АОБ наиболее типично индуцируют стрессовый ответ бактериальных клеток, что характеризует их как «алармоны» (сигналы тревоги), предадаптирующие бактериальные клетки к последующему воздействию экстремальных физических и химических факторов. В свою очередь высокие концентрации АОБ преимущественно ведут к репрессии стрессового ответа, тем не менее, сохраняя жизнеспособность бактериальных клеток за счет непосредственной стабилизации входящих в них биополимеров.

Теоретическая и практическая значимость

Выявление молекулярных механизмов регуляции стрессового ответа бактериальных клеток, в том числе реализуемых с участием образуемых и воспринимаемых ими ауторегуляторов - алкилоксибензолов, представляет значительный интерес для микробиологии, биотехнологии и биомедицины.

Полученные результаты, свидетельствующие о влиянии АОБ на процессы позитивной и негативной регуляции стрессовых регулонов с последующим формированием устойчивости к экстремальным воздействиям, потенциально могут быть использованы в качестве основы для разработки новых подходов к длительному сохранению микроорганизмов в биотехнологических системах, а также в составе лечебно-профилактических препаратов.

Обнаруженные прямые термо-, фотопротекторные и антиоксидантные эффекты АОБ определяют перспективу их использования в качестве стабилизаторов функциональных биополимеров на этапах выделения и длительного хранения. В частности, выявленный в рамках настоящей работы выраженный фотопротекторный эффект Сб-АОБ положен в основу «Способа защиты ДНК от ультрафиолетового излучения при детекции результатов гель-электрофореза» (патент РФ на изобретение № 2465576 от 27.10.2012 г.), ориентированного на защиту структурной целостности и функциональной активности данного биополимера при УФ-детекции в агарозных гелях.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Алкилоксибензолы изменяют чувствительность бактериальных клеток к температурному воздействию через сочетанное влияние на термочувствительность входящих в их структуру белков, а также модуляцию уровня экспрессии белков теплового шока. Короткоцепочечные гомологи АОБ проявляют себя как термопротекторы, защищающие белки от денатурации, повышающие эффективность их рефолдинга, а также сохраняющие жизнеспособность бактериальных клеток при низких уровнях индукции белков теплового шока.

2. Алкилоксибензолы (преимущественно их длинноцепочечные гомологи) защищают бактериальные клетки от сублетального действия УФ-излучения, что при подавлении экспрессии ЗОЯ- ответа реализуется через прямые фотопротекторные эффекты в отношении ДНК.

3. Алкилоксибензолы проявляют способность выступать в качестве перехватчиков супероксид аниона, что прогрессирует с увеличением длины алкильного радикала. В клеточной системе АОБ (особенно их предварительно окисленные продукты) индуцируют экспрессию 5охБ регулона. Результатом сочетанной активности АОБ является защита бактериальных клеток от окислительного стресса.

Связь автора с выполнением научных программ и собственный вклад

автора

Исследования выполнены в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (ГК №П327 «Использование люминесцирующих клеточных тест-систем при оценке механизмов активности бактерицидных и бактериорегуляторных молекул»); Государственного задания на выполнение НИР №4.2312.2011 «Исследование эффектов бактериальных ауторегуляторов (алкилоксибензолов и гомосеринлактонов) в гомологичных и гетерологичных системах», а также при поддержке гранта Оренбургской области для аспирантов в сфере научной и научно-технической деятельности «Протекторные свойства акилоксибензолов природного и растительного происхождения в условиях окислительного и УФ-радиационного стресса».

Научные положения и выводы диссертации полностью базируются на результатах собственных исследований автора.

Апробация работы

Отдельные фрагменты работы доложены и обсуждены на V и VI Всероссийских конференциях молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов; 2010, 2012); VII Молодежной школе-конференции с международным участием «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва; 2011); I Всероссийской с международным участием, конференции молодых ученых «Современные проблемы микробиологии, иммунологии и биотехнологии» (Пермь; 2011).

Экспонат «Технология сохранения функциональных свойств биополимеров для проведения диагностических исследований» награжден дипломом V Российского форума «Российским инновациям - российский капитал» (Нижний Новгород, 2012).

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья в зарубежном издании;

и

получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, включая обзор литературы, описание материалов и методов, 3 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 166 источника отечественных и зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 11 таблицами и 17 рисунками.

Глава 1

Обзор литературы Стрессы у бактерий и механизмы адаптации к ним

1.1. Стрессы у бактерий 1.1.1 Определение стресса, типы стрессоров

Основоположник учения о стрессе - Ганс Селье впервые озвучил понятие стресса, под которым понимался комплекс адаптивных реакций, формирующийся в ответ на воздействие разного рода раздражителей и определяющий восстановление нормального состояния организма (Selye, 1936). Исходное понятие стресса и положения данной концепции изначально были сформулированы применительно к высшим организмам, имеющим нервную систему, что вызывало возникновение споров между исследователями о недопустимости применения этого термина к микроорганизмам. Однако, с течением времени данное понятие стало использоваться и в отношении бактерий, и в современной микробиологической литературе термины «стресс» и «стрессор» - фактор его индуцирующий, употребляются очень широко. При этом само определение стресса, сформулированное Селье, в общем понимании перенесено с макро- на микроорганизмы. Таким образом, под термином «стресс» применительно к бактериям понимается адаптивный ответ клетки на действие стрессора, приводящее к снижению или ингибированию ее роста (Viner, 1999; Rice, 2012).

Стресс у микроорганизмов возникает в условиях отклонения параметров внутренней и внешней среды от оптимальных значений. Данные ситуации происходят достаточно часто, что определяется крайней изменчивостью условий окружения микроорганизмов, в связи с чем стресс можно считать естественным атрибутом их жизни (Баснакьян, 2003).

Существование микроорганизмов неразрывно связано с двумя вариантами

негативного воздействия на клетку - запрограммированным и ^запрограммированным в цикле развития стрессом.

К «запланированным стрессам» относят стресс, возникающий при исчерпании источников питания (стресс голодания) или пространства (критически высокая клеточная плотность), т.е. условия, в которых культура завершает свой цикл развития и которые часто объединяются термином «starvation stress». Исследование внутриклеточных событий в подобных условиях показали, что при ограничении источников углерода, энергии и азота наряду со снижением роста клетки происходит целый ряд перестроек, связанных с переключением генной экспрессии на программу длительного выживания в стационарной фазе, затрагивающих все уровни организации клетки (Ramirez et al., 2005). Запрограммированный стресс, ограничивающий рост бактерий, может быть также связан со стрессом, возникающим при перенесении старых или покоящихся клеток в свежую полноценную среду, благоприятную для роста (Бухарин и др., 2005).

Диапазон вариантов стрессорных воздействий окружающей среды очень обширен и характеризуется значимой вариабельностью силы своего воздействия. В неблагоприятных условиях среды микроорганизмы, как правило, подвергаются действию сразу нескольких стрессоров, действующих как одновременно, так и последовательно (Плакунов и др., 2004). Все разнообразие действующих на клетку внешних стрессоров классифицируется на несколько групп: физические (температура, УФ-излучение), физико-химические (рН, р02) и биологические (вирусы, токсины и иные факторы, имеющие биологическое происхождение) факторы окружения (Баснакьян, 2003). В литературе можно встретить и другие примеры классификаций стрессоров, однако значимо не отличающихся от представленного выше варианта (Воробьева, 2004).

По силе своего воздействия стрессоры могут быть разделены на рост-замедляющие, рост-останавливающие и летальные, что определяется дозой воздействующего фактора. Также очень важное значение имеет продолжительность воздействия. Кратковременное действие обычно является

стимулом к развитию адаптивных реакций клетки, в конечном счете повышающих ее устойчивость к последующим повреждающим воздействиям. Снятие стрессорной нагрузки может приводить к ускорению развития клетки. В свою очередь длительный и особенно постоянный стресс, зачастую превышающий адаптивные возможности клетки, в большинстве случаев ведет к ее гибели (Бут, 2005).

Констатация стрессового состояния у бактерий может проводиться по нескольким признакам. Наиболее характерным критерием является торможение жизненной активности, связанной со снижением метаболических процессов клетки (Феофилова, 2003). Следствием подобного поведения может являться замедление деления клеток и роста культуры, что также рассматривается в качестве еще одно признака стресса у бактерий (Баснакьян, 2003). Крайним проявлением подобного состояния является переход клетки в состояние анабиоза, описанное для многих как споробразующих, так и неспорообразующих бактерий (Uzunova-Doneva, Donev, 2005; Мулюкин, 2010). Кроме того, негативное действие различных стрессоров может индуцировать агрегацию и адгезию клеток. В частности, хорошо известным фактом является плотностно-зависимый процесс агрегации клеток в голодающей популяции миксобактерий Myxococcus xanthus с последующим формированием плодовых тел со спорами, позволяющими переживать неблагоприятные условия (Kaplan, 2003). В свою очередь, адгезия клеток бактерий, рассматриваемая в качестве одного из основных факторов патогенности, также может использоваться как адаптивная реакция на стресс новой среды (Ахметова и др., 2012).

Кроме того, накапливается все больше данных о развитии ряда внутриклеточных событий как результата воздействия различных стрессовых факторов: возрастание в клетке концентрации активных форм кислорода (АФК), продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), повреждение рибосом, нуклеиновых кислот, снижение активности и денатурация ферментов, нарушение проницаемости цитоплазматической мембраны с последующим выходом низкомолекулярных соединений во внешнюю среду (Воробьева, 2004).

Многочисленные исследования данного вопроса также позволили обнаружить, что наряду с описанными выше событиями действие неблагоприятных факторов приводит к синтезу ряда рост-ингибирующих соединений и специальных белков (Феофилова, 1994; Рощина, Петрова, 1997).

Характерной особенностью стрессового состояния является возможность возврата к нормальному функционированию клетки и популяции в целом (Оисап, Муэ^ош, 1998). Данная ситуация может быть связана, с одной стороны, с прекращением действия стрессора и последующим возвратом к исходному состоянию или объяснена формированием адекватных адаптивных реакций, позволяющих существовать в данных конкретных стрессовых условиях.

Рассмотреть все многообразие стрессоров, встречаемых бактериальной клеткой в процессе своей жизнедеятельности, в рамках данного обзора не представляется возможным. Остановимся на трех наиболее значимых и актуальных для представленной работы стрессовых факторах - температурном и окислительном стрессах и ультрафиолетовом излучении.

1.1.2 Действие высоких температур

Температура является важнейшим физическим фактором, действующим в природных экосистемах и контролирующим многие стороны физиологии прокариот. Важное значение данного фактора для микроорганизмов в большей степени связано с влиянием на протекание физико-химических процессов, обеспечивающих функциональную активность клетки, а также состояние ее макромолекул (Яа1ко\У8ку ег а1., 2005). Зависимость изменения скорости роста микроорганизмов под влиянием температурного фактора и возможность ее прогнозирования представляет несомненный практический интерес, что объясняет наличие большого количества работ по данной тематике.

Первичная реакция клетки на повышение температуры заключается в увеличении скорости ферментативных реакций и, следовательно, повышении скорости роста. Согласно закону Вант-Гоффа скорость химических реакций

увеличивается в два - четыре раза при повышении температуры на каждые 10°С. Однако, данный закон применим только для реакций с энергией активации 60-120 кДж/моль в температурном диапазоне 10-400°С. Температурную зависимость скорости сложных реакции, протекающих в биологических системах, более корректно описывает уравнение Аррениуса, демонстрирующее линейную зависимость логарифма скорости роста микроорганизмов от обратных величин абсолютной температуры (Глинка, 2007).

Данная зависимость устанавливает наличие трех кардинальных точек, определяющих границы роста микроорганизма - минимальная температура, ниже которой рост не наблюдается, оптимальная температура, при которой организм растет с наибольшей скоростью, и максимальная температура, выше которой рост невозможен. В зависимости от смещения графика роста относительно значений температуры на оси абсцисс выделяют три основные группы - психрофилы, мезофиллы и термофилы, отличающиеся границами своего роста и зонами оптимума. Важной особенностью мира прокариот является наличие представителей, способных выживать в условиях экстремально высоких температур. Однако данная способность характерна далеко не всем микроорганизмам, а лишь отдельной группе, назваемой «экстремальными термофилами» и представленной исключительно метанобразующими формами архей и видами, метаболизм которых связан с молекулярной серой ^еИег, 2006).

Согласно уравнению Аррениуса бесконечное увеличение скорости роста, сонаправленное с повышением температуры, невозможно, выход за пределы максимальных значений границы роста в конечном счете ведет к ряду событий, приводящих к гибели клетки. Данные события включают увеличение степени текучести липидного бислоя мембраны, повышение его проницаемости для низкомолекулярных соединений и опосредованную этим утечку данных соединений во внешнюю среду. Комплексный эффект описанных процессов заключается в понижении эффективности ионного гомеостаза и преобразовании энергии.

Важным эффектом действия высоких температур является инактивация

клеточных компонентов, прежде всего белков, многие из которых являются термолабильными молекулами и подвергаются денатурации уже при 40°С. Такая чувствительность объясняется быстрым разрывом слабых связей в белковой молекуле, приводящим к нарушению ее нативной конформации. Поскольку разрывы носят случайный характер, то молекулы одного индивидуального белка приобретают в растворе форму беспорядочных клубков, где гидрофобные радикалы, в нативной структуре спрятанные внутри гидрофобного ядра, оказываются на поверхности. Однако, разрыва прочных пептидных связей в процессе тепловой денатурации не происходит и первичная структура белка не нарушается. Немаловажное значение при тепловой денатурации белка имеет деградация его гидратной оболочки, которая в нормальных условиях не позволяет белковым молекулам сблизиться, соединиться и выпасть в осадок (ЬеЬагс!, Ма1уизЬоу, 2010).

Внешние проявления денатурации сводятся к потере растворимости, повышению вязкости белковых растворов, увеличению количества свободных функциональных 8Н-групп и изменению характера рассеивания рентгеновских лучей. Наиболее характерным признаком денатурации белка является снижение или полная потеря его биологической активности.

Необходимо отметить, что растущая культура не гомогенна в своем ответе на действие высоких температур и наибольшую чувствительность проявляют активно делящиеся клетки. Кроме того, наиболее неблагоприятное действие культура испытывает в случае резких колебаний температур, в отличие от ее постепенного повышения.

1.1.3 Повреждающее воздействие УФ-облучения

УФ-облучение является постоянно действующим фактором внешней среды, оказывающим мощное влияние на многие физиологические процессы, протекающие в организме. Экологическими компонентами УФ являются дальний (от 100 до 290 нм), средний (от 290 до 320 нм) и ближний УФ (от 320 до 390 нм).

Эффекты, вызываемые облучением, экспоненциально зависят от длины волны излучения и поглощенной дозы.

Средний и дальний УФ демонстрируют сходные биологические эффекты и наиболее характерным действием данной части спектра является образование фотоповреждений важнейших биологических макромолекул - нуклеиновых кислот и белков. Однако, в связи с тем, что азотистые основания ДНК интенсивно поглощают в области 240-300 нм с максимумом в области 254 нм, именно они подвергаются наиболее сильным фотохимическим превращениям при УФ-облучении (НоскЬе^ег, 2002).

Типичным повреждением в данном случае является формирование в ДНК фотопродуктов 2 типов: циклобутановых пиримидиновых димеров, на долю которых приходится до 75% повреждений ДНК, и пиримидин-6,4-пиримидиновых димеров или 6,4-фотоаддуктов, составляющих остальные 25%. Данные индуцируемые нарушения ДНК сильно искажают структуру макромолекулы, опосредуя тем самым нарушения процессов репликации, репарации или транскрипции (Уооп е1 а1., 2000; Фрайкин и др., 2000).

Другой важной реакцией фотоповреждения нуклеиновых кислот, наблюдаемой чаще при более длительном излучении, является фотогидратация пиримидиновых оснований, которая заключается в присоединении воды к пиримидиновому кольцу с разрывом двойной связи и образованием 6-окси-5-гидропроизводных оснований. Особенность данной реакции заключается в том, что она протекает только в одноцепочечной ДНК, в следствие чего гидраты пиримидинов могут наносить повреждающие эффекты у клеток с активными процессами репликации или транскрипции, в ходе которых появляются короткие одноцепочечные участки ДНК а1., 2010).

Результатом интенсивного УФ-воздействия является формирование ковалентных сшивок цепей ДНК между собой, а также между ДНК и белком в тех участках, где произошло выщепление пуриновых оснований, с последующей блокировкой процессов репликации и транскрипции, что в комплексе приводит к остановке цикла клеточного деления (БсИагег, 2005). Кроме того, повреждения

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Грязева, Ирина Владимировна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Адхья С. Регуляция экспрессии генов: опероны и регулоны // Современная микробиология. Прокариоты. Под ред. Ленгеллера И., Древса Г., Шлегеля Г. -М.: Мир, 2005.-Т. 1.-С. 522-560.

2. Ахметова Д.Г., Бердыгулова Ж.А., Евтыхова Е.Б., Шустов A.B. Сальмонеллы: молекулярные механизмы приспособленности и факторы вирулентности // Биотехнология. Теория и практика. - № 1. - 2012. - С. 3-24.

3. Баснакьян И.А. Стресс у бактерий. М: Медицина, 2003. - 136 с.

4. Батраков С.Г., Придашина H.H., Кругляк Е.Б., Новогрудская Е.Д. Фенольные липиды из Azotobacter chroococcum II Химия природных соединений. -1977.-№4.-С. 494-499.

5. Беспалов М.М., Колпаков А.И., Лойко Н.Г., Дорошенко Е.В., Мулюкин А.Л., Козлова А.Н., Варламова Е.А., Курганов Б.И., Эль-Регистан Г.И. Функции аутоиндукторов анабиоза микроорганизмов при создании метаболического блока в клетке // Микробиология. - 2000. - Т. 69. - № 2. - С. 217-223.

6. Бирюкова E.H., Меденцев А.Г., Аринбасарова А.Ю., Акименко В.К. Изменение дыхательной активности клеток дрожжей Yarrowia Hpolytica в условиях окислительного и теплового стрессов // Микробиология. - 2008. - Т. 77. - № 4. - С. 448-452.

7. Бут А. Адаптация к экстремальным средам. // Современная микробиология. Прокариоты. Под ред. Ленгеллера Й., Древса Г., Шлегеля Г. - М.: Мир, 2005. - Т. 2. - С. 122-146.

8. Бухарин, О. В. Механизмы выживания бактерий / О. В. Бухарин, А. Л. Гинцбург, Ю. М. Романов, Г. И. Эль-Регистан - М.: Медицина, 2005. - 367 с.

9. Воробьева Л.И. Стрессоры, стрессы и выживаемость бактерий (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. - 2004. - Т. 40. - № 3. - С. 261-269.

10. Генетика окислительного стресса. - Ростов н/Д. Изд-во СКНЦ ВЩ ЮФУ, 2009. - 156 с. ISBN 978-5-87872-476-0.

11. Глинка Н.Л. Общая химия. М.: Интеграл-Пресс, 2004. - 727 с.

12. Голод H.A., Лойко Н.Г., Лобанов К.В., Миронов A.C., Воейкова Т.А.,

Гальченко В.Ф., Николаев Ю.А. Эль-Регистан Г.И. Роль микробных ауторегуляторов - алкилоксибензолов в контроле экспрессии стрессовых регулонов // Микробиология. - 2009. - Т. 78. -№ 6. - С. 731-741.

13. Давыдова O.K., Дерябин Д.Г., Никиян А.Н., Эль-Регистан Г.И. О механизмах взаимодействия ДНК с химическими аналогами микробных аутоиндукторов анабиоза // Микробиология. - 2005. - Т. 74. - № 5. - С. 616-625.

14. Давыдова O.K., Дерябин Д.Г., Эль-Регистан Г.И. Влияние химических аналогов микробных ауторегуляторов на чувствительность ДНК к УФ-облучению // Микробиология. - 2006. - Т. 75. - № 5. - С. 654-661.

15. Дерябин Д.Г., Давыдова O.K., Грязева И.В., Эль-Регистан Г.И. Роль алкилоксибензолов в ответе Escherichia coli на летальное воздействие ультрафиолетового облучения // Микробиология. - 2012. - Т. 81. - № 2. - С. 185195.

16. Дерябин Д.Г., Романенко Н.А., Свиридова Т.Г., Эль-Регистан Г.И. Влияние алкилоксибензолов на стабильность функциональных характеристик антител в водных растворах // Вопросы экспериментальной биологии и медицины. -2012.-№2.-С. 38-43.

17. Дубинина Е.Е., Гавровская С.В., Кузьмич Е.В., Леонова Н.В., Морозова М.Г., Ковругина С.В., Смирнова Т.А. Окислительная модификация белков: окисление триптофана и образование битирозина в очищенных белках с использованием системы Фентона // Биохимия. - 2002. - Т. 67. - С. 413- 421.

18. Ерко В.Н. Бактериальные шаперонины // Биополимеры и клетка. -2001.-Т. 17.-№ 5.-С. 356-362.

19. Жизнь микробов в экстремальных условиях. Под ред. Кашнера Д. М: Мир, 1981.-520 с.

20. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты. М.: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. - 343 с.

21. Ильинская О.Н., Колпаков А.И., Шмидт М.А., Дорошенко Е.В., Мулюкин А.Л., Эль-Регистан Г.И. Роль бактериальных ауторегуляторов роста

группы алкилоксибензолов в ответе стафилококков на стрессовые воздействия // Микробиология. - 2002. - Т. 71. - № 1. - С. 23-29.

22. Камнев A.A., Ковач К., Дыкман Р.Л., Кузманн Э., Вертеш А. Исследование взаимодействия железа (III) и алкилрезорцинов в водных растворах: окислительная деградация микробных ауторегуляторов // Известия РАН. Серия Физическая. - 2010. - Т. 74. - № 3. - С. 425-429.

23. Колпаков А.И., Ильинская О.Н., Беспалов М.М., Куприянова-Ашина Ф.Г., Гальченко В.Ф., Курганов Б.И., Эль-Регистан Г.И. Стабилизация ферментов аутоиндукторами анабиоза как один из механизмов устойчивости покоящихся форм микроорганизмов // Микробиология. - 2000. - Т. 69. - № 2. - С. 224-230.

24. Комолова Г.С., Горская И.А., Каверинская Т.В., Шевелева И.Д. Влияние алкилрезорцина на дыхание, синтез нуклеиновых кислот и белка в изолированных тимоцитах//Биохимия. - 1989. - Т. 54. -№ 11. - С. 1847-1851.

25. Конаныхина И.А., Шаненко Е.Ф. Лойко Н.Г., Николаев Ю.А., Эль-Регистан Г.И. Регулирующее действие микробных алкилоксибензолов различной структуры на стрессовый ответ дрожжей // Прикладная биохимия и микробиология. - 2008. - Т. 44. - № 5. - С. 571-575.

26. Котова В.Ю., Манухов И.В., Завильгельский Г.Б. Lux-биосенсоры для детекции ^О^-ответа, теплового шока и окислительного стресса // Биотехнология. - 2009. - № 6.-С. 16-25.

27. Коротина O.A., Крупянский Ю.Ф. Изменение структуры, динамики и функциональной активности ферментов при взаимодействии с химическими шаперонами // Научная сессия МИФИ. - 2008. - Т. 3. - С. 128-129.

28. Крупянский Ю.Ф., Нокс П.П., Лойко Н.Г., Абдулнасыров Э.Г., Коротина O.A., Степанов С.А., Захарова Н.И., Николаев Ю.А., Эль-Регистан Г.И., Рубин А.Б. Влияние химических шаперонов на свойства лизоцима и белка реакционного центра бактерий Rhodobacter sphaeroides // Биофизика. - 2011. - Т. 56.-№ 1.-С. 13-30.

29. Кузнецов A.M., Тюлькова H.A., Кратасюк В.А., Абакумова В.В., Родичева Э.К. Изучение характеристик реагентов для биолюминесцентных

биотестов // Сибирский экологический журнал. - 1997. - № 5. - С.459-465.

30. Ленгелер И., Постма П. Общие регуляторные сети и пути передачи сигналов // Современная микробиология. Прокариоты. Под ред. Ленгеллера И., Древса Г., Шлегеля Г. - М.: Мир, 2005. - Т. 2. - С. 608-614.

31. Лойко Н.Г., Мулюкин А.Л., Козлова А.Н., Каплун А.П., Сорокин В.В., Борзенков И.А., Николаев Ю.А., Капрельянц A.C., Эль-Регистан Г.И. Влияние гексилрезорцина, химического аналога микробных аутоиндукторов анабиоза, на стабильность мембранных структур // Прикладная биохимия и микробиология. -2009.-Т. 45,-№2.-Р. 181-187.

32. Лущак В.И. Окислительный стресс и механизмы защиты от него у бактерий // Биохимия. - 2001. - Т. 55. -№ 5. - С. 592-609.

33. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М.: «Мир», 1984. - 479 с.

34. Маргулис А.Б., Ильинская О.Н., Колпаков А.И., Эль-Регистан Г.И. Индукция ЗО^-ответа клетки под действинм ауторегуляторных факторов микроорганизмов // Микробиология. - 2003. - Т.39. - № 9. - С. 1180-1184.

35. Маргулис А.Б., Колпаков А.И., Ильинская О.Н. Сравнительное действие гомосеринлактона и гексилрезорцина в индукции фенотипической диссоциации бактерий // Микробиология. - 2006. - Т. 75. - № 4. - С. 468-471.

36. Мартиросова Е.И., Журавлева И.Л., Плащина И.Г., Петровский A.C., Лойко Н.Г., Эль-Регистан Г.И. Регулирование каталитической активности и функциональности лизоцима куриного яйца с использованием алкилоксибензолов // Вестник Московского Университета. Серия 2: Химия. - 2010. - Т. 51. - № 3. - С. 203-208.

37. Мартиросова Е.И., Карпекина Т.А., Эль-Регистан Г.И. Модификация ферментов естественными химическими шаперонами микроорганизмов // Микробиология. -2004. -№ 5. - Т. 73. - С. 708-715

38. Мартиросова Е.И., Николаев Ю.А., Крылов И.А., Шаненко Е.Ф., Крупянский Ю.Ф., Лойко Н.Г., Эль-Регистан Г.И. Использование алкилоксибензолов для повышения активности и стабильности ферментов //

Химическая технология. - 2007. - № 6. - С. 250-256.

39. Мельников Э.Э., Ротанова Т.В. Молекулярные шапероны // Биоорганическая химия. - 2010. - Т. 36. - № 1. - С. 5-14.

40. Милько Е.С., Хабибуллин С.С., Николаев Ю.А., Козлова А.Н., Эль-Регистан Г.И. Динамика роста и состава популяций смешанных культур R-, S- и М-диссоциантов Pseudomonas aeruginosa II Микробиология. - 2005. - V. 74. - № 4.-Р. 475-482.

41. Мулюкин А.Д., Вахрушев М.А., Стражевская Н.Б., Шмырина А.С., Жданов Р.И., Сузина Н.Е., Дуда В.И., Козлова А.Н., Эль-Регистан Г.И. Влияние микробных аутоиндукторов анабиоза - алкилоксибензолов - на структурную организацию ДНК Pseudomonas Aurantiaca и индукцию фенотипической диссоциации // Микробиология. - 2005. - Т. 74. - № 2. - С. 157-165.

42. Мулюкин A.JL, Козлова А.Н., Эль-Регистан Г.И. Свойства фенотипических диссоциантов бактерий Pseudomonas aurantiaca и Pseudomonas fluorescens II Микробиология. - 2008. - Т. 77. - № 6. - С. 774-776.

43. Мулюкин A.JI. Покоящиеся формы неспорообразующих бактерий: свойства, разнообразие, диагностика: Дисс... докт. биол. наук. - М., 2010. - 349 с.

44. Ненашев Е.А., Придачина Н.Н., Эль-Регистан Г.И., Золотарева И.Н., Батраков С.Г. Действие ауторегуляторов анабиоза некоторых микроорганизмов на дыхание митохондрий печени крыс // Биохимия. - 1994. - Т. 59. - № 1. - С. 15111515.

45. Николаев Ю.А. Ауторегуляция стрессового ответа микроорганизмов : дис... д-ра биол. наук : 03.02.03 / Николаев Ю.А. - Москва, 2011. - 351 с.

46. Николаев Ю.А., Лойко Н.Г., Степаненко И.Ю., Шаненко Е.Ф., Мартиросова Е.И., Плакунов В.К., Козлова А.Н., Борзенков И.А., Крупянский Ю.Ф., Эль-Регистан Г.И., Коротина О.А., Родин Д.С. Изменения физико-химических свойств белков, модифицированных алкилоксибензолами // Прикладная биохимия и микробиология. - 2008. - Т. 44. - № 2. - С. 159-167.

47. Олескин А.В. Экологически важные свойства популяций микроорганизмов // Соровский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7. - С. 7-12.

48. Осипов Г.А., Эль-Регистан Г.И., Светличный В.А., Козлова А.Н., Дуда В.И., Капрельянц А.С., Помазанов В.В. Химическая природа ауторегуляторного фактора d] в Pseudomonas carboxydoflava II Микробиология. - 1985. - Т. 54. - С. 186-190.

49. Панасенко О.О., Ким М.В, Гусев Н.Б. Структура и свойства малых белков теплового шока // Успехи биологической химии. - Т. 43. - 2003. - С. 59-98.

50. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М.: Наука, 2000. - 527 с.

51. Петровский А.С., Дерябин Д.Г., Лойко Н.Г., Михайленко Н.А., Кобзева Т.Г., Канаев П.А., Николаев Ю.А., Крупянский Ю.Ф., Козлова А.Н., Эль-Регистан Г.И. Регуляция алкилоксибензолами функциональной активности лизоцима // Микробиология. - 2009. - Т. 78. - № 2. - С. 176-185.

52. Плакунов В.К., Гейдебрехт О.В., Шелемех О.В. Множественный стресс у микроорганизмов: зло или благо? (обзор) // Труды ИНМИ РАН. Вып. XII. М: Наука, 2004. - С. 361-375.

53. Прозоров А.А. Феромоны компетентности у бактерий // Микробиология.-2001.-Т. 70.-№ 1.-С. 5-14.

54. Ревина А.А., Ларионов О.Г., Кочетова М.В., Луцик Т.К., Эль-Регистан Г.И. Спектрофотометрическое и хроматографическое исследование продуктов радиолиза аэрированных водных растворов алкилрезорцинов // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2003. - № 11. - С.2257-2263.

55. Романенко Н.А. Влияние алкилоксибензолов на функциональные характеристики антител: иммуноглобулинов : дис. ... к-та биол. наук : 03.01.04 / Романенко Н.А. - Саратов, 2011. - 120 с.

56. Рощина Е.К., Петрова Л.Н. Выделение белка во внеклеточное пространство как неспецифическая реакция Escherichia coli на стресс // Микробиология. - 1997. - Т. 66. - № 2. - С. 179-184.

57. Рощупкин Д.И., Мурина М.А. Фотобиологические процессы в биомембранах при действии ультрафиолетового излучения на клетки, ткани и органы животных // Биофизика. - 1993. - Т. 38. - № 6. - С. 1053-1068.

58. Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н. Глутатион у бактерий // Биохимия.

-2005.-Т. 70.- Вып. 11.-С. 1459-1473.

59. Степаненко И.Ю., Мулюкин А.Л., Козлова А.Н., Николаев Ю.А., Эль-Регистан Г.И. Роль алкилоксибензолов в адаптации Micrococcus luteus к температурному шоку // Микробиология. - 2005. - Т. 74. - № 1. - С. 26-33.

60. Степаненко И.Ю., Страховская М.Г., Беленикина Н.С., Николаев Ю.А., Мулюкин А.Л., Козлова А.Н., Ревина А.А., Эль-Регистан Г.И. Защита Saccharomyces cerevisiae алкилоксибензолами от окислительного и радиационного поражения // Микробиология. - 2004. - Т. 73. - № 2. - С. 204-210.

61. Терешина В.М., Меморская А.С., Котлова Е.Р., Феофилова Е.П. Состав мембранных липидов и углеводов цитозоля в условиях теплового шока у Aspergillus niger // Микробиология. - 2010. - Т. 79. - № 1. - С. 45-51.

62. Ткаченко А.Г., Нестерова Л.Ю. Полиамины как модуляторы экспрессии генов окислительного стресса у Escherichia coli II Биохимия. - 2003. -Т. 68. - Вып. 8. - С. 1040-1048.

63. Ткаченко А.Г. Пшеничнов М.Р. Салахетдинова О.Я. Нестерова Л.Ю. Роль транспорта путресцина и калия в регуляции топологического состояния ДНК в процессе адаптации Escherichia coli к температурному стрессу // Микробиология. - 1998. - Т. 67. -№ 5. - С. 601-606.

64. Ткаченко А.Г., Шумков М.С., Ахова А.В. Адаптивные функции полиаминов Escherichia coli при сублетальных воздействиях антибиотиков // Микробиология. -2009. - Т. 78. - С. 32-41.

65. Ткаченко А.Г. Молекулярные механизмы стрессорных ответов у микроорганизмов. Екатеринбург: УрО РАН, 2012. - 268 с.

66. Феофилова Е.П. Биохимическая адаптация грибов к температурным воздействиям // Микробиология. - 1994. - Т. 73. - № 5. - С. 757-776.

67. Феофилова Е.П. Торможение жизненной активности как универсальный биохимический механизм адаптации микроорганизмов к стрессовым воздействиям // Прикладная биохимия и микробиология. - 2003. - Т. 39.-№ 1.-С. 5-24.

68. Фрайкин Г.Я., Страховская М.Г., Рубин А.Б. Индуцированные светом

процессы защиты клеток от фотоповреждений // Биохимия. - 2000. - Т. 65. - № 6. -С. 865-875.

69. Хабибуллин С.С., Николаев Ю.А., Лойко Н.Г., Голод Н.А., Милько Е.С., Воейкова Т.А., Эль-Регистан Г.И. Ауторегуляция фенотипической диссоциации у Bacillus licheniformis Н Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2006. - № 6. - Р. 9-13.

70. Цветкова Н.А., Голясная Н.В. Индукция SOS-ответа в клетках Escherichia coli в условиях осмотического стресса и в присутствии ]\Г-метил-]\Р-нитро-К-нитрозогуанидина // Микробиология. - 2007. - Т. 76. - № 4. - С. 448-455.

71. Эль-Регистан Г.И., Мулюкин А.Л., Николаев Ю.А., Сузина Н.Е., Гальченко В.Ф., Дуда В.И. Адаптогенные функции внеклеточных ауторегуляторов микроорганизмов // Микробиология. - 2006. - Т. 75. - № 4. - С. 446-456.

72. Эль-Регистан Г.И. Популяционные аспекты адаптации микроорганизмов // Вестник Уральской медицинской академической науки. -2011.-№4/1.-С. 16.

73. Allocati N.,Federici L., Masulli M., Di Ilio С. Glutathione transferases in bacteria // FEBS Journal. - 2009. - V. 276. - № 1742-4658 (Electronic). - P. 58-75.

74. Augustyniak A., Bartosz G., Cipak A. et al. Natural and synthetic antioxidants: an updated overview // Free Radical Research. - 2010. - V. 44. - № 10. -P. 1216-1262.

75. Baliarda A., Robert H., Jebbar M., Blanco C., Deschamps A., Le Marrec C. Potential osmoprotectants for the lactic acid bacteria Pediococcus pentosaceus and Tetragenococcus halophila II International Journal of Food Microbiology. - 2003. - V. 84. -№ l.-p. 13-20.

76. Barrow R.A., Capon R.J. Alkyl and alkenyl resorcinols from an Australian marine sponge, Haliclona sp. (Haplosclerida: Haliclonidae) 11 Australian Journal of Chemistry. - 1991.-№. 44.-P. 1393-1405.

77. Bruskov V.I., Malakhova L.V., Masalimov Z.K., Chernikov A.V. Heat-induced formation of reactive oxygen species and 8-oxoguanine, a biomarker of damage to DNA // Nucleic Acids Research. - 2002. - V. 30. - № 6. - P. 1354-1363.

78. Cabiscol E., Tamarit J., Ros J. Oxidative stress in bacteria and protein damage by reactive oxygen species // International Microbiology. - 2000. - V. 3. - № 1. -P. 3-8.

79. Cases I., deLorenzo V. Promoters in the environment: transcriptional regulation in its natural context // Nature Reviews Microbiology. - 2005. - V. 3. - № 2. -P. 105-118.

80. Chiang S.M., Schellhorn H.E. Regulators of oxidative stress response genes in Escherichia coli and their functional conservation in bacteria // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 2012. - V. 525. - P. 161-169.

81. Deszcz L., Kozubek A. Higher cardol homologs (5-alkylresorcinols) in rye seedlings // Biochimica et Biophysica Acta. - 2000. - V. 1483. - P. 241-250.

82. Deszcz L., Kozubek A. Inhibition of soybean lipoxygenases by resorcinolic lipids from cereal bran // Cellular and Molecular Biology Letters. - 1997. - V. 2. - P. 213-222.

83. Ducan S., Nystrom T. Bacterial senescence: stasis results in increased and differential oxidation of cytoplasmic proteins leading to developmental induction of the heat shock regulon // Genes and Development. - 1998. - V. 12. - P. 3431-3441.

84. El-Bahr S.M. Biochemistry of free radicals and oxidative stress // Science International.-2013.-V. l.-№ 5.-P. 111-117.

85. El-Registan G.I., Mulyukin A.L., Nikolaev Yu.A., Stepanenko I.Yu., Kozlova A.N., Martirosova E.I., Shanenko E.F., Strakhovskaya M.G., Revina A.A. The role of microbial low-molecular-weight autoregulatory factors (alkylhydroxybenzenes) in resistance of microorganisms to radiation and heat shock // Advances in Space Research. - 2005. - V. 36. - № 9. - P. 1718-1728.

86. Fernandez De Henestrosa A.R., Ogi T., Aoyagi S., Chafin D., Hayes J.J., Ohmori H., Woodgate R. Identification of additional genes belonging to the LexA regulon in Escherichia coli // Molecular Microbiology. - 2000. - V. 37. - P. 680-686.

87. Fiedor J., Sulikowska A., Orzechowska A., Fiedor L., Burda K. Antioxidant effects of carotenoids in a model pigment-protein complex // Acta biochimica polonica. - 2012. - V. 59.-№ l.-P. 61-64.

88. Flora S.J.S. Structural, chemical and biological aspects of antioxidants for strategies against metal and metalloid exposure // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. - 2009. - V. 2. - № 4. - P. 191-206.

89. Grillari J., Katinger H., Voglauer R. Contributions of DNA interstrand cross-links to aging of cells and organisms // Nucleic Acids Research. - 2007. - № 32. -P. 7566-7576.

90. Hatfield G.W., Benham C.J. DNA topology-mediated control of global gene expression in Escherichia coli II Annual Review of Genetics. - 2002. - V. 36. - P. 175-203.

91. Hockberger P.E. A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms // Photochemistry and Photobiology. - 2002. - V. 76. - № 6. - P. 561-579.

92. Igarashi K. Physiological functions of polyamines and regulation of polyamine content in cells // Yakugaku Zasshi. Journal of the Pharmaceutical Society of Japan. -2006. - V. 126.-P. 455-471.

93. Imlay J.A. Cellular defenses against superoxide and hydrogen peroxide // Annual Review of Biochemistry. - 2008. - V. 77. - № 1. - P. 755-776.

94. Imlay J.A. Pathways of oxidative damage // Annual Review of Microbiology. - 2003. - V. 57. - P. 395-418.

95. Ishihama A. Functional modulation of Escherichia coli RNA polymerase // Annual Review of Microbiology. - 2000. - V. 54. - P. 499-518.

96. Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins//Journal of Molecular Biology. - 1961.-V. 3.-P. 318-356.

97. Janion C. Inducible SOS response system of DNA repair and mutagenesis in Escherichia coli 11 International Journal of Biological Sciences. - 2008. - V. 4. - P. 338-344.

98. Ji X., Jetter R. Very long chain alkylresorcinols accumulate in the intracuticular wax of rye (Secale cereale L.) leaves near the tissue surface // Phytochemistry. - 2008. - V. 69. - №. 5. - P. 1197-1207.

99. Kampinga H.H. Chaperones in preventing protein denaturation in living

cells and protecting against cellular stress // Handbook of Experimental Pharmacology. -2006. - V. 172.-P. 1-42.

100. Kaplan H.B. Multicellular development and gliding motility in Myxococcus xanthus II Current Opinion in Microbiology. - 2003. - № 6. - P. 572-577.

101.Kohen R., Nyska A. Oxidation of biological systems: oxidative stress phenomena, antioxidants, redox reactions, and methods for their quantification // Toxicologic Pathology. - 2002. - V. 30. - P. 620-650.

102. Kopecek P., Altmannova K., Weigl E. Stress proteins: nomenclature, division and functions // Biomedical Papers of the Medical Faculty of the University. -2001.-V. 145.-№2.-P. 39-47.

103. Kozubek A., Demel R.A. Permeability changes of erythrocytes and liposomes by 5-(n-alk(en)yl)resorcinols from rye // Biochimica et Biophysica Acta. -1980.-V. 603.-P. 220-227.

104. Kozubek A. Detergent-like effect of phenolic lipids on biological membranes // Acta Universitatis Wratislaviensis. - 1989. - V. 868. - P. 27-32.

105. Kozubek A. The effect of 5-(n-alk(en)yl)resorcinols on membranes. I. Characterization of the permeability increase induced by 5-(n-heptadecenyl)resorcinol // Acta Biochimica Polonica. - 1987. - V. 34. - P. 357-367.

106. Kozubek A., Tyman J.H. P. Resorcinolic lipids, the natural non-isoprenoid phenolic amphiphiles and their biological activity // Chemical Reviews. 1999. V. 99. № l.P. 1-25.

107. Kubo I., Masuoka N., Ha T.J., Tsujimoto K. Antioxidant activity of anacardic acids // Food Chem. - 2006. - V. 99. - P. 555-562.

108. Kuzminov A. Recombinational repair of DNA damage in Escherichia coli and bacteriophage X II Microbiology and Molecular Biology Reviews. - 1999. - V. 63. -P. 751-813.

109. Landberg R., Kamal-Eldin A., Salmenkalio-Marttila M., Rouau X., Eman P. Localization of alkylresorcinols in wheat, rye and barley kernels // Journal of Cereal Science. - 2007. - Accepted Manuscript. - 19 p.

110. Lebard D.N., Matyushov D.V. Ferroelectric hydration shells around

proteins: electrostatics of the protein-water interface // Journal of Physical Chemistry. -2010.-V. 114.-№28.-P. 9246-9258.

111.Liochev S.I., Fridovich I. The effects of superoxide dismutase on H2O2 formation // Free Radical Biology and Medicine. - 2007. - V.42. - № 10. - P. 14651469.

112. Lund P.A. Microbial molecular chaperones // Advances in Microbial Physiology. - 2001. - V. 44. P. - 93-140.

113. Magnucka E.G., Suzuki Y., Pietr S.J., Kozubek A., Zarnowski R. Effect of norflurazon on resorcinolic lipid metabolism in rye seedlings // Zeitschrift fur Naturforschung C. - 2007. - V. 62. - P. 239-245.

114. Manukhov I.V., Eroshnikov G.E., Vyssokikh M.Yu., Zavilgelsky G.B. Folding and refolding of thermolabile and thermostable luciferases: the role of DnaKJ heat-shock proteins // FEBS Letters. - 1999. - V. 448. - № 2-3. - P. 265-268.

115. Martin E. Feder, Gretchen E. Hofmann Heat-shock proteins, molecular chaperones, and the stress response // Annual Review of Physiology. - 1999. - V. 61. -P. 243-282.

116. Matin A. Molecular analysis of starvation stress in Escherichia coli II FEMS Microbiology Ecology. - 1990. - V. 74. - P. 185-196.

117. McCord J.M. Superoxide radical: controversies, contradictions, and paradoxes // Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. - 1995. -V. 209.-P. 112-117.

118. McDougald D., Gong L., Srinivasan S., Hild E., Thompson L., Takayama K., Rice S.A., Kjelleberg S. Defences against oxidative stress during starvation in bacteria // Antonie Van Leeuwenhoek. - 2002. - V. 81. - P. 3-13.

119. Miche L., Belkin S., Rozen R., Balandreau J. Rice seedling whole exudates and extracted alkylresorcinols induce stress-response in Escherichia coli biosensors // Environmental Microbiology. - 2003. - V. 5. - № 5. - P. 403-411.

120. Michel B. After 30 years of study, the bacterial SOS response still surprises us // PLOS Biology. - 2005. - V. 3. - P. 1174-1176.

121.Musialik M., Litwinienko G. DSC study of linolenic acid autoxidation

inhibited by BHT, dehydrozingerone and olivetol // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2007. - V. 88. - P. 781-785.

122. Mustard J.A., Little J.W. Analysis of Escherichia coli RecA interaction with LexA, X CI, and UmuD by site-directed mutagenesis of recA II Journal of Bacteriology. - 2000. - V. 182.-P. 1659-1670.

123. Nachin L., Nannmark U., Nystrom T. Differential roles of the universal stress proteins of Escherichia coli in oxidative stress resistance, adhesion, and motility // Journal of Bacteriology. - 2005. - V. 187. - № 18. - P. 6265-6272.

124. Nakanishi A., Imajoh-Ohmi S., Hanaoka F. Characterization of the interaction between DNA gyrase of Escherichia coli II The Journal of Biological Chemistry. - 2002. - V. 277. - № 11. - P. 8949-8954.

125. Nystrom T. Role of oxidative carbonylation in protein quality control and senescence // EMBO Journal. - 2005. - V. 24. - № 7. - P. 1311-1317.

126. Papp E., Csermely P. Chemical chaperones: mechanisms of action and potential use // Handbook of Experimental Pharmacology - 2006 - V. 172. - P. 405-416.

127. Radman M. Phenomenology of a inducible mutagenic DNA repair pathway in Escherichia coli: SOS repair hypothesis // Molecular and enviromrntal aspects of mutagenesis. Springfield IL: Charles C. Thomsa publisher. - 1974. - P. 128-142.

128. Ramirez S.J., Contreras F.G, Gomez E. Stationary phase in Escherichia coli II Revista latinoamericana de microbiología. - 2005. - V. 47. - № 3-4. - P. 92-101.

129. Parikka K., Rowland I.R., Welch R.W., Wahala K. In vitro antioxidant activity and antigenotoxicity of 5-n-alkylresorcinols // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2006. V. 54. P. 1646-1650.

130. Rastogi R.P., Richa, Kumar A., Tyagi M.B., Sinha R.P. Molecular Mechanisms of Ultraviolet Radiation-Induced DNA Damage and Repair II Journal of Nucleic Acids. - V. 2010. - 32 p. doi:10.4061/2010/592980.

131. Ratajczak E., Stryiecka J., Matuszewska M., Zietkiewicz S., Kuczynska-Wisnik D., Laskowska E., Liberek K. IbpA the small heat shock protein from Escherichia coli forms fibrils in the absence of its cochaperone IbpB 11 FEBS Letters. -2010. -V. 584. -№ 11. - P. 2253-2257.

132. Ratkowsky D.A., Olley J., Ross T.J. Unifying temperature effects on the growth rate of bacteria and the stability of globular proteins // Journal of Theoretical Biology. - 2005. - V. 233. - P. 351-362.

133. Reusch R.N., Sadoff H.L. 5-n-Alkylresorcinols from encysting Azotobacter vinelandii: isolation and characterization 11 Journal of Bacteriology. - 1979. - V. 139. -p. 448-453.

134. Rice V.H. Theories of stress and its relationship to health // Handbook of Stress, Coping, and Health. 2012. 624 p. ISBN: 9781412999298.

135. Richter K., Haslbeck M., Buchner J. The heat shock response: life on the verge of death // Molecular Cell. - 2010. - V. 40. - № 2. - P. 253-266.

136. Roland K.L., Smith M.H., Rupley J.A., Little J.W. In vitro analysis of mutant LexA proteins with an increased rate of specific cleavage // Journal of Molecular Biology. - 1992. - V. 228. - P. 395-408.

137. Rosen R., Davidov Y., Larossa R.A., Belkin S. Microbial sensors of ultraviolet radiation based on recA'::lux fusions // Applied Biochemistry and Biotechnology. - 2000. - V. 89.-P. 151-160.

138. Ross A.B. Alkylresorcinols in cereal grains: occurrence, absorption, and possible use as biomarkers of whole grain wheat and rye intake // Doctoral thesis. Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala. - 2003. - 20 p.

139. Sakai A., Nakanishi M., Yoshiyama K., Maki H. Impact of reactive oxygen species on spontaneous mutagenesis in Escherichia coli II Genes Cells. - 2006. - V. 11. - № 7. - P. 767-778.

140. Samartzidou H., Mehrazin M., Xu Z.H. Benedic M.J., Delcour A.H. Cadaverine inhibition of porin plays a role in cell survival at acidic pH // Journal of Bacteriology. -2003.-V. 185.-P. 13-19.

141. Scharer O.D. DNA interstrand crosslinks: natural and drug-induced DNA adducts that induce unique cellular responses // ChemBioChem. - 2005. - V. 6. - P. 2732.

142. Scharer O.D. Chemistry and biology of DNA repair // Angewandte Chemie International Edition. - 2003. - V. 42. - № 26. - P. 2946-2974.

143. Schnarr M., Oertel-Buchheit P., Kazmaier M., Granger-Schnarr M. DNA binding properties ofLexA repressor//Biochimie. - 1991. - V. 73. - P. 423-431.

144. Selye H. A syndrome produced by diverse nocuous agents // Nature. - 1936. -V. 138.-P. 32.

145. Sharma U.K., Chatterji D. Transcriptional switching in Escherichia coli during stress and starvation by modulation of sigma activity // FEMS Microbiology Reviews. - 2010. - V. 34. - № 5. - P. 646-657.

146. Schumann W. Stress Genes and Their Regulation // Dynamics of the Bacterial Chromosome: Structure and Function. Chapter 9. Wiley-Blackwell, 2006 - P. 341-380. - ISBN: 9783527304967.

147. Sinha R.P., Hader D.-P. UV-induced DNA damage and repair: a review // Photochemical and photobiological sciences. - 2002. - V. 1. - P. 225-236.

148. Siwko M.E., de Vries A.H., Mark A.E., Kozubek A., Marrink S.J. Disturb or stabilize? A molecular dynamics study of the effects of resorcinolic lipids on phospholipid bilayers // Biophysical Journal. - 2009. - V. 96. - P. 3140-3153.

149. Spector M.P. The starvation-stress response (SSR) of Salmonella II Advances in Microbial Physiology. - 1998. - V. 40. - P. 233-279.

150. Stasiuk M., Kozubek A. Biological activity of phenolic lipids // Cellular and Molecular Life Sciences. - 2010. - V. 67. - P. 841 -860.

151. Storz G., Imlay J. Oxidative stress // Current Opinion in Microbiology. -1999.-V. 2.-P. 188-194.

152. Sussman A.S., Halvorson H.O. Spores. Their dormancy and germination. L.; N.Y., 1966.-203 p.

153. Tippin B., Pham P., Goodman M.F. Error-phone replication for better of or worse // Trends in Microbiology. - 2004. - V. 12. - P. 288-295.

154. Tsuge N., Mizokami M., Imai S., Shimazu A., Seto H. Adipostatins A and B, new inhibitors of glycerol-3phospate dehydrogenase // Journal of Antibiotics. - 1992. -V. 45.-P. 886-891.

155. Tu B., Li J., Guo Y., Guo X., Lu X., Han X. Compensation phenomena found in Acidithiobacillus ferrooxidans after starvation stress // Journal of Basic

Microbiology. -2013. V. P. doi 10.1002/jobm.201200637.

156. Viner R. Hans Selye and the making of stress theory // Social studies of science. - 1999. - V. 29. - № 3. - P. 391-410.

157. Uzunova-Doneva T., Donev T. Anabiosis and conservation of microorganisms // Journal of culture collections. - 2005. - V. 4. - P. 17-28.

158. Wandinger S.K., Richter K., Buchner J. The Hsp90 chaperone machinery // The Journal of Biological Chemistry. - 2008. - V. 283. - № 27. - P. 18473-18477.

159. Ward J.L., Poutanen K., Gebruers K., Piironen V., Lampi A.-M., Nystrom L., Andersson A.A.M., Aman P., Boros D., Rakszegi M., Bedo Z., Shewry P. The healthgrain cereal diversity screen: concept, results and prospects // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 2008. - V. 56. - P. 9699-9709.

160. Welsh D.T. Ecological significance of compatible solute accumulation by microorganisms: from single cells to global climate // FEMS Microbiology Reviews. -2000. - V. 24. - № 3. -. 263-290.

161. Wickner S., Maurizi M.R., Gottesman S. Posttranslational quality control: folding, refolding and degrading proteins // Science. - 1999. - V. 286. - № 5446. - P. 1888-1893.

162. Yoon J.H., Lee C.S., O'Connor T.R., Yasui A., Pfeifer G.P. The DNA damage spectrum produced by simulated sunlight // Journal of Molecular Biology. -2000. - V. 3. - № 299. - P. 681-693.

163. Yoon J.H., Park J.E., Yan J.H, Park J.W. OxyR regulon controls lipid peroxidation-mediated oxidative stress in Escherichia coli II Journal of biochemistry and molecular biology. - 2002. - V. 35.-№3.-P. 297-301.

164. Zarnowski R., Suzuki Y., Yamaguchi I., Pietr S.J. Alkylresorcinols in barley {Hordeum vulgare L. distichon) grains // Zeitschrift fur Naturforschung. - 2002. -V. 57.-P. 57-62.

165. Zarnowski R., Suzuki Y. 5-n-Alkyresorcinols from grains of winter barley {Hordeum vulgare L.) 11 Zeitschrift fur Naturforschung. - 2004. - V. 59. - P. 315-317.

166. Zarnowska E.D., Kozubek A. Alkylresorcinols in fruit pulp and leaves of Ginkgo biloba L II Zeitschrift fur Naturforschung. - 2000. - V. 55. - P. 881-885.