Инсерционный мутагенез генов, кодирующих серин/треониновые протеинкиназы у цианобактерии Synechocystis sp. РСС 6803 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.15, кандидат биологических наук Галкин, Александр Николаевич

• Галкин, Александр Николаевич
• кандидат биологических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Галкин, Александр Николаевич

I. Введение. 6

П. Обзор литературы. 9

1. Краткие сведения о серин/треониновых и тирозиновых протеинкиназах у эукариот.

1.1. Функциональная роль серин/треониновых и тирозиновых протеинкиназ в клетках эукариот.

1.2. Регуляция активности протеинкиназ в клетках эукариот.

1.3. Каскады протеинкиназ.

2. Протеинкиназы эукариотического типа у прокариот.

2.1. Протеинкиназы эукариотического типа у

Myxococcus xanthus.

2.2. Протеинкиназы эукариотического типа у актиномицетов.

2.3. Протеинкиназы эукариотического типа у патогенных бактерий.

2.3.1. Протеинкиназы эукариотического типа у бактерий рода Yersinia.

2.3.2. Протеинкиназы эукариотического типа у патогенных бактерий из рода Mycobacterium.

2.3.3. Протеинкиназы эукариотического типа у Pseudomonas aeruginosa.

2.4. Протеинкиназы эукариотического типа у цианобактерий.

2.4.1. Протеинкиназы эукариотического типа у Anabaena sp. РСС 7120.

2.4.2. Протеинкиназы эукариотического типа у цианобактерии

Synechocystis sp. РСС 6803.

3. Взаимодействие серин/треониновых протеинкиназ и двухкомпонентных систем регуляции.

4. Новые семейства протеинкиназ эукариотического типа у бактерий и архебактерий.

5. Эволюционное происхождение протеинкиназ эукариотического типа у бактерий.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Инсерционный мутагенез генов, кодирующих серин/треониновые протеинкиназы у цианобактерии Synechocystis sp. РСС 6803»

Обратимое фосфорилирование белков является одним из основных механизмов, используемых для передачи сигналов в системах сигнальной трансдукции как у эукариотических, так и у прокариотических организмов. Передача сигнала от рецепторов к конечным мишеням в таких системах осуществляется путем последовательного фосфорилирования белков, входящих в состав сигналпередающей цепи. Ключевую роль в этих процессах выполняют протеинкиназы, которые часто являются рецепторами или промежуточными компонентами, действующими между рецептором и конечной мишенью. Длительное время считалось, что фосфорилирование белков в системах сигнальной трансдукции эукариот и прокариот осуществляют различные типы протеинкиназ. В клетках эукариот передача сигналов происходит за счет фосфорилирования белков по остаткам серина, треонина и тирозина и катализируется серин/треониновыми и тирозиновыми протеинкиназами, в то время как у прокариот фосфорилирование бежов происходит по остаткам гистидина и аспарагиновой кислоты и катализируется гистидиновыми протеинкиназами двухкомпонентных систем. Однако, в последние годы гены, кодирующие серин/треониновые протеинкиназы, гомологичные эукариотическим, были обнаружены у многих видов прокариот, в том числе и у некоторых видов цианобактерий, хотя конкретные физиологические функции большинства этих протеинкиназ не изучены.

Цианобактерии являются грамотрицательными бактериями, но как и высшие растения, способны осуществлять оксигенный фотосинтез, обладая значительным сходством с растениями по строению фотосинтетического аппарата. В связи с этим, цианобактерии широко используются в качестве удобной модели для изучения генетического контроля и механизмов фотосинтеза. Некоторые виды цианобактерий являются модельными объектами для изучения процессов азотфиксации и клеточной дифференцировки.

Цианобактерии представляют также большой интерес для биотехнологии, так как могут использоваться в качестве наиболее выгодных продуцентов бежа, различных биологически активных соединений, водорода и аммония.

Одноклеточная цианобактерия Synechocystis sp. РСС 6803 обладает способностью к генетической трансформации, что значительно облегчает проведение молекулярно-генетического анализа и генно-инженерных манипуляций. Известна полная нуклеотидная последовательность генома этого вида (Kaneko et al., 1996), что открывает широкие возможности для клонирования любых генов и их функционального анализа посредством инсерционной инактивации. Клетки Synechocystis 6803 способны к фотогетеротрофному росту, что позволяет выделять и исследовать у этой цианобактерии мутанты с нарушениями фотосинтеза и систем регуляции этого процесса.

В геноме Synechocystis 6803 обнаружено 7 открытых рамок считывания, предположительно кодирующих серин/треониновые протеинкиназы эукариотического типа Pkn2 семейства, но функции, выполняемые большинством этих протеинкиназ, не известны. Молекулярно-генетический анализ генов, кодирующих протеинкиназы эукариотического типа является актуальной проблемой генетики цианобактерий.

Цель работы. Работа посвящена инсерционному мутагенезу и функциональному анализу генов, кодирующих протеинкиназы эукариотического типа у цианобактерии Synechocystis 6803.

Основные задачи исследования:

1. Получение инсерционных мутантов по шестиркп-ттш (ркпА (sll0776), pknD (slr0152), pknE (slr0599), ркпН (slrl697), pknG (slr!443), spkA (sill574/75)), кодирующим протеинкиназы эукариотического типа.

2, Создание двойных мутантов с комбинациями мутаций в различных ркп-гъшх.

3. Изучение физиолого-биохимических характеристик полученных мутантов.

4. Выяснение на основе фенотипического анализа мутантов возможных функций протеинкиназ эукариотического типа в клетках Synechocystis 6803.

Автор считает своим долгом выразить сердечную благодарность к. б. н. Михеевой Jl. Е. (кафедра генетики МГУ) и к. б. н. Трошеву В. В. (кафедра генетики МГУ) за оказанную помощь и содействие в работе.

II. Обзор литературы.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Галкин, Александр Николаевич

Y. Выводы.

1. Осуществлена инсерционная инактивация шести генов, кодирующих серин/треониновые протеинкиназы эукариотического типа у цианобактерии Synechocystis 6803. Получены полностью сегрегированные мутанты по генам ркпА (sll0776), pknD (slr0152), ркпЕ (slr0599), pknG (slrl443), рЫН (slrl697), spkA (sill574/75). Эти инсерционные мутанты не имеют фенотипических отличий (по морфологическим признакам, пигментному составу и ростовым характеристикам) от штамма дикого типа в ставдартных фотоавтотрофных условиях культивирования. Это свидетельствует о том, что функции данных генов не являются жизненно необходимыми и не связаны непосредственно с обеспечением процесса фотосинтеза.

2. Мутант с инактивированным геном ркпЕ (slr0599) характеризуется повышенной устойчивостью к аналогу аммония метиламину и к ингибитору глутаминсинтетазы Ь-метионин-Б,Ь-сульфоксимину. Фенотипические свойства мутанта с инактивированным геном ркпЕ указывают на возможность участия кодируемой им протеинкиназы в регуляции азотного метаболизма в клетках Synechocystis 6803 на уровне глутаминсинтетазной системы.

3. Мутанты по генам ркпА (sll0776) и ркпЕ (slr0599) отличаются от штамма дикого типа сниженной скоростью роста в гетеротрофных условиях.

4. Получены двойные инсерционные мутанты с одновременной инактивацией двух генов, кодирующих протеинкиназы эукариотического типа (все попарные комбинации инсерционных мутаций в генах ркпА, ркпЕ, pknG, pknD, ркпН и spkA). На основе изучения фенотипических свойств двойных мутантов установлено, что исследуемые гены не могут функционально компенсировать друг друга. Протеинкиназы, кодируемые генами ркпА и ркпЕ, по-видимому, участвуют в регуляции связанных между собой процессов в шшках Synechocystis 6803.

2.5. Заключение.

При изучении одиночных и двойных инсерционных мутантов Synechocystis 6803, дефектных по генам серин/треониновых протеинкиназ, фенотипические отличия от штамма дикого типа были найдены только у мутантов с инактивацией генов ркпЕ и/или ркпА. Фенотипические свойства мутанта ркпЕ::Стг свидетельствуют о возможном участии протеинкиназы РкпЕ в регуляции азотного метаболизма Synechocystis 6803, осуществляемой, по-видимому, на уровне глутаминсинтетазы, хотя непосредственную мишень действия киназы и природу активирующего ее сигнала выяснить не удалось. Получены также данные, указывающие на участие протеинкиназ РкпЕ и РкпА в регуляции гетеротрофного роста Synechocystis 6803.

У одиночных мутантов с инактивацией генов pknD, pknG, ркпНшш spkA не было найдено видимых фенотипических изменений. Нарушение функции этих генов либо вызывает такие биохимические изменения, которые не визуализируются на морфофизиологическом уровне, либо они экспрессируются только в определенных условиях, которые не были выявлены в данной работе. Возможно, что эти гены вообще не экспрессируются в клетках Synechocystis 6803, имеют дефекты в результате мутационных нарушений и фактически представляют собой псевдогены. Согласно одной из существующих гипотез эволюционного происхождения некоторых одноклеточных цианобактерий, они представляют собой результат редукционной эволюции нитчатых форм (Paerl, 1996). В таком случае серин/треониновые протеинкиназы, выполняющие важные функции в регуляции межклеточных взаимодействий и дифференцировки у нитчатых азотфиксирующих цианобактерий (таких, как АпаЪаепа 7120), могут не играть важной для жизнедеятельности функциональной роли у Synechocystis 6803 и являются рудиментами. Согласно неопубликованным данным Паничкина и Мурата ген pknD не экспрессируется в клетках штамма дикого типа Synechocystis 6803 в стандартных фотоавтотрофных условиях роста. Экспрессию этого гена не удалось получить и в клетках Е. coli, в то время как гены pknG, ркпЕ и ркпА, успешно экспрессировались в Е. coli (Kamei et al, 2002). Ген spkA участвует в регуляции клеточной подвижности у оригинального изолята Synechocystis 6803, но является дефектным у ряда неподвижных лабораторных штаммов (Kamei et al., 2001). Инактивация этого гена у исходно неподвижного штамма Synechocystis 6803, использовавшегося в нашей работе в качестве штамма дикого типа, не привела к появлению фенотипических отличий, что согласуется с данными Kamei et al., 2002. В ходе экспериментов с очищенными белками было установлено, что белок PknG не имеет протеинкиназной активности (в отличие от белков PknA и PknE), поскольку не может автофосфорилироваться и фосфорилировать белки, являющиеся обычными субстратами для серин/треониновых протеинкиназ (Kamei et al., 2002). Возможно, ген pknG имеет дефекты, вызванные мутационными нарушениями в области, кодирующей каталитический домен (Kamei et al., 2002). Таким образом, велика вероятность реликтовой природы некоторых из исследованных pkn-тшов (pknD, pknG).

Отсутствие видимого фенотипа у одиночных инсерционных мутантов могло быть также связано с компенсацией функции одного протеинкиназного гена другим геном со сходной функцией. Однако, изучение двойных мутантов с попарной инактивацией ркп-ттоъ не выявило функциональных взаимодействий между изучавшимися генами (кроме генов ркпЕ и ркпА). Таким образом, отсутствие фенотипических изменений у одиночных мутантов при инактивации генов pknD, pknG, ркпН, spkA не связано с компенсацией их функций другими исследованными протеинкиназными генами. Продукты генов pknD, pknG, ркпН, spkA не могут компенсировать функции протеинкиназ РкпА и РкпЕ. Фенотип двойного мутанта pknE::Cmr pknA::Gmr указывает на возможность функциональной связи между генами ркпА и ркпЕ. Следует отметить, что кодируемые этими генами белки имеют ряд сходных особенностей. Они имеют достаточно высокую степень гомологии между собой (процент идентичных/сходных аминокислот 41/60). Кроме того, оба белка РкпА и РкпЕ имеют по трансмембранному участку в С-терминальных областях и, следовательно, могут выполнять в клетках Synechocystis 6803 роль мембранных рецепторов (Zhang et al., 1998). С-терминальный участок протеинкиназы РкпЕ содержит большое количество пролиновых остатков. Такие богатые пролином районы часто вовлечены в белок-белковые взаимодействия (см. обзор Williamson, 1994). В эукариотических клетках белки, содержащие такие районы, могут с их помощью связываться с элементами цитоскелета, взаимодействовать с другими клеточными белками (в том числе с транскрипционными факторами), участвовать в образовании сложных белковых комплексов (в том числе комплексов, необходимых для осуществления сигнальной трансдукции). Действительно, С-терминальный район РкпЕ имеет сходство с фибронектин-связывающими белками Staphylococcus aureus и Mycobacterium avium, с ассоциированным с актином белком Schizosaccharomyces pombe и с белком, связывающимся с SH3 доменами Rattus norvegicus (Zhang et al, 1998). C-терминальный район белка PknA имеет участок, гомологичный SH3 домену эукариотических белков (Bakal and Davis, 1998). В клетках эукариот SH3 домен вовлечен во взаимодействия с элементами цитоскелета и мембранами, а также играет важную роль в белок-белковых взаимодействиях в сигналпередающих путях, входя в состав цитоплазматических тирозиновых протеинкиназ и адапторных белков (Koch et al., 1991). Таким образом, протеинкиназа РкпА тоже может участвовать в белок-белковых взаимодействиях за счет своего С-терминального домена. Интересно, что богатые пролином специфические районы белков связываются с SH3 доменами (например, это происходит при взаимодействии адапторного Grb2 белка, имеющего два SH3 домена и бежа Sos, имеющего богатый пролином район, в МАРК сигналпередающем пути эукариот (рис. 1)). Таким образом, нельзя исключать возможности физического взаимодействия протеинкиназ РкпЕ и РкпА в процессе сигнальной трансдукции. Учитывая фенотипические особенности мутантов pknE::Cmr, pknA::Gmr и ркпЕ::Стг pknA::Gmr можно предположить, что функциональное взаимодействие генов ркпЕ и ркпА осуществляется на уровне систем, контролирующих сопряжение азотного и углеродного метаболизма.

Большое значение при дальнейшем изучении ркп-ттоъ может иметь информация об особенностях их экспрессии в различных условиях. Важную роль в расшифровке физиологических функций протеинкиназ эукариотического типа у Synechocystis 6803 могут сыграть методы молекулярной генетики (в частности, техника microarray анализа), позволяющие изучить координацию экспрессии всех генов в клетке в разных условиях культивирования и при действии различных стрессовых факторов.

130

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Галкин, Александр Николаевич, 2003 год

1. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М.: Мир. 1984.

2. Миллер Д. Эксперименты в молекулярной генетике. М.:Мир. 1976. с. 436.

3. Сахуриева Г. Н., Полухина Л. Е., Шестаков С. В. Изучение глутаминсинтетазы у дерепрессированных по нитрогеназе мутантов цианобактерии Anabaena variabilis II Микробиология. 1982. Т. 51. С. 308-313.

4. Anderson S. L., Mcintosh L. Light-activated heterotrophic growth of the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803: a blue-light-requiring process // J. Bacteriol. 1991. V. 173. №9. P. 2761-2767.

5. Arst H. N., Cove D. J. Methylammonium resistance in Aspergillus nidulans II J. Bacteriol. 1969. V. 98. P. 1284-1293.

6. Av-Gay Y., Everett M. The eukaryotic-like Ser/Thr protein kinases of Mycobacterium tuberculosis // Trends. Microbiol. 2000. V. 8. P. 238-244.

7. Av-Gay Y., Jamil S., Drews S. J. Expression and characterization of the Mycobacterium tuberculosis serine/threonine protein kinase PknB // Infect. Immun. 1999. V. 67. P. 5676-5682.

8. Bakal C. J., Davies J. E. No longer an exclusive club: eukaryotic signalling domains in bacteria // Trends Cell Biol. 2000. V. 10. P. 32-38.

9. Banuett F. Signalling in the yeasts: an informational cascade with links to the filamentous fungi // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998. V. 62. P. 249-274.

10. Barz C., Abahji T. N., Trulzsch K., Heesemann J. The Yersinia Ser/Thr protein kinase YpkA/YopO directly interacts with the small GTPases RhoA and Rac-1 // FEBS Lett. 2000. V. 482. P. 139-143.

11. Bentley S. D., Chater K. F., Cerdeno-Tarraga A. M., Challis G. L., Thomson N. R., James K. D., Harris D. E., Quail M. A., Kieser H., Harper D., Bateman A., Brown

12. Beppu T. Signal transduction and secondary metabolism: prospects for controlling productivity//Trends. Biotechnol. 1995. У. 13. P. 264-269.

13. Boussiba S., Dilling W., Gibson J. Methylammonium transport in Anacystis nidulans R-2 // J. Bacteriol. 1984. V. 160. №1. P. 204-210.

14. Braun D. M., Garcia X. U., Stone J. M. Protein phosphorylation: examining the plant CPU // Trends Plant Sci. 1996. V. 1. P. 289-291.

15. Chaba R., Raje M., Chakraborti P. K. Evidence that a eukaryotic-type serine/threonine protein kinase from Mycobacterium tuberculosis regulates morphological changes associated with cell division // Eur. J. Biochem. 2002. V. 269. P. 1078-1085.

16. Chang С., Kwok S. F., Bleecker А. В., Meyerowitz E. M. Arabidopsis ethylene-response gene ETR1: similarity of product to two-component regulators // Science. 1993. V. 262. P. 539-544.

17. Chavez S., Candau P. An NAD-specific glutamate dehydrogenase from cyanobacteria. Identification and properties //FEBS Lett. 1991. V. 285. P. 35-38.

18. Chavez S., Reyes J. C, Chauvat F., Florencio F. J., Candau P. The NADP-glutamate dehydrogenase of the cyanobacterium Synechocystis 6803: cloning, transcriptional analysis and disruption of the gdhA gene // Plant. Mol. Biol. 1995. V. 28. P. 173-188.

19. Clark K. L., Larsen P. В., Wang X., Chang C. Association of the Arabidopsis CTR1 Raf-like kinase with the ETR1 and ERS ethylene receptors // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 5401-5406.

20. Cohen P. T. W., Collins J. F., Coulson A. F. W., Bemdt N., da Cruz e Silva О. B. Segments of bacteriophage К (orf 221) and ф80 are homologous to genes encoding for mammalian protein phosphatases // Gene. 1988. V. 69. P. 131-134.

21. Cornelis G. R. Yersiniae, finely tuned pathogens In: Molecular biology of bacterial infection: current status and future perspectives. Hormaeche С. E., Perm C. W., Smyth C. J. (eds.). Cambridge University Press, Cambridge. 1992. P. 231-265.

22. Cornelis G. R., Boland A., Boyd A. P., Geuijen C., Iriarte M., Neyt C., Sory M. P., Stainier I. The virulence plasmid of Yersinia, an antihost genome // Microbiol, and Mol. Biol. Rev. 1998. V. 62. N4. P. 1315-1352.

23. Dukuzumuremyi J.-M., Rosqvist R., Hallberg В., Akerstrom В., Wolf-Watz H„ Schesser K. The Yersinia protein kinase A is a host factor inducible RhoA/Rac-binding virulence factor// J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 35281-35290.

24. Edelman A. M., Blumenthal D. K., Krebs E. G. Protein serine/threonine kinases // Ann. Rev. Biochem. 1987. V. 56. P. 567-613.

25. Elizarov S. M., Danilenko V. N. Multiple phosphorylation of membrane-associated calcium-dependent protein serine/threonine kinase in Streptomyces fradiae //FEMS Microbiol. Lett. 2001. V. 202. P. 135-138.

26. Florencio F. J., Marques S., Candau P. Identification and characterization of a glutamate dehydrogenase in the unicellular cyanobacterium Synechocystis PCC 6803 //FEBS Lett. 1987. V. 223. №1. P. 37-41.

27. Florencio F. J., Marques S., Candau P. Identification and characterization of a glutamate dehydrogenase in the unicellular cyanobacterium Synechocystis PCC 6803 //FEBS Lett. 1987. V. 223. P. 37-41.

28. Flores E, Schmetterer G. Interaction of fructose with the glucose permease of the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 // J. Bacteriol. 1986. V. 166. P. 693-696.

29. Flores E., Herrero A. Assimilatory nitrogen metabolism and its regulation. In: The molecular biology of cyanobacteria. Bryant D. A. (ed.) Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands. 1994. P. 487-517.

30. Flores E., Muro-Pastor A. M. Mutational and kinetic analysis of basic amino acid transport in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 // Arch. Microbiol. 1990. V. 154. P. 521-527.

31. Forchhammer K., Tandeau de Marsac N. The Рц protein in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 is modified by serine phosphorylation and signals the cellular N-status //J. Bacteriol. 1994. V. 176. N. 1. P. 84-91.

32. Forchhammer K., Tandeau de Marsac N. Functional analysis of the phosphoprotein Рц (glnB gene product) in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 // J. Bacteriol. 1995. V. 177. P. 2033-2040.

33. Galyov E. E., Hakansson S., Forsberg A., Wolf-Watz H. A secreted protein kinase of Yersinia pseudotuberculosis is an indispensable virulence determinant // Nature. 1993. V. 361. P. 730-732.

34. Galyov E. E., Hakansson S., Wolf-Watz H. Characterization of the operon encoding the YpkA Ser/Thr protein kinase and the YopJ protein of Yersinia pseudotuberculosis //J. Bacteriol. 1994. V. 176. P. 4543-4548.

35. Garcia-Dominguez M., Reyes J. C., Florencio F. J. Glutamine synthetase inactivation by protein-protein interaction // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96. P. 7161-7166.

36. Garcia-Dominguez M., Reyes J. C.5 Florencio F. J. Purification and characterization of a new type of glutamine synthetase from cyanobacteria // Eur. J. Biochem. 1997. V. 244. №1. p. 258-264.

37. Gonzalez L., Phalip V., Zhang C.-C. Characterization of PknC, a Ser/Thr kinase with broad substrate specificity from the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120//Eur. J. Biochem. 2001. V. 268. P. 1869-1875.

38. Grigorieva G. A., Shestakov S. V. Transformation in the cyanobacterium Synechocystis sp. 6803 //FEMS Microbiol. Lett. 1982. V. 13. P. 367-370.

39. Guan K., Dixon J. E. Protein tyrosine phosphatase activity of an essential virulence determinant in Yersinia И Science. 1990. V. 249. P. 553-556.

40. Han G., Zhang С. C. On the origin of Ser/Thr kinases in a prokaryote // FEMS Microbiol. Lett. 2001. V. 200. P. 79-84.

41. Hanks S. K. Eukaryotic protein kinases // Curr. Opin. Struct. Biol. 1991. V. 1. P. 369-383.

42. Hanks S. K., Hunter T. The eukaryotic protein kinase superfamily: kinase (catalytic) domain structure and classification // FASEB J. 1995. V. 9. P. 576-596.

43. Hanks S. K., Quinn A. M. Protein kinase catalytic domain sequence database: identification of conserved features of primary structure and classification of family members // Methods Enzymol. 1991. V. 200. P. 38-62.

44. Hanks S. K., Quinn A. M., Hunter T. The protein kinase family: conserved features and deduced phylogeny of the catalytic domains // Science. 1988. V. 241. P. 42-52.

45. Hanlon W. A., Inouye M., Inouye S. Pkn9, a Ser/Thr protein kinase involved in the development of Myxococcus xanthus II Mol. Microbiol. 1997. V. 23. P. 459-471.

46. Hardie D. G. Plant protein serine/threonine kinases: classification and functions // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1999. V. 50. P. 97-131.

47. Herrero A., Flores E., Guerrero M. G. Regulation of nitrate reductase levels in the cyanobacteria Anacystis nidulans, Anabaena sp. strain 7119, and Nostoc sp. strain 6719 // J. Bacterid. 1981. V. 145. P. 175-180.

48. Herrero A., Guerrero M. G. Regulation of nitrite reductase in the cyanobacterium Anacystis nidulans // J. Gen. Microbiol. 1986. V. 132. P. 2463-2468.

49. Herrero A., Muro-Pastor A. M., Flores E. Nitrogen control in cyanobacteria // J. Bacterid. 2001. V. 183. N. 2. P. 411-425.

50. Herskowitz 1. МАРК kinase pathways in yeast: for mating and more // Cell. 1995. V. 80. P. 187-197.

51. Hirakata Т., Kieser H., Hopwood D., Urabe H., Ogarawa H. Putative protein serine/threonine kinase genes are located in several positions on the chromosome of Streptomyces coelicolor A3(2) // FEMS Microbiol. Lett. 1998. V. 159. P. 1-5.

52. Holmes D. S., Quigley M. A rapid boiling method for the preparation of bacterial plasmids // Anal. Biochem. 1981. V. 114. P. 193-197.

53. Hong S. K., Kito M., Beppu Т., Horinouchi S. Phosphorylation of the AfsR product, a global regulatory protein for secondary metabolite formation in Streptomyces coelicolor A3(2) // J. Bacteriol. 1991. V. 173. P. 2311-2318.

54. Horinouchi S., Нага O., Beppu T. Cloning of a pleiotropic gene that positively controls biosynthesis of A-factor, actinorhodin and prodigiosin in Streptomyces coelicolor A3(2) and Streptomyces lividans // J. Bacteriol. 1983. V. 155. P. 12381248.

55. Horinouchi S., Kito M., Nishiyama M., Furuya K., Hong S. K.s Miyake K., Beppu T. Primary structure of AfsR, a global regulatory protein for secondary metabolite formation in Streptomyces coelicolor A3(2) // Gene. 1990. V. 95. P. 49-56.

56. Hunter T. A thousand and one protein kinases // Cell. 1987. V. 50. P. 823-829.

57. Hunter T. Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling // Cell. 1995. V. 80. P. 225-236.

58. Hunter T. Signalling— 2000 and beyond // Cell. 2000. V. 100. P. 113-127.

59. Hunter Т., Cooper J. A. Protein-tyrosine kinases // Ann. Rev. Biochem. V. 54. P. 897-930.

60. Jagendorf A. T. In Bioenergetics of photosynthesis // Ed. Govindjee. Academic Press. New York. 1975. P. 413-492.

61. Jain R., Inouye S. Inhibition of development of Myxococcus xanthus by eukaryotic protein kinase inhibitors // J. Bacteriol. 1998. V. 180. P. 6544-6550.

62. Janda L., Tichy P., Spizek J., Petricek M. A deduced Thermomonospora curvata protein containing serine/threonine protein kinase and WD-repeat domains // J. Bacteriol. 1996. V. 178. N5. P. 1487-1489.

63. Janecek J., Moravec V., Dobrova Z., Janda I., Weiser J. Protein phosphorylation in submerged spores and vegetative mycelium of Streptomyces granaticolor // FEMS Microbiol. Lett. 1995. V. 133. P. 91-94.

64. Joset F., Buchou Т., Zhang С. C. Jeanjean R. Physiological and genetic analysis of the glucose-fructose permeation system in two Synechocystis species. // Arch. Microbiol. 1988. V. 149. P. 417-421.

65. Juris S. J., Rudolph A. E., Huddler D., Orth K., Dixon J. E. A distinctive role for the Yersinia protein kinase: actin binding, kinase activation, and cytoskeleton disruption // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 9431-9436

66. Kamei A., Yuasa Т., Geng X., Ikeuchi M. Biochemical examination of the potential eukaryotic-type protein kinase genes in the complete genome of the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 // DNA Res. 2002 . V. 9. P. 71-78.

67. Kamei A., Yuasa Т., Orikawa K., Geng X. X., Ikeuchi M. A eukaryotic-type protein kinase, SpkA, is required for normal motility of the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 H J. Bacteriol. 2001. V. 183. P. 1505-151.

68. Kennelly P. J., Potts M. Fancy meeting you here! a fresh look at "prokaryotic" protein phosphorylation//J. Bacteriol. 1996. V. 178. P. 4759-4764.

69. Kieber J. J., Rothenberg M., Roman G., Feldmann K. A., Ecker J. R. CTR1, a negative regulator of the ethylene response pathway in Arabidopsis, encodes a member of the Raf family of protein kinases // Cell. 1993. Y. 72. P. 427-441.

70. Koul A., Choidas A., Tyagi A. K., Drlica K., Singh Y., Ullrich A.

71. Serine/threonine protein kinases PknF and PknG of Mycobacterium tuberculosis: characterization and localization. Microbiology. 2001. V. 147. P. 2307-2314.

72. Labarre J.s Chauvat F., Thuriaux P. Insertional mutagenesis by random cloning of antibiotic resistance genes into the genome of the cyanobacterium Synechocystis strain PCC 6803 //J. Bacteriol. 1989. V. 171. P. 3449-3457.

73. Labarre J., Thuriaux P., Chauvat F. Genetic analysis of amino acid transport in the facultatively heterotrophic cyanobacterium Synechocystis sp. strain 6803 // J. Bacteriol. 1987. V. 169. №10. P. 4668-4673.

74. Leonard C. J., Aravind L., Koonin E. V. Novel families of putative protein kinases in bacteria and archaea: evolution of the "eukaryotic" protein kinase superfamily// Genome Res. 1998. V. 8. P. 1038-1047.

75. Lightfoot D. A., Baron A. J., Wootton J. C. Expression of the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene in the cyanobacterium Synechococcus PCC 6301 causes ammonium tolerance // Plant Mol. Biol. 1988. V. 11. P. 335-344.

76. Lowry O. H.5 Rosenbrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. Protein measurement with folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265-275.

77. Maeda Т., Wurgler-Murphy S. M., Saito H. A two-component system that regulates an osmosensing MAP kinase cascade in yeast // Nature. 1994. V. 369. P. 242-245.

78. Matsumoto A., Hong S. K., Ishizuka H., Horinouchi S., Beppu T. Phosphorylation of the AfsR protein involved in secondary metabolism in Streptomyces species by a eukaryotic-type protein kinase // Gene. 1994. V. 146. P. 47-56.

79. Merida A., Leurentop L., Candau P., Florencio F. J. Purification and properties ofglutamine synthetases from the cyanobacteria Synechocystis sp. strain PCC 6803 and Calothrix sp. strain PCC 7601 // J. Bacteriol. 1990. V. 172. P. 4732-4735.

80. Mikulik K., Dobrova Z., Janecek J., Khanh-Hoang Q. Pattern of phosphoproteins during cell differentiation in Streptomyces collinus H FEMS Microbiol. Lett. 1998. V. 158.P.147-151.

81. Mikulik K., Janda I. Protein kinase associated with ribosomes phosphorylates ribosomal proteins of Streptomyces collinus I I Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. V. 238. P. 370-376.

82. Mikulik K., Zhulanova E. Sequencing of the tufl gene and the phosphorylation pattern of EF-Tul during development and differentiation in Streptomyces collinus producing kirromycin //Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995. V. 213(2). P. 454461.

83. Motley S. Т., Lory S. Functional characterization of a serme/threonine protein kinase of Pseudomonas aeruginosa I/ Infect. Immun. 1999. V. 67. P. 5386-5394.

84. Mukhopadhyay S., Kapatral V., Xu W., Chakrabarty A. M. Characterization of a Hank's type serine/threonine kinase and serine/threonine phosphoprotein phosphatase in Pseudomonas aeruginosa II J. Bacteriol. 1999. V. 181. P. 6615-6622.

85. Munoz-Dorado J., Inouye S., Inouye M. A gene encoding a protein serine/threonine kinase is required for normal development of Myxococcus xanthus, a gram-negative bacterium. //Cell. 1991. V. 67. P. 995-1006.

86. Nadvornik R., Vomastek Т., Janecek J., Technikova Z., Branny P. Pkg2, a novel transmembrane protein Ser/Thr kinase of Streptomyces granaticolor II J. Bacteriol. 1999. V. 181. P. 15-23.

87. Neu J. M., Wright G. D. Inhibition of sporulation, glycopeptide antibiotic production and resistance in Streptomyces toyocaensis NRRL 15009 by protein kinase inhibitors //FEMS Microbiol. Lett. 2001. V. 199. P. 15-20.

88. Ogawara H., Aoyagi N., Watanabe M., Urabe H. Sequences and evolutionary analyses of eukaryotic-type protein kinases from Streptomyces coelicolor A3 (2) // Microbiology 1999. V. 145. P. 3343-3352.

89. Packer L., Crofts A. R. In Current topics in bioenergetics // Ed. Sanadi D. R. Academic Press. New York. 1967. V. 2. P. 23-64.

90. Paerl H. W. Microscale physiological and ecological studies of aquatic cyanobacteria; macroscale implications // Microsc. Res. Technol. 1996. V. 33. P. 4772.

91. Peirs P., De Wit L., Braibant M.3 Huygen K., Content J. A serine/threonine protein kinase from Mycobacterium tuberculosis H Eur. J. Biochem. 1997. V. 244. P. 604-612.

92. Posas F., Wurgler-Murphy S. M., Maeda Т., Witten E. A., Thai Т. C., Saito H. Yeast HOG1 MAP kinase cascade is regulated by a multistep phosphorelay mechanism in the SLN1-YPD1-SSK1 "two-component" osmosensor // Cell. 1996. V. 86. P. 865-875.

93. Quintero M. J., Montesinos M. L., Herrero A., Flores E. Identification of genes encoding amino acid permeases by inactivation of selected ORFs from the Synechocystis genomic sequence // Genome Res. 2001. Y. 11. P. 2034-2040.

94. Quintero M. J., Muro-Pastor A. M., Herrero A., Flores E. Arginine catabolism in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 involves the urea cycle and arginase pathway I I J. Bacteriol. 2000. V. 182. P. 1008-1015.

95. Rai A. N., Rowell P., Stewart W. D. P. Evidence for an ammonium transport system in free-living and symbiotic cyanobacteria II Arch. Microbiol. 1984. V. 137. P. 241-246.

96. Reyes J. C., Florencio3 F. J. A new type of glutamine synthetase in cyanobacteria: the protein encoded by the glnN gene supports nitrogen assimilation in Synechocystis sp. strain PCC 6803 //J. Bacteriol. 1994. V. 176. P. 1260-1267.

97. Reyes J. C., Florenciob F. J. A mutant lacking the glutamine synthetase gene (glnA) is impaired in the regulation of the nitrate assimilation system in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 // J. Bacteriol. 1994. V. 176. P. 7516-7523.

98. Rippka R. Photoheterotrophy and chemoheterotrophy among unicellular blue-green algae // Arch. Microbiol. 1972. V. 87. P. 93-98.

99. Rippka R., Deruelles J., Waterbury J. В., Herdman M., Stanier R. Y. Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria // J. Gen. Microbiol. 1979. V. 111. P. 1-61.

100. Robinson M. J., Cobb M. H. Mitogen-activated protein kinase pathways // Curr. Qpin, Cell Biol. 1997. V. 9. P, 180-186.

101. Rosenberg E., Varon M. In: Myxobacteria developmental and cell interactions. Rosenberg E. (ed). New York: Springer-Yerlag. P. 109-125.

102. Saier M. H. Introduction: protein phosphorylation and signal transduction in bacteria//J. CellBiochem. 1993. V. 51. P. 1-6.

103. Schillier C., Brewster J. L., Alexandre M. R., Gustin M. C., Ruis H. The HOG pathway controls osmotic regulation of transcription via the stress response element (STRE) of the Saccharomyces cerevisiae CTT1 gene // EMBO J. 1994. V. 13. P. 4382-4389.

104. Schweizer H. P. Small broad-host-range gentamycin resistance gene cassetes for site-specific insertion and deletion mutagenesis // Biotechniques. 1993. V. 15. № 5. P. 831-833.

105. Seger R., Krebs E. G. The МАРК signaling cascade // FASEB J. 1995. V. 9. P. 726-735.

106. Shapiro В. M., Stadman E. R. Glutamine synthetase (Escherichia coli) H Methods Enzymol. 1970. V. 17A.P. 910-922.

107. Shi L., Potts M., Kennelly P. J. The serine, threonine, and/or tyrosine-specific protein kinases Mid protein phosphatases of prokaryotic organisms. A family portrait //FEMS Microbiol. Rev. 1998. V. 22. P. 229-253.

108. Singh R. K., Singh H. N. Isolation and preliminary characterization of mutants of the cyanobacterium Nostoc muscorum resistant to growth inhibition by methylamine // Mol. Gen. Genet. 1981. V. 184 №2. P. 334-336.

109. Smith A. J. Modes of cyanobacterial carbon metabolism In: The biology of cyanobacteria. Carr N. G., Whitton B. A. (eds.). Blackwell Scientific Publications, Ltd., Oxford. 1982. P. 47-85.

110. Stewart W. D. R., Rowell P. Effects of L-methionine-D,L-sulphoximine on the assimilation of newly fixed NH3, acetylene reduction and heterocyst production in Anabaena cylindrical!Biochem. Biophys. Res. Comrnun. 1975. V. 65. P. 846-856.

111. Stock A. M., Robinson V. L., Goudreau P. N. Two-component signal transduction//Annu. Rev. Biochem. 2000. V. 69. P. 183-215.

112. Stock J. В., Ninfa A. D., Stock A. M. Protein phosphorylation and regulation of adaptive response in bacteria // Microbiol. Rev. 1989. V. 53. P. 450-490.

113. Sun H., Tonks N. K. The coordinated action of protein tyrosine phosphatases and kinases in cell signalling // Trends Biochem. Sci. 1994. V. 19. P. 480-485.

114. Tandeau de Marsac N., Lee H. M. Regulation of carbon and nitrogen metabolism in the unicellular cyanobacteria Synechococcus spp // In: The phototrophic ptokaryotes. Peschek et al. (ed). Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. 1999. P. 539-547.

115. Thomson P. A., Traynor D., Cavet G., Chang W.-T., Harwood A. J., Kay R. R. An intersection of the cAMP/PKA and two-component signal transduction systems in Dictyostelium // EMBO J. 1998. V. 17. P. 2838-2845.

116. Udo H., Inouye M., Inouye S. Biochemical characterization of Pkn2, a protein Ser/Thr kinase from Myxococcus xanthus, a gram-negative developmental bacterium //FEBS Lett. 1997. V. 400. P. 188-192.

117. Udo H., Inouye M., Inouye S. Effects of overexpression of Pkn2, a transmembrane protein serine/threonine kinase, on development of Myxococcus xanthus HI. Bacteriol. 1996. V. 178. P. 6647-6649.

118. Udo H.5 Munoz-Dorado J., Inouye M., Inouye S. Myxococcus xanthus, a Gram-negative bacterium, contains a transmembrane protein serine/threonine kinase that blocks the secretion of (3-lactamase by phosphorylation. Genes Dev. 1995. V. 9. P. 972-983.

119. Umeyama Т., Lee P. С., UedaK., Horinouchi S. An AfsK/AfsR system involved in the response of aerial mycelium formation to glucose in Streptomyces griseus // Microbiology 1999. V. 145. P. 2281-2292.

120. Urabe H., Ogawara H. Cloning, sequencing and expression of serine/threonine kinase-encoding genes from Streptomyces coelicolor A3(2) // Gene. 1995. V. 153. P. 99-104.

121. Waskiewicz A. J., Cooper J. A. Mitogen and stress response pathways: MAP kinase cascades and phosphatase regulation in mammals and yeast // Current Opinion in Cell Biology. 1995. V. 7. P. 798-805.

122. Wolk C. P. In: The Biology of cyanobacteria. Carr N. G., Whitton B. A. (eds.). Blackwell, London. 1982. P. 359-386.

123. Wurgler-Murphy S. M., Saito H. Two component signal transducers and МАРК cascades // Trends Biochem. Sci. 1997. V. 22. P. 172-176.

124. Yanisch-Perron С., Vieira J., Messing J. Improved Ml3 phage cloning vectors and host strains: nucleotide sequences of the M13mpl8 and pUC19 vectors // Gene. 1985.V.33.P.103-119.

125. Vieira J., Messing J. The pUC plasmids, an M13mp7-derived system for insertion mutagenesis and sequencing with synthetic universal primers // Gene. 1982. V. 19. P. 259-268.

126. Yoch D. C., Zhang Z. M., ClaybrookD. L. Methylamine metabolism and its role in nitrogenase "switch off' in Rhodopseudomonas capsulata H Arch. Microbiol. 1983. V. 134. P. 45-48.

127. Zhang С. C. A gene encoding a protein related to eukaryotic protein kinases from the filamentous heterocystous cyanobacterium Anabaena PCC 7120 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. V. 90. P. 11840-11844.

128. Zhang С. C., Durand M. C., Jeanjean R., Joset F. Molecular and genetical analysis of the fructose-glucose transport system in the cyanobacterium Synechocystis PCC6803 // Mol. Microbiol. 1989. V. 3. P. 1221-1229.

129. Zhang С. C., Gonzalez L., PhaJip V. Survey, analysis and genetic organization of genes encoding eukaryotic-like signaling proteins on a cyanobacterial genome // Nucleic Acids Res. 1998. V. 26. P. 3619-3625.

130. Zhang С. C., Libs L. Cloning and characterisation of the pknD gene encoding an eukaryotic-type protein kinase in the cyanobacterium Anabaena sp. PCC7120 // Mol. Gen. Genet. 1998. V. 258. P. 26-33.

131. Zhang С. C. Bacterial signalling involving eukaryotic-type protein kinases // Mol. Microbiol. 1996. V. 20. P. 9-15.148

132. Zhang W., Inouye M., Inouye S. Reciprocal regulation of the differentiation of Myxococcus xanthus by Pkn5 and Ркпб, eukaryotic-like Ser/Thr protein kinases // Mol. Microbiol. 1996. V. 20. P. 435-447.

133. Zhang W., Munoz-Dorado J., Inouye M., Inouye. S. Identification of a putative eukaryotic-like protein kinase family in the developmental bacterium Myxococcus xanthus //J. Bacteriol. 1992. V. 174. P. 5450-5453.