Исследование структурной организации и экспресси новых генов антимикробных пептидов злаков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат биологических наук Уткина, Любовь Леонидовна

• Уткина, Любовь Леонидовна
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Уткина, Любовь Леонидовна

Благодарности.

Список сокращений.

1 Введение.

1.1 Актуально сть темы.

1.2 Цели и задачи работы.

1.3 Научная новизна.

1.4 Практическая значимость.

2 Обзор литературы.

2.1 Антимикробные пептиды.

2.1.1 Тионины.

2.1.1.1 Структура.

2.1.1.2 Функции и антимикробные свойства.

2.1.1.3 Структура генов, экспрессия и локализация.

2.1.1.4 Экспрессия в трансгенных растениях.

2.1.2 Дефензины.:.

2.1.2.1 Структура.

2.1.2.2 Функции и антимикробные свойства.

2.1.2.3 Структура генов, экспрессия и локализация.

2.1.2.4 Экспрессия в трансгенных растениях.

2.1.3 Липид-переносящие белки.

2.1.3.1 Структура.

2.1.3.2 Функции и антимикробные свойства.

2.1.3.3 Структура генов, экспрессия и локализация.

2.1.3.4 Экспрессия в трансгенных растениях.

2.1А Гевеиноподобные антимикробные пептиды.

2.1.4.1 Структура.

2.1.4.2 Функции и антимикробные свойства.

2.1.4.3 Структура генов, экспрессия и локализация.

2.1.4.4 Экспрессия в трансгенных растениях.

2.1.5 Ноттиноподобные пептиды.

2.1.6 Макроциклические пептиды (циклотиды).

2.1.7 Антимикробные пептиды, содержащие четыре остатка цистеина.

2.1.7.1 МВР-1.

2.1.7.2 УШ.

2.1.7.3 МІАМР2.

2.1.7.4 ІЬ-АМРб.

2.2 Процессинг полипептидных предшественников 2.2.1 Гидролиз.

2.2.2 Другие посттрансляционные модификации.

2.3 Систематика рода Triticum L. и происхождение полиплоидных пшениц.

2.3.1 Систематика рода Triticum L.

2.3.2 Происхождение полиплоидных пшениц.

3 Материалы и методы.

3.1 Материалы.

3.1.1 Объекты исследования.'.

3.1.2 Реактивы и материалы.

3.1.3 Бактериальные штаммы и плазмидные векторы.

3.1.4 Наборы реактивов.

3.1.5 Растворы.

3.1.6 Грибы.

3.1.7 Среды для культивирования клеток Е. coli.

3.1.8 Праймеры.

3.2 Методы.

3.2.1 Установление структуры кДНК, кодирующей предшественники антимикробных пептидов.70.

3.2.1.1 Выделение РНК.

3.2.1.2" Синтез первой цепи кДНК.

3.2.1.3 ГШР-амплификация.

3.2.1.4 Выделение ДНК из агарозного геля.

3.2.1.5 Лигирование.

3.2.1.6 Приготовление компетентных клеток для электропорации.

3.2.1.7 Электротрансформация клеток Е. coli.73t

3.2.1.8 Анализ рекомбинантных плазмид.73:

3.2.1.9 ' Выделение плазмидной ДНК.

3.2.1.10 Секвенирование ДНК.

3.2.1.11 Определение нуклеотидных последовательностей предшественников пептидов, получение полноразмерной кДНК.

3.2.2 Поиск гомологов генов 4-Cys и Ю-Cys пептидов пшеницы у представителей семейств Triticum, Aegilops и Leymus.

3.2.2.1 Выделение геномной ДНК.

3.2.2.2 Получение кодирующей части генов.

3.2.3 Экспрессия рекомбинантных пептидов в клетках Е. coli.

3.2.3.1 Синтез гена и получение экспрессионного вектора.

3.2.3.2 Получение рекомбинантного полипептида.

3.2.3.3 МАЛДИ-времяпролетная масс-спектрометрия.

3.2.3.4 N-концевое секвенирование белковых молекул.

3.2.4 Определение изменения уровня экспрессии генов 4-Cys пептидов под действием биотических и абиотических стрессовых факторов методом ОТ-ПЦР

3.2.4.1 Заражение проростков.

3.2.4.2 Абиотический стресс.

3.2.4.3 ОТ-ПЦР.

3.2.5 Определение антимикробной активности пептидов.

3.2.6 Компьютерный анализ последовательностей.

3.2.7 Выделение антимикробных пептидов из зерновок злаковых.

3.2.8 Определение содержания элементов вторичной структуры пептидов.

3.2.9 Определение антимутагенной активности пуротионина Тк-АМР-ВР и водных экстрактов растений.

4 Результаты и обсуждение.

4.1 Гены 4-Cys пептидов.

4.1.1 Исследование структуры генов, кодирующих предшественники пептидов Tk-AMP-Xl и Тк-АМР-Х2.

4.1.1.1 Клонирование кДНК, кодирующей 4-Cys пептиды, и установление структуры их предшественников.

4.1.1.2 Анализ последовательностей кДНК.

4.1.1.3 Клонирование геномной ДНК, кодирующей 4-Cys пептиды.

4.1.1.4 Установление сайтов специфического протеолитического расщепления предшественников 4-Cys пептидов.

4.1.1.5 Аминокислотные последовательности 4-Cys пептидов.

4.1.2 Влияние биотических и абиотических стрессовых факторов на уровень экспрессии генов 4-Cys пептидов.

4.1.3 Поиск генов-гомологов 4-Cys пептидов у разных представителей семейства злаковых.

4.1.4 Гетерологичная экспрессия гена пептида Tk-AMP-ХЗ в клетках Е. coli.

4.2 Гены 10-Cys пептидов.

4.2.1 Выделение и определение структуры пептида LAMP из семян колосняка песчаного Leymus arenarius.

4.2.2 Гетерологичная экспрессия гена пептида LAMP в клетках Е. coli и тестирование его антифунгальной активности.

4.2.3 Исследование структуры генов, кодирующих предшественники 10-Cys пептидов злаковых.

4.2.3.1 Клонирование кДНК, кодирующей пептид LAMP, и установление структуры его предшественника.

4.2.3.2 Клонирование геномной ДНК, кодирующей пептиды WAMPs.

4.2.4 Идентификация генов-гомологов wamp у представителей родов Triticum и Aegilops.

4.3 Определение антимутагенного действия пуротионина Тк-АМР-ВР на клетки человека.

5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование структурной организации и экспресси новых генов антимикробных пептидов злаков»

1.1 Актуальность темы

На фоне стремительного роста населения земного шара проблема повышения* урожайности сельскохозяйственных культур становится все более актуальной. Заболевания, вызванные различными патогенами (к которым относятся грибы, бактерии, вирусы, вироиды, а также насекомые и нематоды), наносят существенный урон урожаю, который может составлять, от 30 до 70 % (с учетом- потерь при хранении) (Oerke et: al:, 1994). Для защиты от патогенов в сельском хозяйстве применяют три основные стратегии: ротационное земледелие, традиционную селекцию; направленную на получение устойчивых форм; и, наконец; использование: химических средств защиты растений. Традиционные методы селекции не всегда: эффективны из-за их длительности" и- отсутствия- в ряде случаев источников; устойчивости. Использование средств химической защиты растений является дорогостоящим и представляет угрозу экологической безопасности: Кроме, этого, возникают формы патогенов; устойчивые к пестицидам,.в1результате чего снижается; их эффективность.

Альтернативной- стратегией повышения устойчивости: сельскохозяйственных культур к патогенам и насекомым-вредителям, а также к другим стрессовым факторам окружающей- среды абиотической природы (засухе, засоленности почвы и пр.) служит генетическая инженерия; которая- позволяет встраивать гены, обусловливающие устойчивость, в геномы культурных растений. Важнейшим достижением в этой области было встраивание генов энтомотоксинов бактерии Bacillus thuringiensis в геномы сельскохозяйственных культур, что привело к: созданию форм, устойчивых к насекомым-вредителям (Schuler et al., 1998). Еще более перспективным является повышение иммунитета самих растений как за счет усиления экспрессии собственных защитных генов, так и за счет встраивания генов защитных соединений из других растительных видов, в частности, дикорастущих, которые более устойчивы к патогенным микроорганизмам, чем культурные растения, и практически не изучены.

В ходе эволюции у растений выработалась сложная система иммунитета, которая позволяет им узнавать патогены и активировать защитные реакции, направленные на предотвращение распространения инфекции. В растениях существует целый арсенал соединений, создающий структурный барьер, препятствующий попаданию патогенов в ткани растения, а также преформированных антимикробных веществ, которые позволяют предотвратить или' замедлить развитие инфекции. Кроме того, заражение патогенами инициирует в растениях ряд индуцибельных защитных реакций, к которым относится укрепление структурного барьера, развитие сверхчувствительной реакции и синтез соединений с антимикробными свойствами, важнейшими из которых являются антимикробные пептиды (АМП).

Антимикробные пептиды обладают широким спектром антимикробного действия, не вызывают появления устойчивых форм, и их гены могут быть непосредственно ^ встроены в геном^ чувствительных к патогенам растений. Кроме того, считается, что использование для трансформации растений генов растительного происхождения предпочтительнее, чем генов бактерий. Все это делает гены антимикробных пептидов перспективными для трансформации растений с целью повышения их устойчивости.

Не менее важный аспект применения АМП состоит в разработке на их основе лекарственных препаратов нового поколения, что требует детального исследования их биологической активности.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Уткина, Любовь Леонидовна

5 Выводы

1. Впервые обнаружены три класса генов, кодирующих сложные, модульные предшественники 4-Cys антимикробных пептидов пшеницы Т. kiharae. 4-Cys пептиды пшеницы образуются из предшественников, содержащих от пяти до семи пептидных доменов. При этом белок-кодирующие области reHOB.4-Cys пептидов не содержат интронов:

2. Экспрессия генов 4-Cys пептидов пшеницы усиливается в ответ на заражение фитопатогенными грибами, а также солевой и тепловой стресс. Уровень экспрессии этих генов зависит от вида гриба.

3. Выявлены гены-гомологи 4-Cys и 10-Cys антимикробных пептидов у различных представителей родов Triticum и Aegilops. На основании гомологии последовательностей ДНК установлена принадлежность определенных генов, входящих в семейства 4-Cys и,-10-Cys антимикробных пептидов, к А, В (G) и D геномам полиплоидной пшеницы.

4. Впервые из семян колосняка песчаного выделен и охарактеризован новый антимикробный пептид LAMP-1, определена-его аминокислотная последовательность и, биологическая активность.

5. Установлена структура двух кДНК, кодирующих антимикробный пептид LAMP-1 и его гомолог LAMP-2. Пептиды LAMP синтезируются в виде предшественников, состоящих из сигнального пептида, зрелого пептида и С-концевого продомена. Предшественники 10-Cys пептидов колосняка высокогомологичны предшественникам 10-Cys- пептидов пшеницы.

6. Предложен механизм происхождения генов 10-Cys пептидов от предковых генов хитиназ класса I/IV.

7. Разработана система гетерологичной экспрессии1 цистеин-содержащих антимикробных пептидов растений, относящихся к семействам 4-Cys и 10-Cys пептидов, в клетках Е. coli.

8. Впервые показано антимутагенное действие тионина Тк-АМР-ВР пшеницы Triticum kiharae на клетки человека линии RD в отношении хлорида кадмия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Уткина, Любовь Леонидовна, 2011 год

1. Васильева И. М., Семячкина А. Н., Семенова С. С., Засухина Г. Д. Защитное действие антимугагенов в репаративно-дефектных клетках человека // Радиац. биол. Радиоэкол. 2008. Т. 48. С. 195-198.

2. Гончаров Н. П. Систематика рода Triticum: проблема классификаций //Доклады Россельхозакадемии. 2000. Т. 2. С. 3-5.

3. Гончаров Н. П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. 2002. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во. 251 с.

4. Гончаров Н. П., Кондратенко Е. Я. Происхождение, доместификация и эволюция пшениц//Вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. С. 159-179.

5. Дорофеев В. Ф., Филатенко А. А., Мигушова Э. Ф., Удачин Р. А., Якубцинер М. М. Пшеница. 1979, Л.: Колос. 346 с.

6. Жуковский П. М. Культурные растения и их сородичи. 1971. Л.: Колос. 752 с.

7. Засухина Г. Д., Кузьмина Н. С. Генетический полиморфизм в защите клеток человека от мутагенов // Молекулярный полиморфизм человека, под ред. С. Д. Варфоломеева. 2007. Рос. ун-т дружбы народов: Москва. С. 583-599.

8. Пухальский В. А. К познанию роли генома D как носителя генов, супрессирующих устойчивость мягкой пшеницы к мучнистой росе // Фактори експериментальної еволюціі організмів. 2003. Аграрна Наука: Киів. С. 191-194.

9. Яаска В. Э. Происхождение тетраплоидных пшениц по данным электрофоретического изучения ферментов //Изв. АН Эст. ССР. 1974. Т. 23. С. 201-220.

10. Abe Y., Shirane К., Yokosawa Н., Matsushita Н., Mitta М., Kato I., Ishii S. Asparaginyl endopeptidase of jack bean seeds. Purification, characterization, and high utility in protein sequence analysis //J Biol Chem. 1993. V. 268. P. 3525-3529.

11. Archer B. L., Audley B. G., Sweeney G., Hong Т. C. Studies on composition of latex serum and "bottom fraction" particles //J. Rubber Res. Inst. Malaya. 1969 V. 21. P. 560-569.

12. Arondel V., Tchang F., Baillet В., Vignols F., Grellet F., Delseny M., Kader J. C., Puigdomenech P. Multiple mRNA coding for phospholipid-transfer protein from Zea mays arise from alternative splicing//Gene. 1991. V. 99. P. 133-136.

13. Atkinson A. H., Heath R. L., Simpson R. J., Clarke A. E., Anderson M. A. Proteinase inhibitors in Nicotiana alata stigmas are derived from a precursor protein which is processed into five homologous inhibitors //Plant Cell. 1993. V. 5. P. 203-213.

14. Badaeva E. D., Friebe В., Gill B. S. Genome differentiation in Aegilops. 1. Distribution of highly repetitive DNA sequences on chromosomes of diploid species // Genome. 1996. V. 39. P. 293-306.

15. Berrocal-Lobo M., Segura A., Moreno M., Lopez G., Garcia-Olmedo F., Molina A. Snakin-2, an antimicrobial peptide from potato whose gene is locally induced by wounding and responds to pathogen infection //Plant Physiol. 2002. V. 128. P. 951961.

16. Bohlmann H., Apel K. Isolation and characterization of cDNAs coding for leaf-specific thionins closely related to the endosperm-specific hordothionin of barley Hordeum vulgare L. //Мої Gen Genet. 1987. V. 207. P. 446-454.

17. Bolter C., Jongsma M. A. The adaptation of insects to plant protease inhibitors // J Insect Physiol. 1997. V. 43. P. 885-895.

18. Bowden W. M. The taxonomy and nomenclature of the wheats, barleys and ryes and their relatives //Can. J. Bot. 1959. V. 37. P. 657-684.

19. Boyd P. M., Barnaby N., Tan-Wilson A., Wilson K. A. Cleavage specificity of the subtilisin-like protease CI from soybean //Biochim Biophys Acta. 2002. V. 1596. P. 269-282.

20. Brandolini A., Vaccino P., Boggini G., Ozkan H., Kilian B., Salamini F. Quantification of genetic relationships among A genomes of wheats //Genome. 2006. V. 49. P. 297-305.

21. Brennan R. G., Matthews B. W. The helix-turn-helix DNA binding motif // J Biol Chem. 1989. V. 264. P. 1903-1906.

22. Broekaert I., Lee H. I., Kush A., Chua N. H., Raikhel N. Wound-induced accumulation of mRNA containing a hevein sequence in laticifers of rubber tree (Hevea brasiliensis) //Proc Natl Acad Sci USA. 1990. V. 87. P. 7633-7637.

23. Broekaert W. F., Cammue B. P. A., De Bolle M. F. C., Thevissen K., De Samblanx G. W., Osborn R. W. Antimicrobial peptides from plants // Crit. Rev. Plant Sci. . 1997. V. 16. P. 297-323.

24. Broekaert W. F., Cammue B. P. A., Osborn R. W., Rees S. B. Biocidal chitin-binding proteins. International patent application W094/11511. 1994.

25. Broekaert W. F., Terras F. R., Cammue B. P., Osborn R. W. Plant defensins: novel antimicrobial peptides as components of the host defense system // Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 1353-1358.

26. Brown R. L., Kazan K., McGrath K. C., Maclean D. J., Manners J. M. A role for the GCC-box in jasmonate-mediated activation of the PDF1.2 gene of Arabidopsis //Plant Physiol. 2003. V. 132. P. 1020-1032.

27. Carmona M. J., Molina A., Fernandez J. A., Lopez-Fando J. J., Garcia-Olmedo F. Expression of the alpha-thionin gene from barley in tobacco confers enhanced resistance to bacterial pathogens //Plant J. 1993. V. 3. P. 457-462.

28. Carvalho A. O., Filho G. A., Ferreira B. S., Branco A. T., Okorokova-Facanha A. L., Gomes V. M. Cloning and characterization of a cDNA encoding a cowpea seed defensin and analysis of its expression //Protein Pept Lett. 2006. V. 13. P. 1029-1036.

29. Carvalho A. O., Gomes V. M. Role of plant lipid transfer proteins in plant cell physiology A concise review //Peptides. 2007. V. 28. P. 1144-1153.

30. Carvalho A. 0., Gomes V. M. Plant defensins prospects for the biological functions and biotechnological properties//Peptides. 2009. V. 30. P. 1007-1020.

31. Casey R., Domoney C., Ellis N. Legume storage proteins and their genes // Oxford surveys of plant molecular and cell biology, B. J. Miflin, Editor. 1986. Oxford University Press: Oxford, p. 1-95.

32. Casteels-Josson K., Capaci T., Casteels P., Tempst P. Apidaecin multipeptide precursor structure: a putative mechanism for amplification of the insect antibacterial response//Embo J. 1993. V. 12. P. 1569-1578.

33. Castro M. S., Fontes W. Plant defense and antimicrobial peptides //Protein Pept Lett. 2005. V. 12. P. 13-18.

34. Chagolla-Lopez A., Blanco-Labra A., Patthy A., Sanchez R., Pongor S. A novel alpha-amylase inhibitor from amaranth (Amaranthus hypocondriacus) seeds // J Biol Chem. 1994. V. 269. P. 23675-23680.

35. Chen G. H., Hsu M. P., Tan C. H.', Sung H. Y., Kuo C. G., Fan M. J., Chen H. M., Chen S., Chen C. S. Cloning and characterization of a plant defensin VaDl from azuki bean//J Agric Food Chem. 2005. V. 53. P. 982-988.

36. Chlan C. A., Borroto K., Kamalay J. A., Dure L. Developmental biochemistry of cottonseed embryogenesis and germination XIX. Sequences and genomic organization of the (globulin (vicilin)) genes of cottonseed. //Plant Mol Biol 1987. V. 9. P: 533546.

37. Claeson P., Goransson U., Johansson S., Luijendijk T., Bohlin L. Fractionation Protocol for the Isolation of Polypeptides from Plant Biomass //J Nat Prod. 1998. V. 61. P. 77-81.

38. Coffeen W. C., Wolpert T. J. Purification and characterization of serine proteases that exhibit caspase-like activity and are associated with programmed cell death in Avena sativa//Plant Cell. 2004. V. 16. P. 857-873'.

39. Colilla F. J., Rocher A., Mendez E. gamma-Purothionins: amino acid sequence of two polypeptides of a new family of thionins from wheat endosperm //FEBS Lett. 1990. V. 270. P. 191-194.

40. D'Hondt K., Bosch D., Van Damme J., Goethals M., Vandekerckhove J., Krebbers E. An aspartic proteinase present in seeds cleaves Arabidopsis 2 S albumin precursors in vitro//J Biol Chem. 1993. V. 268. P. 20884-20891.

41. De Bolle M. F., Eggermont K., Duncan R. E., Osborn R. W., Terras F. R., Broekaert W. F. Cloning and characterization of two cDNA clones encoding seed-specific antimicrobial peptides from Mirabilis jalapa L //Plant Mol Biol. 1995. V. 28. P. 713721.

42. Duvick J. P., Rood T., Rao A. G., Marshak D. R. Purification and characterization of a novel antimicrobial peptide from maize (Zea mays L.) kernels // J Biol Chem. 1992. V. 267. P. 18814-18820.

43. Dvorak J., Mcguire P. E., Cassidy B. Apparent sources of the A genomes of wheats inferred from polymorphism in abundance and restriction fragment length of repeated nucleotide sequences//Genome. 1988. V. 30. P. 680-689.

44. Egorov T. A., Odintsova T. I., Pukhalsky V. A., Grishin E. V. Diversity of wheat antimicrobial peptides //Peptides. 2005. V. 26. P. 2064-2073.

45. Eipper B. A., Stoffers D. A., Mains R. E. The biosynthesis of neuropeptides: peptide alpha-amidation //Annu Rev Neurosci. 1992. V. 15. P. 57-85.

46. Epple P., Apel K., Bohlmann H. An Arabidopsis thaliana thionin gene is inducible via a signal transduction pathway different from that for pathogenesis-related proteins // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 813-820.

47. Epple P., Apel K., Bohlmann H. Overexpression of an endogenous thionin enhances resistance of Arabidopsis against Fusarium oxysporum // Plant Cell. 1997. V. 9. P. 509-520.

48. Evett G. E., Donaldson D. M., Vernon L. P. Biological properties of Pyrularia thionin prepared from nuts of Pyrularia pubera//Toxicon. 1986. V. 24. P. 622-625.

49. Farrokhi N., Whitelegge J. P., Brusslan J. A. Plant peptides and peptidomics // Plant Biotechnol J. 2008. V. 6. P. 105-134.

50. Felizmenio-Quimio M. E., Daly N. L., Craik D. J. Circular proteins in plants: solution structure of a novel macrocyclic trypsin inhibitor from Momordica cochinchinensis // J Biol Chem. 2001. V. 276. P. 22875-22882.

51. Fleming A. J., Mandel T., Hofmann S., Sterk P., de Vries S. C., Kuhlemeier C. Expression pattern of a tobacco lipid transfer protein gene within the shoot apex // Plant J. 1992. V. 2. P. 855-862.

52. Florack D. E., Stiekema W. J. Thionins: properties, possible biological roles and mechanisms of action//Plant Mol Biol. 1994. V. 26. P. 25-37.

53. Flicker L. D. Carboxypeptidase E // Annu Rev Physiol. 1998. V. 50. P. 309-321.

54. Friebe B., Gill B. S. Chromosome banding and genome analysis in diploid and cultivated polyploid wheats // Methods in genome analysis in plants: their merits and piffals, P. P. Jauhar, Editor. 1996. CRC Press, Boca Ration: N.Y., L., Tokyo, p. 39-60.

55. Garcia-Olmedo F., Molina A., Alamillo J. M., Rodriguez-Palenzuela P. Plant defense peptides//Biopolymers. 1998. V. 47. P. 479-491.

56. Garcia-Olmedo F., Molina A., Segura A., Moreno M. The defensive role of nonspecific lipid-transfer proteins in plants //Trends Microbiol. 1995. V. 3. P. 72-74.

57. Garcia-Olmedo F., Rodriguez-Palenzuela P., Molina A., Alamillo J. M., Lopez-Solanilla E., Berrocal-Lobo M., Poza-Carrion C. Antibiotic activities of peptides,131hydrogen peroxide and peroxynitrite in plant defence //FEBS Lett. 2001. V. 498. P. 219-222.

58. Gincel E., Simorre J. P., Caille A., Marion D., Ptak M., Vovelle F. Three-dimensional structure in solution of a wheat lipid-transfer protein from multidimensional 1H-NMR data. A new folding for lipid carriers //Eur J Biochem. 1994. V. 226. P. 413-422.

59. Gomord V., Faye L. Posttranslational modification of therapeutic proteins in plants // Curr Opin Plant Biol. 2004. V. 7. P. 171-181.

60. Goransson U., Luijendijk T., Johansson S., Bohlin L., Claeson P. Seven novel macrocyclic polypeptides from Viola arvensis //J Nat Prod. 1999. V. 62. P. 283-286.

61. Goransson U., Sjogren M., Svangard E., Claeson P., Bohlin L. Reversible antifouling effect of the cyclotide cycloviolacin 02 against barnacles //J Nat Prod. 2004. V. 67. P. 1287-1290.

62. Guihard G., Benedetti H., Besnard M., Letellier L. Phosphate efflux through the channels formed by colicins and phage T5 in Escherichia coli cells is responsible for the fall in cytoplasmic ATP //J Biol Chem. 1993. V. 268. P. 17775-17780.

63. Hager K. P., Wind C. Two ways of legumin-precursor processing in conifers. Characterization and evolutionary relationships of Metasequoia cDNAs representing two divergent legumin gene subfamilies //Eur J Biochem. 1997. V. 246. P. 763-771.

64. Hallock Y. F., Sowder R. C., 2nd, Pannell L. K., Hughes C. B., Johnson D. G., Gulakowski R., Cardellina J. H., 2nd, Boyd M. R. Cycloviolins A-D, anti-HIV macrocyclic peptides from Leonia cymosa // J Org Chem. 2000. V. 65. P. 124-128.

65. Hara-Nishimura I., Inoue K., Nishimura M. A unique vacuolar processing enzyme responsible for conversion of several proprotein precursors into the mature forms // FEBS Lett. 1991. V. 294. P. 89-93.

66. Hara-Nishimura I., Takeuchi Y., Nishimura M. Molecular characterization of a vacuolar processing enzyme related to a putative cysteine proteinase of Schistosoma mansoni //Plant Cell. 1993. V. 5. P. 1651-1659.

67. Heath R. L., Barton P. A., Simpson R. J., Reid G. E., Lim G., Anderson M. A. Characterization of the protease processing sites in a multidomain proteinase inhibitor precursor from Nicotiana alata //Eur J Biochem. 1995. V. 230. P. 250-257.

68. Huang R. H., Xiang Y., Liu X. Z., Zhang Y., Hu Z., Wang D. C. Two novel antifungal peptides distinct with a five-disulfide motif from the bark of Eucommia ulmoides Oliv //FEBS Lett. 2002. V. 521. P. 87-90.

69. Huang R. H., Xiang Y., Tu G. Z., Zhang Y., Wang D. C. Solution structure of Eucommia antifungal peptide: a novel structural model distinct with a five-disulfide motif//Biochemistry. 2004. V. 43. P. 6005-6012.

70. Ishii S. Legumain: asparaginyl endopeptidase //Methods Enzymol. 1994. V. 244. P. 604-615.

71. Jaaska V. NADP-dependent aromatic alcohol dehydrogenase in polyploid wheats and their diploid relatives. On the origin and phylogeny of polyploid wheats // Theoretical and Applied Genetics. 1978. V. 53. P. 209-217.

72. Jang G. S., Lee H. J., Chang S. J., Seo Y. W. Expression and promoter analysis of the TaLTPl gene induced by drought and salt stress in wheat (Triticum aestivum L.) // Plant Sci. 2004. V. 167. P. 995-1001.

73. Janzik I., Macheroux P., Amrhein N., Schaller A. LeSBTl, a subtilase from tomato plants. Overexpression in insect cells, purification, and characterization // J Biol Chem. 2000. V. 275. P. 5193-5199.

74. Jennings C., West J., Waine C., Craik D., Anderson M. Biosynthesis and insecticidal properties of plant cyclotides: the cyclic knotted proteins from Oldenlandia affinis // Proc Natl Acad Sci USA. 2001. V. 98. P. 10614-10619.

75. Johnson T. C., Wada K., Buchanan B. B., Holmgren A. Reduction of purothionin by the wheat seed thioredoxin system //Plant Physiol. 1987. V. 85. P. 446-451.

76. Julius D., Brake, A., Blair, L., Kunisawa, R., Thorner, J. . Isolation of the putative structural gene for the lysine-arginine cleaving endopeptidase required for processing of yeast preproalfa-factor. //Cell. 1984. V. 37.

77. Jung H. W., Kim W., Hwang B. K. Three pathogen-inducible genes encoding lipid transfer protein from pepper are differentially activated by pathogens, abiotic, and environmental stresses //Plant Cell Environ. 2003. V. 26. P. 915-928.

78. Kader J. C. Lipid-Transfer Proteins in Plants // Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 1996. V. 47. P. 627-654.

79. Kembhavi A. A., Buttle D. J., Knight C. G., Barrett A. J. The two cysteine endopeptidases of legume seeds: purification and characterization by use of specific fluorometric assays //Arch Biochem Biophys. 1993. V. 303. P. 208-213.

80. Kimber G., Feldman M. Wild wheat: an introduction. 1987. College of Agriculture, University of Missouri-Columbia. 146 p.

81. Koike M., Okamoto T., Tsuda S., Imai R. A novel plant defensin-like gene of winter wheat is specifically induced during cold acclimation // Biochem Biophys Res Commun. 2002. V. 298. P. 46-53.

82. Kosina R. Selected items of wheat variation from paleobotany to molecular biology //Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 1999. V. 68. P. 129-141.

83. Kozlov S. A., Vassilevski A. A., Grishin E. V. Secreted protein and peptide biosynthesis: precursor structures and processing mechanisms // Protein biosynthesis. 2009. Nova Science Publishers, Inc. P. 225-248.

84. Kramer K. J., Klassen L. W., Jones B. L., Speirs R. D., Kammer A. E. Toxicity of purothionin and its homologues to the tobacco hornworm, Manduca sexta (L.) (Lepidoptera:Sphingidae) //Toxicol Appl Pharmacol. 1979. V. 48. P. 179-183.

85. Lay F. T., Brugliera F., Anderson M. A. Isolation and properties of floral defensins from ornamental tobacco and petunia//Plant Physiol. 2003. V. 131. P. 1283-1293.

86. Le-Nguyen D. L., Heitz A., Chiche L., Castro B., Baigegrain F., Favel A., Coletti-Previero A. Molecular recognition between serine proteases and new bioactive microproteins with a knotted structure //Biochimie. 1990. V. 72. P. 431-435.

87. Lee H. I., Broekaert, W.F., Raikhel, N.V. Co- and post-translational processing of the hevein preproprotein of latex of the rubber tree (Hevea brasiliensis) //J. Biol. Chem. . 1991. V. 266. P. 15944-15948.

88. Lee H. I., Raikhel N. V. Prohevein is poorly processed but shows enhanced resistance to a chitin-binding fungus in transgenic tomato plants //Braz J Med Biol Res. 1995. V. 28. P. 743-750.

89. Lehrer R. I., Ganz T., Selsted M. E. Defensins: endogenous antibiotic peptides of animal cells //Cell. 1991. V. 64. P. 229-230.

90. Li S. S., Claeson P. Cys/Gly-rich proteins with a putative single chitin-binding domain from oat (Avena sativa) seeds //Phytochemistry. 2003. V. 63. P. 249-255.

91. Lindberg I., Hutton, J.C. . Peptide processing proteinases with selectivity for paired basic residues // Peptide Biosynthesis and Processing F. L. D. B. Raton, Editor. 1991, CRC Press, p. 141-174.

92. Lindholm P., Goransson U., Johansson S., Claeson P., Gullbo J., Larsson R., Bohlin L., Backlund A. Cyclotides: a novel type of cytotoxic agents // Mol Cancer Ther. 2002. V. 1. P. 365-369.

93. Lipkin A., Anisimova V., Nikonorova A., Babakov A., Krause E., Bienert M., Grishin E., Egorov T. An antimicrobial peptide Ar-AMP from amaranth (Amaranthus retroflexus L.) seeds //Phytochemistry. 2005. V. 66. P. 2426-2431.

94. Lipkind G., Gong Q., Steiner D. F. Molecular modeling of the substrate specificity of prohormone convertases SPC2 and SPC3 // J Biol Chem. 1995. V. 270. P. 1327713284.

95. Liu Y., Luo J., Xu C., Ren F., Peng C., Wu G., Zhao J. Purification, characterization, and molecular cloning of the gene of a seed-specific antimicrobial protein from pokeweed//Plant Physiol. 2000. V. 122. P. 1015-1024.

96. Mac Key J. The taxonomy of hexaploid wheat // Swensk Botanisk Tidskrift. 1954. V. 48. P. 587-597.

97. Marcus J. P., Green J. L., Goulter K. C., Manners J. M. A family of antimicrobial peptides is produced by processing of a 7S globulin protein in Macadamia integrifolia kernels//Plant J. 1999. V. 19. P. 699-710.

98. Martins J. C., Maes D., Loris R., Pepermans H. A., Wyns L., Willem R., Verheyden P. H NMR study of the solution structure of Ac-AMP2, a sugar binding antimicrobial protein isolated from Amaranthus caudatus //J Mol Biol. 1996. V. 258. P. 322-333.

99. Mentlein R. Dipeptidyl-peptidase IV (CD26)~role in the inactivation of regulatory peptides // Regul Pept. 1999. V. 85. P. 9-24.

100. Meyer B., Houlne G., Pozueta-Romero J., Schantz M. L., Schantz R. Fruit-specific expression of a defensin-type gene family in bell pepper. Upregulation during ripening and upon wounding //Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 615-622.

101. Molina A., Garcia-Olmedo F. Developmental and pathogen-induced expression of three barley genes encoding lipid transfer proteins //Plant J. 1993. V. 4. P. 983-991.

102. Molina A., Garcia-Olmedo F. Enhanced tolerance to bacterial pathogens caused by the transgenic expression of barley lipid transfer protein LTP2 //Plant J. 1997. V. 12. P. 669-675.

103. Montesinos E. Antimicrobial peptides and plant disease control // FEMS Microbiol Lett. 2007. V. 270. P. 1-11.

104. Morris R., Sears E. R. The cytogenetics of wheat and its relatives // Wheat and Wheat improvement, R. S. Quisenberry,L. P. Reitz, Editors. 1967: Madison, p. 19-87.

105. Nakayama K. Furin: a mammalian subtilisin/Kex2p-like endoprotease involved in processing of a wide variety of precursor proteins //Biochem J. 1997. V. 327. P. 625635.

106. Naranjo T. Chromosome structure of Triticum longissimum relative to wheat // Theoretical and Applied Genetics. 1995. V. 91. P. 105-109.

107. Nielsen K. J., Heath R. L., Anderson M. A., Craik D. J. The three-dimensional solution structure by 1H NMR of a 6-kDa proteinase inhibitor isolated from the stigma ofNicotiana alata//J Mol Biol. 1994. V. 242. P. 231-243.

108. Nielsen K. K., Nielsen J. E., Madrid S. M., Mikkelsen J. D. New antifungal proteins from sugar beet (Beta vulgaris L.) showing homology to non-specific lipid transfer proteins//Plant Mol Biol. 1996. V. 31. P. 539-552.

109. Nielsen K. K., Nielsen J. E., Madrid S. M., Mikkelsen J. D. Characterization of a new antifungal chitin-binding peptide from sugar beet leaves //Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 83-91.

110. Oerke E.-C., Dehne H.-W., Schonbeck F., Weber A. Crop Production and Crop Protection: Estimated Losses in Major Food and Cash Crops. 1994, Amsterdam: Elsevier Science Ltd. 830.

111. Ohtani S., Okada T., Yoshizumi H., Kagamiyama H. Complete primary structures of two subunits of purothionin A, a lethal protein for brewer's yeast from wheat flour /7 J Biochem. 1977. V. 82. P. 753-767.

112. Onaderra M., Monsalve R. I., Mancheno J. M., Villalba M., Martinez del Pozo A., Gavilanes J. G., Rodriguez R. Food mustard allergen interaction with phospholipid vesicles //Eur J Biochem. 1994. V. 225. P. 609-615.

113. Park S. S., Abe K., Kimura M., Urisu A., Yamasaki N. Primary structure and allergenic activity of trypsin inhibitors from the seeds of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) //FEBS Lett. 1997. V. 400. P. 103-107.

114. Park S. Y., Jauh G. Y., Mollet J. C., Eckard K. J., Nothnagel E. A., Walling L. L., Lord E. M. A lipid transfer-like protein is necessary for lily pollen tube adhesion to an in vitro stylar matrix//Plant Cell. 2000. V. 12. P. 151-164.

115. Pathak G. N. Studies in the cytology of sereals //J. Genet. 1940. V. 39. P. 437-467.

116. Pelegrini P. B., Quirino B. F., Franco O. L. Plant cyclotides: an unusual class of defense compounds //Peptides. 2007. V. 28. P. 1475-1481.

117. Pena-Cortes H., Willmitzer L., Sanchez-Serrano J. J. Abscisic Acid Mediates Wound Induction but Not Developmental-Specific Expression of the Proteinase Inhibitor II Gene Family//Plant Cell. 1991. V. 3. P. 963-972.

118. Ponz F., Paz-Ares J., Hernandez-Lucas C., Garcia-Olmedo F., Carbonero P. Cloning and nucleotide sequence of a cDNA encoding the precursor of the barley toxin alpha-hordothionin //Eur J Biochem. 1986. V. 156. P. 131-135.

119. Prigge S. T., Mains R. E., Eipper B. A., Amzel L. M. New insights into copper monooxygenases and peptide amidation: structure, mechanism and function // Cell Mol Life Sci. 2000. V. 57. P. 1236-1259.

120. Provan J., Wolters P., Caldwell K. H., Powell W. High-resolution organellar genome analysis of Triticum and Aegilops sheds new light on cytoplasm evolution in wheat // Theor Appl Genet. 2004. V. 108. P. 1182-1190.

121. Pyee J., Kolattukudy P. E. The gene for the major cuticular wax-associated protein and three homologous genes from broccoli (Brassica oleracea) and their expression patterns //Plant J. 1995. V. 7. P. 49-59.

122. Pyee J., Yu H., Kolattukudy P. E. Identification of a lipid transfer protein as the major protein in the surface wax of broccoli (Brassica oleracea) leaves // Arch Biochem Biophys. 1994. V. 311. P. 460-468.

123. Raikhel N. V., Lee H.-I. Structure and function of chitin-binding proteins //Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 1993. V. 44. P. 591-615.

124. Reimann-Philipp U., Behnke S., Batschauer A., Schafer E., Apel K. The effect of light on the biosynthesis of leaf-specific thionins in barley, Hordeum vulgare // Eur J Biochem. 1989. V. 182. P. 283-289.

125. Rivillas-Acevedo L. A., Soriano-Garcia M. Isolation and biochemical characterization of an antifungal peptide from Amaranthus hypochondriacus seeds // J Agric Food Chem. 2007. V. 55. P. 10156-10161.

126. Romero A., Alamillo J. M., Garcia-Olmedo F. Processing of thionin precursors in barley leaves by a vacuolar proteinase //Eur J Biochem. 1997. V. 243. P. 202-208.'

127. Saether O., Craik D. J., Campbell I. D., Sletten K., Juul J., Norman D. G. Elucidation of the primary and three-dimensional structure of the uterotonic polypeptide kalata B1 //Biochemistry. 1995. V. 34. P. 4147-4158.

128. Samuel D., Liu Y. J., Cheng C. S., Lyu P. C. Solution structure of plant nonspecific lipid transfer protein-2 from rice (Oryza sativa) // J Biol Chem. 2002. V. 277. P. 35267-35273.

129. Satani M., Takahashi K., Sakamoto H., Harada S., Kaida Y., Noguchi M. Expression and characterization of human bifiinctional peptidylglycine alpha-amidating monooxygenase//Protein Expr Purif. 2003. V. 28. P. 293-302.

130. Sax K. Sterility in wheat hybrids. Et. Chromosome behavior in partially sterile hybrids //Genetics. 1922. V. 7. P. 513-552.

131. Schechter I., Berger A. On the size of the active site in proteases. I. Papain //Biochem Biophys Res Commun. 1967. V. 27. P. 157-162.

132. Schrader-Fischer G., Apel K. cDNA-derived identification of novel thionin precursors in Viscum album that contain highly divergent .thionin domains but conserved signal and acidic polypeptide domains //Plant Mol Biol. 1993. V. 23. P. 1233-1242.

133. Schuler T. H., Poppy G. M., Kerry B. R., Denholm I. Insect-resistant transgenic plants //Trends Biotech. 1998. V. 16. P. 168-175.

134. Scott M. P., Jung R., Muntz K., Nielsen N. C. A protease responsible for post-translational cleavage of a conserved Asn-Gly linkage in glycinin, the major seed storage protein of soybean//Proc Natl Acad Sci USA. 1992. V. 89. P. 658-662.

135. Segura A., Moreno M., Garcia-Olmedo F. Purification and antipathogenic activity of lipid transfer proteins (LTPs) from the leaves of Arabidopsis and spinach // FEBS Lett. 1993. V. 332. P. 243-246.

136. Segura A., Moreno M., Molina A., Garcia-Olmedo F. Novel defensin subfamily from spinach (Spinacia oleracea) //FEBS Lett. 1998. V. 435. P. 159-162.

137. Selitrennikoff C. P. Antifungal proteins //Appl Environ Microbiol. 2001. V. 67. P. 2883-2894.

138. Sels J., Mathys J., De Coninck B. M., Cammue B. P., De Bolle M. F. Plant pathogenesis-related (PR) proteins: a focus on PR peptides //Plant Physiol Biochem. 2008. V. 46. P. 941-950.

139. Shin D. H., Lee J. Y., Hwang K. Y., Kim K. K., Suh S. W. High-resolution crystal structure of the non-specific lipid-transfer protein from maize seedlings // Structure. 1995. V. 3.P. 189-199.

140. Silverstein K. A., Graham M. A., Paape T. D., VandenBosch K. A. Genome organization of more than 300 defensin-like genes in Arabidopsis // Plant Physiol. 2005. V. 138. P. 600-610.

141. Silverstein K. A., Moskal W. A., Jr., Wu H. C., Underwood B. A., Graham M. A., Town C. D., VandenBosch K. A. Small cysteine-rich peptides resembling antimicrobial peptides have been under-predicted in plants //Plant J. 2007. V. 51. P. 262-280.

142. Sossountzov L., Ruiz-Avila L., Vignols F., Jolliot A., Arondel V., Tchang F., Grosbois M., Guerbette F., Miginiac E., Delseny M., et al. Spatial and temporal expression of a maize lipid transfer protein gene //Plant Cell. 1991. V. 3. P. 923-933.

143. Srivastava R., Liu J. X., Howell S. H. Proteolytic processing of a precursor protein for a growth-promoting peptide by a subtilisin serine protease in Arabidopsis // Plant J. 2008. V. 56. P. 219-227.

144. Stec B. Plant thionins-the structural perspective //Cell Mol Life Sei. 2006. V. 63. P. 1370-1385.

145. Steinmuller K., Batschauer A., Apel K. Tissue-specific and light-dependent changes of chromatin organization in barley (Hordeum vulgare) //Eur J Biochem. 1986. V. 158. P. 519-525.

146. Sterk P., Booij H., Schellekens G. A., Van Kämmen A., De Vries S. C. Cell-specific expression of the carrot EP2 lipid transfer protein gene //Plant Cell. 1991. V. 3. P. 907-921.

147. Stuart L. S., Harris T. H. Bactericidal and fungicidal, properties of a crystalline proteinfrom unbleached wheat flour//Cereal Chem. 1942. V. 19. P. 288-300.

148. Tabiasco J., Pont F., Foumie J. J., Vercellone A. Mistletoe viscotoxins increase naturalkiller cell-mediated cytotoxicity //Eur J Biochem. 2002. V. 269. P. 2591-2600.

149. Tailor R. H., Acland D. P., Attenborough S., Cammue B. P., Evans I. J., Osborn R.

150. W., Ray J. A., Rees S. B., Broekaert W. F. A novel family of small cysteine-richantimicrobial peptides from seed of Impatiens balsamina is derived from a singleprecursor protein //J Biol Chem. 1997. V. 272. P. 24480-24487.

151. Tam J. P., Lu Y. A., Yang J. L., Chiu K. W. An unusual structural motif ofantimicrobial peptides containing end-to-end macrocycle and cystine-knot disulfides //

152. Proc Natl Acad Sei USA. 1999. V. 96. P. 8913-8918.

153. Terras F. R., Penninckx I. A., Goderis I. J., Broekaert W. F. Evidence that the role of plant defensins in radish defense responses is independent of salicylic acid // Planta. 1998. V. 206. P. 117-124.

154. Thevissen K., Ferket K. K., Francois I. E., Cammue B. P. Interactions of antifungal plant defensins with fungal membrane components //Peptides. 2003. V. 24. P. 17051712.

155. Thevissen K., Ghazi A., De Samblanx G. W., Brownlee C., Osborn R. W., Broekaert W. F. Fungal membrane responses induced by plant defensins and thionins // J Biol Chem. 1996. V. 271. P. 15018-15025.

156. Thevissen K., Osborn R. W., Acland D. P., Broekaert W. F. Specific, high affinity binding sites for an antifungal plant defensin on Neurospora crassa hyphae and microsomal membranes //J Biol Chem. 1997. V. 272. P. 32176-32181.

157. Thevissen K., Warnecke D. C., Francois I. E., Leipelt M., Heinz E., Ott C., Zahringer U., Thomma B. P., Ferket K. K., Cammue B. P. Defensins from insects and plants interact with fungal glucosylceramides //J Biol Chem. 2004. V. 279. P. 3900-3905.

158. Thoma S., Hecht U., Kippers A., Botella J., De Vries S., Somerville C. Tissue-specific expression of a gene encoding a cell wall-localized lipid transfer protein from Arabidopsis//Plant Physiol. 1994. V. 105. P. 35-45.

159. Thoma S., Kaneko Y., Somerville C. A non-specific lipid transfer protein from Arabidopsis is a cell wall protein //Plant J. 1993. V. 3. P. 427-436.

160. Thomma B. P., Cammue B. P., Thevissen K. Plant defensins // Planta. 2002. V. 216. P. 193-202.

161. Torres-Schumann S., Godoy J. A., Pintor-Toro J. A. A probable lipid transfer protein gene is induced by NaCl in stems of tomato plants // Plant Mol Biol. 1992. V. 18. P. 749-757.

162. Trabi M., Craik D. J. Circular proteins—no end in sight //Trends Biochem Sci. 2002. V. 27. P. 132-138.

163. Tsuboi S., Osafune T., Tsugeki R., Nishimura M., Yamada M. Nonspecific lipid transfer protein in castor bean cotyledon cells: subcellular localization and a possible role in lipid metabolism //J Biochem. 1992. V. 111. P. 500-508.

164. Van Parijs J., Broekaert, W.F., Goldstein, I.J., Peumans, WJ. . Hevein: an antifungal protein from rubber-tree (Hevea brasiliensis) latex//Planta: 1991. V. 183. P. 315-323.

165. Van Slageren M. W. Wild wheats: a monograph of Aegilops L. and Amblyopyrtim (Jaub. & Spach) Eig (Poaceae). 1994, Wageningen: Agricultural University. 513.

166. Vernon L. P., Bell J. D. Membrane structure, toxins and phospholipase A2 activity // Pharmacol Ther. 1992. V. 54. P. 269-295.

167. Wall J., Golding C. A., Van Veen M., O'Shea P. The use <?f fluoresceinphosphatidylethanolamine (FPE) as a real-time probe for peptide-membrane interactions//Mol Membrane Biol. 1995. V. 12. P. 183-192.

168. Walujono K., Scholma R. A., Beintema J. J., Mariono A., Hahn A. M. Amino acid sequence of hevein//Proc Int Rubber Conf. 1975. V. 2. P. 518-531.

169. Witherup K. M., Bogusky M. J., Anderson P. S., Ramjit H., Ransom R. W., Wood T., Sardana M. Cyclopsychotride A, a biologically active, 31-residue cyclic peptide isolated from Psychotria longipes //J Nat Prod. 1994. V. 57. P. 1619-1625.

170. Xin X., Varlamov O., Day R., Dong W., Bridgett M. M., Leiter E. H., Flicker L. D. Cloning and sequence analysis of cDNA encoding rat carboxypeptidase D // DNA Cell Biol. 1997. V. 16. P. 897-909.

171. Yamada K., Shimada T., Kondo M., Nishimura M., Hara-Nishimura I. Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-Gln bonds of a single precursor by vacuolar processing enzyme //J Biol Chem. 1999. V. 274. P. 2563-2570.

172. Yang H., Matsubayashi Y., Nakamura K., Sakagami Y. Diversity of Arabidopsis genes encoding precursors for phytosulfokine, a peptide growth factor //Plant Physiol. 2001. V. 127. P. 842-851.

173. Yeats T. H., Rose J. K. The biochemistry and biology of extracellular plant lipid-transfer proteins (LTPs) //Protein Sci. 2008. V. 17. P. 191-198.cJ