Характерные особенности химерных белков RecAX21 и RecAX53(Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli), обладающих повышенной рекомбиногенностью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Червякова, Дарья Борисовна

• Червякова, Дарья Борисовна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Червякова, Дарья Борисовна

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Введение.

1. 2. Функции гомологической рекомбинации.

1. 3.Функции белка RecA.

1. 4. Структурно-функциональные особенности белка RecA.

1.4. 1. Первая кристаллическая структура белка RecA.

1. 4. 2. Структуры активных филаментов RecA.

1.5. Биохимические свойства белка RecA.

1.5. 1. Реакция переноса нити.

1. 5. 2. Взаимодействие белка RecA с он ДНК.

1. 5. 3. Гидролиз АТФ.

1.5.4. Связывание белка RecA с двунитевой ДНК.

1.5.5. Роль белка SSB в реакции переноса нити.:.

1. 6. Гиперрекомбинация: SOS-зависимая и SOS-независимая.

1. 7. Гиперрекомбиногенный белок RecAPa.

1.8. Химерные белки RecAX (Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli).

Глава 2. Материалы и методы.

2. 1. Конструирование векторов для экспрессии химерных белков.

2. 2. Бактериальные штаммы.

2. 3. Ферменты и реактивы.

2. 4. ДНК.

2. 5. Среды.

2. 6. Подготовка хроматографических носителей для выделения белков.

2. 7. Выделение и очистка белков.

2. 8. Реакции, катализируемые белками RecA.

2. 8. 1. Гидролиз АТФ.

2. 8. 2. Реакция переноса нити.

2. 8. 3. Флюоресцентный метод анализа скорости инициации реакции переноса нити.

2. 8. 4. Точность результатов.

Глава 3. Результаты и обсуждение.:.

Исследование рекомбинационных свойств химерных белков ЫесАХ21 относительно Н.есАХ20 и химерного белка 1*есАХ53, по сравнению с белками ЯесАЕс и КесАРа.

3.1. Скорости гидролиза АТФ, характерные химерным белкам

КесАХ21, ЯесАХ20 и ЯесАХ53.

3. 2. Стехиометрия связывания химерных белков.

3.3. Аффинность химерных белков КесАХ20, ЫесАХ21 и 11есАХ53 к онДНК.

3. 4. Формирование химерными белками ЯесАХ20,11есАХ21 и ЯесАХ пресинаптических комплексов на коротких олигонуклеотидах.

3.5. Вытеснение химерными белками КесАХ21,11есАХ20 и 11есАХ53 белка ББВ с кольцевой онДНК.

3. 6. Диссоциация химерных белков КесАХ20, ЯесАХ21 и ЯесАХ с конца линейной онДНК.

3. 7. Связывание химерных белков ЯесАХ20, ЯесАХ21 и 11есАХ53 с днДНК.

3. 8. Эффективность химерных белков НесАХ21. ЯесАХ20 и ЯесАХ53 в реакции переноса нити ДНК.

3. 9. Белок ЯесАХ53 активнее белков Ясс А Ее и ЯесАРа инициирует реакцию переноса нити.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Характерные особенности химерных белков RecAX21 и RecAX53(Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli), обладающих повышенной рекомбиногенностью»

Актуальность проблемы Гомологическая рекомбинация (ГР) представляет собой один из фундаментальных биологических механизмов, происходящих в живой клетке. Она необходима для репарации повреждений ДНК, репликации генома и правильной сегрегации хромосом в мейозе. ГР является основным механизмом поддержания генетической изменчивости популяций (Ланцов, 2007; Roca et al., 1997).

Открытие гена г ее А, выполняющего основные функции процесса ГР у Escherichia coli, сделанное в 1965 году Кларком и Маргулисом, ознаменовало начало эры изучения молекулярных механизмов рекомбинации (Clark et al., 1965). Фундаментальную роль белка RecA в регуляции метаболизма ДНК отражает его высокая консервативность в эволюции: его структурные и функциональные гомологи были обнаружены во всех трех царствах живого - у бактерий, архей и эукариот (Amundsen et al., 2003; Kuzminov, 1999).

Образуя активный филамент на ДНК, белок RecA выполняет несколько функций в бактериальной клетке (Ланцов, 2007; Galletto et al., 2007; Roca et al., 1997). Он осуществляет основной процесс ГР — трансферазную реакцию, участвует в репарации ДНК, обладает копротеазной активностью, катализируя автокаталитическое расщепление белка LexA, ряда других репрессоров и индуцируя тем самым SOS-ответ, а также задействован в SOS-мутагенезе (Сох, 2007).

В свете важной биологической роли белка RecA, особого внимания заслуживают такие белки RecA, которые обладают усиленными рекомбинационными свойствами. Изучение свойств гиперрекомбиногенных белков RecA позволит детальнее понять осуществляемую белком RecA трансферазную реакцию и выделить наиболее важные для осуществления обмена гомологичными нитями ДНК характеристики белка RecA.

Исследование белков RecA, обладающих повышенной рекомбиногенностью, позволило выявить два механизма, приводящих к повышению частоты рекомбинационных обменов (ЧРО) в клетке: SOS-зависимый и SOS-независимый (Lanzov, 2002). В первом случае ЧРО преимущественно увеличивается в результате накопления белка RecA в клетке при RecA-опосредованной дерепрессии SOS-оперона, а во втором случае к высоким значениям ЧРО приводит повышенная активность самого белка RecA, вызванная его структурными особенностями. Известные мутантные формы белка RecA из Escherichia coli (RecAEc): белки RecA441 и RecA730 повышают ЧРО по SOS-зависимому пути (Lavery et al., 1990; Lavery et al., 1992), а белок RecA из Pseudomonas aeruginosa (RecAPa) вызывает увеличение ЧРО по SOS-независимому механизму (Namsaraev et al., 1998).

Одним из первых изученных гиперрекомбиногенных белков RecA, вызывающих повышение ЧРО по SOS-независимому пути, можно по праву считать белок RecAPa, вызывающий увеличение частоты рекомбинации в 6,5 раз по сравнению с белком RecAEc, при отсутствии индукции SOS-функций клетки (Namsaraev et al., 1998). По сравнению с белком RecAEc, с гиперрекомбиногенностыо белка RecAPa коррелирует повышенная стабильность его нуклеопротеиновых филаментов, более активное вытеснение белком RecAPa белка SSB с онДНК и связывание с днДНК, а также повышенная активность белка RecAPa в инициации реакции переноса нити ДНК (Namsaraev et al., 1998).

Для более детального исследования рекомбинационных свойств белка RecA создали 54 химерных гена г ее А, состоящих из фрагментов генов гесА из Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli (Ogawa et al., 1992). Генетический анализ выявил среди них 31 рекомбинационно полноценный ген recAX (Bakhlanova et al., 2001). Наше внимание привлекли 3 химерных гена: пара гесАХ20 и гесАХ21, и ген гесАХ53. Химерный белок RecAX21 отличается от белка RecAX20 одной аминокислотной заменой (а. з.) L29M, но при этом обладает почти втрое большей рекомбиногенностыо, чем белок RecAX20. Химерный белок RecAX20 отличается от белка RecAEc 5 а. з. и практически не отличается от него по ЧРО. Экспрессия гена гесАХ53 приводит к повышению ЧРО в бактериальных клетках почти в 9 раз, по сравнению с геном гесАЕс, и в 1,5 раза - по сравнению с recAPa (Bakhlanova et al., 2001). Все три химерные гены гесА не приводят к конститутивной индукции SOS-функций клетки, т.е. для белков RecAX21 и RecAX53 характерен SOS-независмый механизм гиперрекомбинации, как и для белка RecAPa (Bakhlanova et al., 2001). Перед нами возник вопрос: какие свойства лежат в основе повышенной рекомбиногенности белков RecAX21 и RecAX53? В представленной работе дается ответ на поставленный вопрос.

Цель работы. Целью работы было выявление тех биохимических особенностей белков RecAX21 и RecAX53, которые лежат в основе их повышенной рекомбиногенности.

Задачи исследования. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) создание экспрессионной системы для выделения и очистки белков RecAX20, RecAX21 и RecAX53;

2) сравнение биохимических свойств белков RecAX20 и RecAX21 и изучение биохимических характеристик белка RecAX53 относительно белков-предшественников RecAEc и RecAPa по следующей схеме:

• выявление особенностей пресинаптических комплексов, формируемых химерными белками КесА;

• изучение характера взаимодействия химерных белков КесА с днДНК;

• исследование трансферазной активности в реакции переноса нити, катализируемой химерными белками КесА.

3) анализ полученных результатов и определение биохимических свойств белков ИесАХ21 и ЯесАХ53, являющихся для них общими.

Научная новизна и практическая ценность работы.

Впервые выявлены характерные свойства гиперрекомбиногенных белков 11есАХ21 и ЯесАХ53, лежащие в основе их рекомбиногенности. Выявлена корреляция между высокой рекомбиногенностью мутантных белков ЯесАХ21 и ЛесАХЗЗ и их повышенной агрессивностью в инициации реакции обмена гомологичными нитями ДНК, подтверждающая гипотезу о повышенной активности гиперрекомбиногенных белков именно на стадии инициации рекомбинационного обмена (Ьапгоу, 2002). Обнаружена связь между гиперрекомбиногенностью белков КесАХ21 и ЯесАХ53 и их повышенной кинетической активностью. Предложена гипотеза о связи гиперрекомбиногенности белков ЯесА с изменениями в межмономерных взаимодействиях их нуклеопротеиновых филаментов. Найдена взаимосвязь между ЭОЗ-независимым механизмом гиперрекомбинации, свойственным белкам ЯесАХ21 и ЯесАХ53, и активным формированием этими белками нуклеопротеиновых филаментов на днДНК.

Проведенное исследование относится к числу фундаментальных. Оно позволило установить молекулярные механизмы, лежащие в основе гиперрекомбинации. Кроме фундаментальной роли, данное исследование может иметь и прикладной характер.

В перспективе гиперрекомбиногенные белки можно было бы использовать для повышения эффективности процедуры генетического модифицирования или даже генотерапии: создав конструкцию для временной экспрессии гиперрекомбиногенного белка ЯесА и введя ее в соматические клетки высших эукариот, можно было бы повысить (в норме низкую) частоту гомологической рекомбинации в клетке, увеличив тем самым эффективность адресной доставки генетического материала.

Точное знание структурно-функциональных взаимосвязей в белке КесА является необходимым условием для разработки новых антибиотиков, действие которых будет основываться на повышении эффективности известных антибактериальных препаратов путем ингибирования каких-либо функций белка КесА. Поскольку большинство антибиотиков вызывают повреждения ДНК, а репарация серьезных структурных повреждений ДНК (таких как однонитевые бреши и двунитевые разрвы ДНК) и восстановление репликации строго зависят от белка ЯесА, ингибиторы этого белка могли бы усиливать эффективность антибиотиков (\Vigle е1 а1., 2007). Белок ЫесА выполняет также основную роль в поддержании генетического разнообразия популяций и, в частности, в развитии устойчивости к антибиотикам. Одновременное применение ингибиторов белка ЯесА с антибиотиками смогло бы приостановить или даже воспрепятствовать развитию устойчивости бактерий к применяемым лекарствам.

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых Петербургского института ядерной физики (Гатчина, 1999—2001 гг.) и на XII Международной школе-конференции молодых ученых "Биология — наука XXI века" (Пущино, 2008 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Белок 11есАХ20, отличающийся от белка КесАЕс пятью а. з., по биохимическим характеристикам практически не отличается от белка КесАЕс.

2) По сравнению с белками 11есАХ20 и КесАЕс, белок КесАХ21: а) обладает пониженной скоростью гидролиза АТФ; б) эффективнее конкурирует с белком ЭЗВ за связывание с однонитевой ДНК (он ДНК); в) эффективнее связывается с короткими онДНК; г) медленнее диссоциирует с 5'-конца онДНК; д) более эффективен в инициации реакции переноса нити; е) обладает неизмененной стабильностью пресинаптических комплексов; е) активнее связывается с двунитевой ДНК (днДНК).

3) По сравнению с белками КесАЕс и ЯесАРа, гиперрекомбиногенный белок ЯесАХ53: а) обладает повышенной скоростью гидролиза АТФ; б) эффективнее вытесняет белок ЯвВ с онДНК; в) активнее белка КесАЕс, но менее эффективно, чем белок ЯесАРа, связывается с короткими онДНК; г) характеризуется ускоренной диссоциацией с онДНК; д) более активен в инициации реакции переноса нити; е) обладает меньшей стабильностью пресинаптических комплексов; ж) активнее связывается с днДНК.

4) Сравнительный анализ свойств белков ЯесАХ21 и 11есАХ53 позволяет заключить, что их высокая рекомбиногенность обеспечивается: а) эффективной конкуренцией с белком ББВ за связывание с онДНК и б) способностью к быстрой инициации реакции переноса нити.

5) Активное связывание химерных белков ЯесАХ21 и ЯесАХ53 с днДНК объясняет свойственный этим белкам БОВ-независимый механизм гиперрекомбинации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Червякова, Дарья Борисовна, 2009 год

1. Ланцов В. А. 2007. Гомологическая ДНК-трансфераза RecA: функциональные активности и поиск гомологии рекомбинирующими ДНК. Молекулярная биология. 41(3):1-12.

2. Остерман Л.Ф. 1986. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. М: Наука.

3. Amundsen S.K. Smith G.R.2003. Interchangeable parts of the Escherichia coli recombination machinery. Cell. 21; 112(6): 741-744.

4. Arenson T.A. Tsodikov O.V. Cox M.M. 1999. Quantitative analysis of the kinetics of end-dependent disassembly of RecA filaments from ssDNA. J. Mol. Biol: May 7; 288(3): 391-401.

5. Baitin D.M. Zaitsev E.N. and Lanzov V.A. 2003. Hyper-recombinogenic RecA protein from Pseudomonas aeruginosa with enhanced activity of its primary DNA binding site. J. Mol. Biol. 328: 1-7.

6. Bakhlanova I.V. Lantsov V.A. 2000. Recombinational properties of the chimeric recA genes (Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli): gene regions responsible for the recombinational activity of the protein encoded. Dokl Biol Sei. Mar-Apr; 371: 168-171.

7. Bakhlanova I.V. Ogawa T. Lanzov V.A.2001. Recombinogenic activity of chimeric recA genes (Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli): a search for RecA protein regions responsible for this activity. Genetics. Sep; 159(1): 7-15.

8. Balcht A. Smith R. 1994. Pseudomonas Aeruginosa: Infections and Treatment. Informa Health Care. pp. 83-84. ISBN 0-8247-9210-6.

9. Bianco P. Weinstock G. 1998. Characterization of RecA1332 in vivo and in vitro. A role for alpha-helix E as a liaison between the subunit-subunit interface and the DNA and ATP binding domains of RecA protein. Genes to Cells. 3: 79-97.

10. Birnboim H.C. Doly J. 1979. A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA. Nucleic Acids Res. 7(6): 1513-1523.

11. Blaho J.A. Wells R.D.I989. Left-handed Z-DNA and genetic recombination. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol. 37:107-126.

12. Bradford M.M.I976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248-254.

13. Brenner S.L. Mitchell R.S. Morrical S.W. Neuendorf S.K. Schutte B.C. Cox M.M. 1987. RecA protein-promoted ATP hydrolysis occurs throughout RecA nucleoprotein filaments. J Biol Chem. 262:4011-4016.

14. Bresler S.E. and Lanzov Y.A. 1978. Inducible recombination in Escherichia coli K-12: recombinogenic effect of tifl mutation. Rep. Acad. Sci. USSR. 238: 715-717.

15. Bryant F.R. Riddles P.W. Lehman I.R.1984. Studies of the mechanism of DNA pairing by the RecA protein of Escherichia coli. Cold Spring Harbour Symp. Quant. Biol. 49: 513.

16. Campbell M. J. Davis R. W. 1999. Toxic mutations in the recA gene of E. coli prevent proper chromosome segregation. J. Mol. Biol. 286: 417-435.

17. Chen Z. Yang H. Pavletich N.P.2008. Mechanism of homologous recombination from the RecA-ssDNA/dsDNA structures. Nature. May 22; 453(7194): 489-454.

18. Clark A.J. and Margulies A.D. 1965. Isolation and characterization of recombination-deficient mutants of Escherichia Coli K12. Proc Natl Acad Sci USA. Feb; 53:451-459.

19. Clark A.J. 1996. RecA mutants of E. coli K12: a personal turning point. Bioessays . 18(9): 767-772.

20. Cox J.M. Li H. Wood E.A. Chitteni-Pattu S. Inman R.B. Cox M.M. 2008. Defective dissociation of a "slow" RecA mutant protein imparts an Escherichia coli growth defect. J Biol Chem. Sep 5; 283(36): 24909-24921.

21. Cox M.M. McEntee K. and Lehman I.R. 1981. A simple and rapid procedure for the large scale purification of the recA protein of Escherichia coli. J. Biol. Chem. May 10; 256(9): 46764678.

22. Cox M.M. 1994. Why does RecA protein hydrolyze ATP? Trends Biochem. Sciences. 19: 217-222.

23. Cox M.M. Goodman M.F. Kreuzer K.N. Sherratt D.J. Sandler S.J. Marians K.J. 2000. The importance of repairing stalled replication forks. Nature. Mar 2; 404(6773): 37-41.

24. Cox J.M. Abbott S.N. Chitteni-Pattu S. Inman R.B. Cox M.M. 2006. Complementation of one RecA protein point mutation by another. Evidence for trans catalysis of ATP hydrolysis. J. Biol. Chem. 281: 12968-12975.

25. Cox M.M. 2007. Regulation of Bacterial RecA Protein Function. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 42: 41-63.

26. Craig N.L. Roberts J.W. 1981. Function of nucleoside triphosphate and polynucleotide in Escherichia coli recA protein-directed cleavage of phage lambda repressor. J. Biol. Chem. 256(15): 8039-8044.

27. DiCapua E. Cuillel M. Hewat E. Schnarr M. Timmins P. and Ruigrok R. 1992. Activation of recA protein. The open helix model for LexA cleavage. J. Mol. Biol. 226(3): 707-719.

28. Egelman E.H. Stasiak A. 1988. Structure of helical RecA-DNA complexes. II. Local conformational changes visualized in bundles of RecA-ATP gamma S filaments. J Mol Biol. Mar 20; 200(2): 329-349.

29. Eidin S. Forget A.L. Lindenmuth D.M. Logan K.M. Knight K.L.2000. Mutations in the N-terminal region of RecA that disrupt the stability of free protein oligomers but not RecA-DNA complexes. J Mol Biol. May 26; 299(1): 91-101.

30. Friedberg E.C. Walker G.C. Siede W. Wood R.D. Schultz R.A. and Ellenberger T. 1995. DNA Repair and Mutagenesis, 2nd ed. ASM Press, Washington, D.C.

31. Galletto R. Kowalczykowski S.C. 2007. RecA. Curr Biol. Jun 5;17(11): 395-397.

32. Goodman M.F. 2002. Error-prone repair DNA polymerases in prokaryotes and eukaryotes. Annu. Rev. Biochem. 71: 17—50.

33. Heuser J. Griffith J. 1989.Visualization of RecA protein and its complexes with DNA by quick-freeze/deep-etch electron microscopy. J Mol Biol. Dec 5; 210(3): 473-484.

34. Iglewski B. 1996. Pseudomonas. In: Baron's Medical Microbiology (Baron S et al., eds.) (4th ed.). Univ of Texas Medical Branch. ISBN 0-9631172-1-1.

35. Jwang B. Radding C.M. 1992. Torsional stress generated by RecA protein during DNA strand exchange separates strands of a heterologous insert. Proc Natl Acad Sei USA. Aug 15; 89(16): 7596-7600.

36. Kato R. Kuramitsu S. 1999. Characterization of thermostable RecA protein and analysis of its interaction with single-stranded DNA. Eur J Biochem. Feb; 259(3): 592-601.

37. Konforti B.B. Davis R.W. 1992. ATP hydrolysis and the displaced strand are two factors that determine the polarity of RecA-promoted DNA strand exchange. JMol Biol. Sep 5; 227(1): 3853.

38. Korolev V.G. 2007. Molecular mechanisms of double strand break repair in eukaryotes. Radiats Biol Radioecol. Jul-Aug; 47(4): 389-401.

39. Kowalczykowski S.C. 1991. Biochemistry of genetic recombination: energetics and mechanism of DNA strand exchange. Annu Rev Biophys Biophys Chem. 20: 539-75.

40. Kowalczykowski S.C. and Eggelston A.K. 1994. Homologous pairing and DNA strandexchange proteins. Annu Rev Biochem. 63: 991-1043.

41. Kurumizaka H. Ikawa S. Ikeya T. Ogawa T. Shibata T. 1994. A chimeric RecA protein exhibits altered double-stranded DNA binding. J Biol Chem. Jan 28; 269(4): 3068-3075.

42. Kurumizaka H. Aihara H. Ikawa S. Shibata T. 2000. Specific defects in double-stranded DNA unwinding and homologous pairing of a mutant RecA protein. FEBS Lett. Jul 14; 477(1-2): 129-134

43. Kuzminov A. 1999. Recombinational repair of DNA damage in Escherichia coli and bacteriophage lambda. Microbiol Mol Biol Rev. Dec; 63(4): 751-813.

44. Laemmly U.K. 1970. Clevage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685.

45. Lauder S.D. Kowalczykowski S.C. 1991. Asymmetry in the recA protein-DNA filament. J Biol Chem. Mar 25; 266(9): 5450-5458.

46. Lavery P.E. and Kowalczykowski S.C. 1990. Properties of RecA441 protein-catalyzed DNA strand exchange can be attributed to an enhanced ability to compete with SSB protein. J. Biol. Chem. 265: 4004-4010.

47. Lavery P.E. Kowalczykowski S.C. 1992. Biochemical basis of the constitutive repressor cleavage activity of recA730 protein. A comparison to recA441 and recA803 proteins. J Biol Chem. Oct 15; 267(29): 20648-20658.

48. Lee J.W. and Cox M.M. 1990. Inhibition of recA protein promoted ATP hydrolysis. 1. ATPgS and ADP are antagonistic inhibitors. Biochemistry 29: 7666-7676.

49. Lee J.W. and Cox M.M. 1990a. Inhibition of recA protein promoted ATP hydrolysis. 2. Longitudinal assembly and disassembly of recA protein filaments mediated by ATP and ADP. Biochemistry. 29: 7677-7683.

50. Lindsley J.E. and Cox M.M. 1989. Dissociation pathway for recA nucleoprotein filaments formed on linear duplex DNA. J. Mol. Biol. 205: 695-711.

51. Little J.W. Mount D.W. 1982. The SOS regulatory system of Escherichia coli. Cell. May; 29(1): 11-22.

52. Lloyd. R.G. 1978. Hyper-recombination in Escherichia coli K-12 mu C/ontants constitutive for protein X synthesis. J. Bacteriol. 134: 929-935.

53. Madiraju M.V. Lavery P.E., Kowalczykowski S.C., and Clark A.J. 1992. Enzymatic properties of the RecA803 protein, a partial suppressor of recF mutations. Biochemistry. 31: 10529-10535.

54. Malkov V.A. & Camerini-Otero R.D. 1995. Photocross-links between single-stranded DNA and Escherichia coli RecA protein map to loops LI (amino acid residues 157—164) and L2 (amino acid residues 195-209). J. Biol. Chem. 270: 30230-30233.

55. Marrione P.E. and Cox M.M. 1995. RuvB protein-mediated ATP hydrolysis: functional asymmetry in the RuvB hexamer. Biochemistry. 34: 99809.

56. McGrew D.A. & Knight K.L. 2003. Molecular design and functional organization of the RecA protein. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 38: 385-432.

57. Menetski J.P. and Kowalczykowski S.C. 1985. Interaction of recA protein with single-stranded DNA. Quantitative aspects of binding affinity modulation by nucleotide cofactors. J. Mol. Biol. 181: 281.

58. Menetski J.P. Varghese A. and Kowalczykowski S.C. 1988. Properties of the high affinity single-stranded DNA binding state of the Escherichia coli RecA protein. Biochemistry. Feb 23; 27(4): 1205-1212.

59. Menetski J.P. Varghese A. Kowalczykowski S.C. 1992 The physical and enzymatic properties of Escherichia coli recA protein display anion-specific inhibition. J Biol Chem. May 25; 267(15): 10400-10404.

60. Mikawa T. Masui R. Ogawa T. Ogawa H. Kuramitsu S. 1995. N-terminal 33 amino acid residues of Escherichia coli RecA protein contribute to its self-assembly. J Mol Biol. Jul 21; 250(4): 471-483.

61. Mikawa T. Masui R. Kuramitsu S. 1998. RecA Protein Has Extremely High Cooperativity for Substrate in Its ATPase Activity. J. Biochem. 123: 450-457.

62. Mitchell A.H. and West S.C. 1994. Hexameric rings of Escherichia coli RuvB protein. Cooperative assembly, processivity and ATPase activity. J.Mol. Biol. Oct 21; 243(2): 208-215.

63. Morimatsu K. Horii T. and Takahishi M. 1995. Interaction of Tyrl03 and Tyr264 of the RecA protein with DNA and nucleotide cofactors. Fluorescence study of engineered proteins. Eur J Biochem. Mar 15; 228(3): 779-785.

64. Morimatsu K. and Horii T. 1995a. Analysis of the DNA binding site of Escherichia coli RecA protein. Adv. Biophys. 31: 23-48.

65. Muniyappa K. Williams K. Chase J.W. Radding C.M. 1990. Active nucleoprotein filaments of single-stranded binding protein and recA protein on single-stranded DNA have a regular repeating structure. Nucleic Acids Res. Jul 11; 18(13): 3967-3973.

66. Namsaraev E.A. Baitin D. Bakhlanova I.V. Alexseyev A.A. Ogawa H. and Lanzov V.A. 1998. Biochemical basis of hyper-recombinogenic activity of Pseudomonas aeruginosa RecA protein in Escherichia coli cells. Mol. Microbiol. 27: 727-738.

67. Nayak S. Bryant F.R. 1999. Differential rates of NTP hydrolysis by the mutant S69G.RecA protein. Evidence for a coupling of NTP turnover to DNA strand exchange. J Biol Chem. Sep 10; 274(37): 25979-25982.

68. Neuendorf S.K. and Cox M.M. 1986. Exchange of recA protein between adjacent recA protein-single-stranded DNA complexes. J. Biol. Chem. 261: 8276-8282.

69. Nguyen T.T. Muench K.A. & Bryant F.R. 1993. Inactivation of the RecA protein by mutation of histidine 97 or lysine 248 at the subunit interface. J. Biol. Chem. 268: 3107-3113.

70. Ogawa T. Wabiko H. Tsurimoto T. Horii T. Masukata H. Ogawa H. 1979. Characteristics of purified recA protein and the regulation of its synthesis in vivo. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 2(909): 909-915.

71. Ogawa T. Shinohara A. Ogawa H. Tomizawa J. 1992. Functional structures of the recA protein found by chimera analysis. J. Mol. Biol. Aug 5; 226(3): 651-660.

72. Petukhov M. Kil Y. Kuramitsu S. Lanzov V. 1997. Insights into thermal resistance of proteins from the intrinsic stability of their alpha-helices. Proteins. Nov; 29(3): 309-320.

73. Pinsince J.M. Griffith J.D. 1992. Early stages in RecA protein-catalyzed pairing. Analysis of coaggregate formation and non-homologous DNA contacts. J. Mol. Biol. Nov 20 ;228(2): 409420.

74. Pugh B.F. and Cox M.M. 1987. Stable binding of recA protein to duplex DNA. Unraveling a paradox. J. Biol. Chem. 262: 1326-1336.

75. Pugh B.F. and Cox M.M. 1988. High salt activation of RecA protein ATPase in the absence of DNA. J. Biol Chem. Jan 5; 263(1): 76-83.

76. Pugh B.F. Schutte B.C. and Cox M.M. 1989. Extent of duplex DNA underwinding induced by recA protein binding in the presence of ATP. J. Mol. Biol. Feb 5; 205(3): 487-492.

77. Rao B.J. Radding C.M. 1993. Homologous recognition promoted by RecA protein via non-Watson-Crick bonds between identical DNA strands. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Jul 15; 90(14): 6646-6650.

78. Rice K.P. and Cox M.M. 2001. Recombinational DNARepair in Bacteria: Postreplication. ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES. Nature Publishing Group, pp.1-8.

79. Riddles P.W. and Lehman I.R. 1985. The formation of paranemic and plectonemic joints between DNA molecules by the recA and single-stranded DNA-binding proteins of Escherichia coli. J. Biol. Chem. Jan 10; 260(1): 170-173.

80. Roberts J.W. Roberts C.W. Craig N.L. Phizicky E.M. 1979. Activity of the Escherichia coli recA-gene product. Cold Spring Harbor Symp Quant Biol. 43: 917-920.

81. Robu M.E. Inman R.B. Cox M.M. 2001. RecA protein promotes the regression of stalled replication forks in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. Jul 17; 98(15): 8211-8218.

82. Roca A.I. Cox M.M. 1990. The RecA protein: structure and function. CRC Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 25(6): 415-456.

83. Roca A.I. Cox M.M 1997. RecA protein: structure, function, and role in recombinational DNA repair. Progress in Nucleic Acid Research & Molecular Biology 56(129): 129-223.

84. Roman L.J. and Kowalczykowski S.C. 1986. Relationship of the physical and enzymatic properties of Escherichia coli recA protein to its strand exchange activity. Biochemistry. Nov 18; 25(23): 7375-7385.

85. Sano Y. and Kageyama M. 1987. The sequence and function of the recA gene and its protein in Pseudomonas aeruginosa PAO. Mol. Gen. Genet. 208: 412-419.

86. Sambrook J. Fritsch E.F. Maniatis T. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Lab Press, Cold Spring Harbor, NY.

87. Saraste M. Shibbald P.R. and Wittinghofer A. 1990. The P-loop~a common motif in ATP-and GTP-binding proteins. Trends Biochem. Sci. Nov; 15(11): 430-434.

88. Scherbakova O.G. Lanzov V.A. Filatov M.V. 2000. Overexpression of bacterial RecA protein in somatic mammalian cells increases the frequency of gene targeting. Dokl Biochem. Mar-Apr; 371(1-6): 69-72.

89. Schlacher K. Cox M.M. Woodgate R. Goodman M.F. 2006. RecA acts in trans to allow replication of damaged DNA by DNA polymerase V. Nature. Aug 24; 442(7105): 883-887.

90. Schutte B.C. and Cox M.M. 1988. Homology-dependent changes in adenosine 5'-triphosphate hydrolysis during recA protein promoted DNA strand exchange: evidence for long paranemic complexes. Biochemistry. Oct 4; 27(20): 7886-7894.

91. Shan Q. and Cox M.M. 1996. RecA protein dynamics in the interior of RecA nucleoprotein filaments. J. Mol. Biol. 257: 756-774.

92. Shan Q. Bork J.M. Webb B.L. Inman R.B. and Cox M.M. 1997. RecA protein filaments: end-dependent dissociation from ssDNA and stabilization by RecO and RecR proteins. J. Mol. Biol. 265: 519-540.

93. Shevelev I.V. Kravetskaya T.P. Legina O.K. Krutyakov V.M. 1996. 'External' proofreading of DNA replication errors and mammalian autonomous 3'~>5'exonucleases. Mutat Res. Jun 10; 352(1-2): 51-55.

94. Stasiak A. & Di Capua E. 1982. The helicity of DNA in complexes with RecA protein. Nature. 299: 185-186.

95. Story R.M., Weber I.T. Steitz T.A. 1992. The structure of the E. coli recA protein monomer and polymer. Nature. Jan 23; 355(6358): 318-325.

96. Story R.M. and Steitz T.A. 1992a. Structure of the recA protein-ADP complex. Nature. Jan 23; 355(6358): 374-376.

97. Symington L.S. 2002. Role of RAD52 epistasis group genes in homologous recombination and double-strand break repair. Microbiol Mol Biol Rev. 66(4): 630-670.

98. Takahashi M. and Norden B. 1994. Structure of RecA-DNA complex and mechanism of DNA strand exchange reaction in homologous recombination. Adv. Biophysics. 30: 1-35.

99. Tessman E.S. Peterson P. 1985. Plaque color method for rapid isolation of novel recA mutants of Escherichia coli K-12: new classes of protease-constitutive recA mutants. J Bacteriol. Aug; 163(2): 677-687.

100. Ullsperger C.J. Cox M.M. 1995. Quantitative RecA protein binding to the hybrid duplex product of DNA strand exchange. Biochemistry. Aug 29; 34(34): 10859-10866.

101. Wang Y. & Adzuma K. 1996. Differential proximity probing of two DNA binding sites in the Escherichia coli RecA protein using photo-cross-linking methods. Biochemistry. 35: 35633571.

102. Wang W.B. Tessman E.S. 1986. Location of functional regions of the Escherichia coli RecA protein by DNA sequence analysis of RecA protease-constitutive mutants. J Bacteriol. Nov; 168(2): 901-910.

103. Weinstock G.M. McEntee K. Lehman I.R. 1981. Hydrolysis of nucleoside triphosphates catalyzed by the recA protein of Escherichia coli. Hydrolysis of UTP. J Biol Chem. Aug 25; 256(16): 8856-8858.

104. Wigle T.J. Singleton S.F. 2007. Directed molecular screening for RecA ATPase inhibitors. Bioorg Med Chem Lett. Jun 15; 17(12): 3249-3253.

105. Wittung P. Funk M. Jernstrom B. Norden B. Takahashi M. 1995. Fluorescence-detected interactions of oligonucleotides in RecA complexes. FEBS Lett. Jul 10; 368(1): 64-68.

106. Yu X. and Egelman E.H. 1992. Structural data suggest that the active and inactive forms of the RecA filament are not simply interconvertible. J. Mol. Biol. Sep 5; 227(1): 334-346.

107. Yu X. and Egelman E.H. 1993. The LexA repressor binds within the deep helical groove of the activated RecA filament. J Mol Biol. May 5; 231(1): 29-40.

108. Yu X, Jacobs S.A. West S.C. Ogawa T. Egelman E.H. 2001. Domain structure and dynamics in the helical filaments formed by RecA and Rad51 on DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98(15): 8419-8424.