Метаболизм азота и водорода у гетероцистных цианобактерий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Трошина, Ольга Юрьевна

• Трошина, Ольга Юрьевна
• кандидат биологических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Трошина, Ольга Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ 4 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Общая характеристика цианобактерий

Глава 2. Ферменты, участвующие в метаболизме азота у цианобактерий

2.1. Нитрогеназы и их распространение среди цианобактерий

2.1.1. Состав, структура нитрогеназы и «г/гены

2.1.2. Источники АТФ и восстановителя

2.1.3. Регуляция синтеза и активности

2.2. Ферменты, участвующие в ассимиляции аммония, и их регуляция

2.3. Метаболизм аргинина у цианобактерий

Глава 3. Свойства и функции гидрогеназ цианобактерий

3.1. Нг-поглощающая гидрогеназа и ее распространение у цианобактерий

3.1.1. Биохимические свойства

3.1.2. Физиологические функции

3.1.3. Регуляция синтеза

3.1.4. Взаимосвязь Нг-поглощающей гидрогеназы и нитрогеназы

3.2. Обратимая гидрогеназа 27 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 4. Объекты и методы исследования

4.1. Объекты исследования и условия культивирования

4.2. Определение активности ферментов

4.2.1. Активность нитрогеназы

4.2.2. Активность обратимой гидрогеназы

4.2.3. Активность Нг-поглощающей гидрогеназы

4.2.4. Активность глутаминсинтетазы

4.2.5. Активность аргининосукцинат-лиазы

4.2.6. Активность уреазы

4.3. Электрофорез

4.4. Другие определения

4.5. Молекулярные методы

4.5.1. Выделение ДНК и электрофорез

4.5.2. Гидролиз ДНК рестрикционными эндонуклеазами, дефосфорилирование и лигирование в вектор

4.5.3. Создание праймеров, полимеразная цепная реакция и мечение зондов

4.5.4. Секвенирование ДНК

4.5.5. Саузерн гибридизация

4.5.6. Удаление ДНК-зондов с мембран

4.5.7. Получение компетентных клеток Е. coli 39 *

4.5.8. Трансформация компетентных клеток

4.5.9. Скрининг космидной библиотеки Nostoc sp. РСС

4.6. Гетерологичная экспрессия argH Nostoc sp. РСС 73102 и очистка рекомбинантной аргининосукцинат-лиазы

4.7. Определение N-концевой аминокислотной последовательности

4.8. Точность и воспроизводимость измерений 43 РЕЗУЛЬТАТЫ

Глава 5. Регуляция азотфиксации гетероцистных цианобактерий

5.1. Рост и активность ферментов азотного метаболизма у дерепрессированных по нитрогеназе мутантов цианобактерии A. azollae

5.2. Фотообразование аммония мутантами A. azollae

5.3. Влияние соотношения C/N на синтез нитрогеназы у A. variabilis

5.4. Влияние аммония на активность нитрогеназы A. variabilis

Глава 6. Метаболизм водорода у гетероцистных цианобактерий

6.1. Взаимосвязи синтеза нитрогеназы и водородпоглощающей гидрогеназы 54 у A. variabilis. Влияние водорода и органического субстрата

6.2. Распространение обратимой гидрогеназы у разных штаммов р. АпаЬаепа Брр. 57 и Мэ^ос эрр.

Глава 7. Биосинтез аргинина у Мю/ос ер. РСС 73102: Аргининосукцинат-лиаза

7.1. Демонстрация активности аргининосукцинат-лиазы у Nostoc sp. РСС

7.2. Клонирование и функциональная экспрессия argH Nostoc sp. РСС 73102 65 в Escherichia coli

7.3. Организация arg генов у Nostoc sp. РСС73102 69 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 71 ВЫВОДЫ 83 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Мм - относительная молекулярная масса км - константа Михаэлиса

К| - константа ингибирования

- додецилсульфат натрия

МВ - метилвиологен

НАД(Ф) - никотинамидадениндинуклеотид (фосфат)

ПААГ - полиакриламидный гель

Трис-НС1 - трис (гидроксиметил) аминометан хлорид

ЭДТА - этилендиаминтетраацетат

ЭТЦ - электронтранспортная цепь

ФС - фотосистема

Еь - окислительно-восстановительный потенциал

- никель-нитрилотриуксусная кислота

ПЦР - полимеразная цепная реакция

АСЛ - аргининосукцинат-лиаза

ГС - глутаминсинтетаза

ГОГАТ - глутаматсинтаза гдг - глутаматдегидрогеназа

АДГ - аланиндегидрогеназа

7-ГГК - у-глутамилгидроксамовая кислота

ФМС - феназинметосульфат

1РТС - изопропил-р-Б-тиогалактозид

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метаболизм азота и водорода у гетероцистных цианобактерий»

Актуальность проблемы. Гетероцистные цианобактерии - многоклеточные цианобактерии, способные к дифференцировке специализированных клеток - гетероцист, в которых осуществляется азотфиксация. Уникальный метаболизм этих бактерий характеризуется способностью осуществлять в одном организме два фундаментальных процесса - оксигенный фотосинтез и фиксацию азота, крайне чувствительную к Ог-Цианобактерии широко используются как модельные объекты при исследовании фотосинтеза, азотфиксации, онтогенетической дифференциации и других биологически важных процессов. Благодаря простоте условий культивирования и высокой продуктивности эти микроорганизмы находят широкое практическое применение как источники белков, полисахаридов, связанного азота, органических и физиологически активных соединений. Цианобактерии рассматриваются также как перспективные продуценты аммиака и молекулярного водорода - топлива будущего. Оба процесса -азотфиксации и образования Нг - происходят в гетероцистах при участии нитрогеназы за счет световой энергии. Однако в естественных условиях роста цианобактерии почти не образуют или образуют мало Нг, что обусловлено функционированием в гетероцистах активной Нг-поглощающей гидрогеназы.

Многие цианобактерии синтезируют уникальное запасное азотсодержащее вещество - цианофицин, представляющий собой полимер аргинина и аспартата. Недавно показано, что мутант-ауксотроф цианобактерии N03¡ос еШрзоярогит по аргинину не образует цианофицин, не проявляет дифференцировку гетероцист и, соответственно, азотфиксацию (Ъе§апез ег а1., 1998). Это подтверждает важную роль аргинина в азотном метаболизме цианобактерий. Однако его биосинтез у цианобактерий практически не исследовался.

Практическому использованию цианобактерий как продуцентов аммиака и Нг препятствует слабая изученность ферментных систем метаболизма азота и водорода и их регуляции у этих микроорганизмов. Исходя из вышеизложенного и были сформулированы следующие цели и задачи данной работы.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы было исследование регуляции синтеза основных ферментов азотного и водородного метаболизма гетероцистных цианобактерий, а именно: 1) нитрогеназы, катализирующей начальный этап ассимиляции молекулярного азота, 2) аргининосукцинат-лиазы, катализирующей конечный этап образования аргинина, и 3) водородпоглощающей гидрогеназы, рециклизирующей молекулярный водород, выделяемый нитрогеназой (рис. 1).

Глутамат

Рис. 1. Этапы ассимиляции азота и метаболизма Н2, исследуемые в данной работе (выделены красным и синим цветом).

Конкретные задачи работы состояли в следующем:

1. Выяснить факторы, влияющие на скорость фотообразования аммония у дикого штамма Anabaena azollae и у его мутантов с дерепрессированным синтезом нитрогеназы.

2. Изучить взаимосвязь между синтезом нитрогеназы и внутриклеточным соотношением C/N, а также особенности регуляции активности нитрогеназы ионами аммония у цианобактерии Anabaena variabilis.

3. Провести сравнительное исследование индукции синтеза нитрогеназы и Нг-поглощающей гидрогеназы у A. variabilis при лимитировании аммонием в присутствии молекулярного водорода и органического субстрата. Изучить распространение обратимой гидрогеназы у разных штаммов цианобактерий Anabaena spp. и Nostoc spp.

4. Показать наличие аргининосукцинат-лиазы (ACJI) в клетках цианобактерии Nostoc sp. РСС 73102, исследовать регуляцию синтеза АСЛ, клонировать и охарактеризовать argH, кодирующий АСЛ Nostoc sp. РСС 73102.

Новизна работы. Установлено, что мутанты A. azollae с дерепрессированным синтезом нитрогеназы способны к фотообразованию аммония со скоростью, определяемой активностью нитрогеназы и глутаминсинтетазы. Впервые показано, что у фотоавтотрофно растущих культур A. variabilis снижение содержания азота в клетках (увеличение отношения C/N) приводит к индукции синтеза нитрогеназы. Выяснено, что ингибирование нитрогеназной активности аммонием у цианобактерий обусловлено снижением транспорта органических соединений в гетероцисты вследствие ассимиляции аммония. Установлено, что синтез нитрогеназы и Нг-поглощающей гидрогеназы у A. variabilis происходит координирование, причем синтез последней не репрессируется органическими соединениями. Наличие обратимой гидрогеназы не является обязательным для гетероцистных цианобактерий. Показано наличие активной аргининосукцинат-лиазы в клетках Nostoc sp. РСС 73102 и установлено, что ее синтез не репрессируется аргинином. Впервые клонирован и охарактеризован цианобактериальный argW, кодирующий аргининосукцинат-лиазу, и получена его функциональная экспрессия в клетках Escherichia coli.

Научная и практическая значимость работы. Полученные в работе данные расширяют имеющиеся представления о метаболизме азота и водорода у гетероцистных цианобактерий и могут служить научной основой для создания разнообразных штаммов-продуцентов, в частности Нг и NH3. Совокупность полученных данных о фотообразовании NH3 мутантами А. azollae позволяет рекомендовать их для использования в качестве биоудобрения.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на VII Международном симпозиуме по фотосинтезирующим прокариотам (США, Amherst, 1991), на VIII симпозиуме стран восточной Европы по биологической азотфиксации (Саратов, 1992); на всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Пущино, 1992), на X международном конгрессе по азотфиксации (Санкт-Петербург, 1995), на V международной конференции по молекулярной биологии гидрогеназ (Франция, Albertville, 1997), на международной конференции по биологическому образованию Нг (США, Hawaii, 1997), на XI конференции северных стран по азотфиксации (Швеция, Стокгольм, 2000).

Публикации. По материалам диссертации представлено в печати 8 публикаций.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов, изложения экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Текст диссертации занимает 100 страниц, содержит 23 рисунка и 8 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Трошина, Ольга Юрьевна

выводы

1. Рост, степень дерепрессии нитрогеназы и способность изученных мутантных штаммов A. azollae к выделению NH4" определяются соотношением биосинтетической и трансферазной активностей глутаминсинтетазы, а реальные скорости выделения NH4+ клетками растущих культур зависят от уровня их нитрогеназной активности.

2. Показано, что синтез нитрогеназы у фотоавтотрофных культур A. variabilis определяется внутриклеточным отношением C/N. Ионы аммония подавляют не только синтез нитрогеназы у цианобактерий, но и ингибируют активность фермента при физиологических значениях pH на свету и в темноте.

3. Синтез нитрогеназы и Нг-поглощающей гидрогеназы у A. variabilis происходит координированно. Органические соединения не репрессируют синтез Нг-поглощающей гидрогеназы A. variabilis. Наличие обратимой гидрогеназы не является обязательным для гетероцистных цианобактерий.

4. Доказано наличие активной аргининосукцинат-лиазы в клетках Nostoc sp. РСС 73102. Установлено, что ее синтез не репрессируется аргинином.

5. Клонирован и охарактеризован argH, кодирующий аргининосукцинат-лиазу Nostoc sp. РСС 73102. Получена сверхпродукция рекомбинантной АС Л Nostoc sp. РСС 73102 в клетках Е. coli.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Трошина, Ольга Юрьевна, 2000 год

1. Громов Б.В. Включения. // Функциональная структура цианобактерий. Ред. Громов Б.В. Л: ЛГУ, 1986, С.108.

2. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. // М: Химия, 1975,223С.

3. Кодратьева Е.Н., Гоготов И.Н. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. //М: Наука. 1981. 343С.

4. Серебрякова Л.Т., Зорин Н.А., Гоготов И.Н. Гидрогеназная активность нитчатых цианобактерий. Микробиология, 1992,61,175-182.

5. Серебрякова Л.Т., Трошина О.Ю., Гоготов И.Н. Очистка и формы обратимой гидрогеназы Anabaena variabilis АТСС 29413. Биохимия, 1995, 60, 508-514.

6. Серебрякова Л.Т., Шереметьева М, Линдблад П. Гидрогеназная активность одноклеточной цианобактерии Gloeocapsa alpicola CALU 743 при лимитировании азотом. Микробиология, 1999,68; 249-253.

7. Цыганков А.А., Васильева Л.Г., Зорин Н.А., Гоготов И.Н. Индукция синтеза гидрогеназы молекулярным водородом у Rhodobacter sphaeroides. Микробиология, 1989, 58, 544548.

8. Чан Ван Ни, Якунин А.Ф., Гоготов И.Н. Способность свободноживущей цианобактерии Anabaena azollae к синтезу альтернативных нитрогеназ- Докл. Акад. Наук, 1989, 309, 1480-1482.

9. Якунин А.Ф., Чан Ван Ни, Гоготов И.Н. Образование альтернативных нитрогеназ у гетероцистной цианобактерии Anabaena variabilis. Докл. Акад. Наук, 1989, 307, 12691271.

10. Якунин А.Ф., Трошина О.Ю., Гоготов И.Н. Свойства и регуляция синтеза флаводоксина азотфиксирующей гетероцистной цианобактерией Anabaena sphaerica. Микробиология, 1993,62,83-89.

11. Appel J., Schulz R. Hydrogen metabolism in organisms with oxygenic photosynthesis: hydrogenases as important regulatory devices for a proper redox poising? J. Photochem. Photobiol., 1998, 47, 1-11.

12. Appel J., Phunpruch S., Steinmiiller K., Schullz R. The bidirectional hydrogenase of Synechocystis sp. PCC 6803 works as an electron valve during photosynthesis. Arch. Microbiol., 2000,173, 333-338.

13. Albracht S.PJ. Nickel hydrogenases: in search of the active site. Biochim. Biophys. Acta, 1994,167-204.

14. Archibald R.M. Colorimetric determination of urea. J. Biol. Chem., 1945,157, 507-518.

15. Axelsson R., Oxelfelt F., Lindblad P. Transcriptional regulation of Nostoc uptake hydrogenase. FEMS Microbiol. Lett., 1999,170,77-81.

16. Auchincloss, A.H., Loroch, A.I., Rochaix, J.-D. The argininosuccinate lyase gene of Chlamydomonas reinhardtii: cloning of the cDNA and its characterization as a selectable shuttle marker. Mol. Gen. Genet., 1999, 261,21-30.

17. Bagchi S.N., Ernst A., Boger P. The effect of activated oxygen species on nitrogenase of Anabaena variabilis. Z. Naturforschi., 1991,46c, 407-415.

18. Bauer C., Scappino L., Haselkorn R. Growth of the cyanobacterium Anabaena on molecular nitrogen: NifJ is required when iron is limited. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 88128816.

19. Batt T., Brown D.H. The influence of inorganic nitrogen supply on amination and related reactions in the blue-green alga, Anabaena cylindrica Lemm. Planta, 1974, 29, 339-342.

20. Benemann J.R., Weare N.M. Nitrogen fixation by Anabaena cylindrica. III. hydrogen-supported nitrogenase activity. Arch. Microbiol., 1974, 101, 404-408.

21. Bergman B., Gallon J.R., Rai A.N., Stal L.J. N2 fixation by non-heterocystous cyanobacteria. -FEMS Microbiol. Rev., 1997,19,139-185.

22. Bergman B., Lindblad P., Rai A.N. Nitrogenase in free-living and symbiotic cyanobacteria: immunoelectron microscopic localization. FEMS Microbiol. Lett., 1986, 35, 75-78.

23. Bishop P.E., Joerger R.D. Genetics and molecular biology of alternative nitrogen fixation systems. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 1990,41,109-125.

24. Black L.K., Fu C., Maier RJ. Sequence and characterization of hupU and hupV genes of Bradyrhizobium japonicum encoding a possible nickel-sensing complex involved in hydrogenase expression. J. Bacteriol., 1994,176, 7102-7106.

25. Böhme H., Haselkorn R. Molecular cloning and nucleotide sequence analysis of the gene coding for heterocyst ferredoxin from the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. -Mol. Gen. Genet., 1988, 214, 278-285.

26. Boison G., Bothe H., Schmitz O. Transcriptional analysis of hydrogenase genes in the cyanobacteria Anacystis nidulans and Anabaena variabilis monitored by RT-PCR. Curr. Microbiol., 2000, 40, 315-321.

27. Boison G., Schmitz O., Mikheeva L., Shestakov S., Bothe H. Cloning, molecular analysis and insertional mutagenesis of the bidirectional hydrogenase genes from the cyanobacterium Anacystis nidulans. FEBS Lett., 1996, 394,153-158.

28. Bothe H., Tennigkeit J., Eisbrenner G. The utilization of molecular hydrogen by the blue-green alga Anacystis nidulans. Arch. Microbiol., 1977,114, 43-49.

29. Bottomley P.J., Grillo J.F., Van Baalen G., Tabita F.R. Synthesis of nitrogenase and heterocysts by Anabaena sp. CA in presence of high levels of ammonia. J. Bacterid., 1979, 140, 938-943.

30. Bradley R.L., Reddy K.J. Cloning, sequencing, and regulation of the global nitrogen regulator gene ntcA in the unicellular diazotrophic cyanobacterium Cyanothece sp. strain BH68K. J. Bacterid., 1997, 179, 4407-4410.

31. Brass S., Ernst A., Boger P. Induction and modification of dinitrogenase reductase in the unicellular cyanobacterium Synechocystis BO 8402. Arch. Microbiol., 1992,158, 422-428.

32. Brusca J.S., Hale M.A., Carrasco C.D., Golden J.W. Expression of the Anabaena sp. strain PCC 7120 xisA gene from a heterologous promoter results in excision of the nif D element. J. Bacteriol., 1990, 172, 3925-3931.

33. Bühler T., Monter U., Sann R., Kuhla Y., Dingler C., Oelze Y. Control of respiration and growth yield in ammonium-assimilating cultures of Azotobacter vinelandii. Arch. Microbiol., 1987,148,242-246.

34. Carrasco C.D., Buettner J.A., Golden J.W. Programmed DNA rearrangment of a cyanobacterial hupL gene in heterocysts. Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 1995,92, 791-795.

35. Carrasco C.D., Ramaswamy K.S., Ramasubramanian T.S., Golden J.W. Anabaena-xisF gene encodes a developmentally regulated site-specific recombinase. Genes Develop., 1994, 8, 7483.

36. Castenholz R.W. Culturing methods for cyanobacteria. Methods enzymology, 1988, 167, 6983.

37. Chakraborty, A.R., Davidson, A. and Lynne Howell, P. (1999) Mutational analysis of amino acid residues involved in argininosuccinate lyase activity in duck 8 II crystallin. Biochemistry 38, 2435-2443.

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

39. 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, 28, 173-188.

40. Chen C., Van Baalen C., Tabita F.R. DL-7-azatryptophan and citrulline metabolism in the cyanobacterium Anabaena sp. strain IF. J. Bacteriol., 1987, 169,1114-1119.

41. Chow T-J., Tabita R. Reciprocal light-dark transcriptional control of nif and rbc expression and light-dependent posttranslational control of nitrogenase, activity in Synechococcus sp. strain RF-1. J. Bacteriol., 1994,176, 6281-6285.

42. Cohen-Kupiec R., Gurevitz M., Zilberstein A. Expression of glnh in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 is initiated from a single «//-like promoter under various nitrogen conditions. J. Bacteriol., 1993, 175, 7727-7731.

43. Cunin R., Glandsdorff N., Pierard A., Stalon V. Biosynthesis and metabolism of arginine in bacteria. Microbiol. Rev., 1986, 50, 314-352.

44. Daday A., Mackerras H., Smith G.D. The effect of nickel on hydrogen metabolism and nitrogen fixation in the cyanobacterium Anabaena cylindrica. J. Gen. Microbiol., 1985,131,231-238.

45. Dean D.R., Bolin J.T., Zheng L. Nitrogenase metalloclusters: structures, organization, and synthesis. J. Bacteriol., 1993,175, 6737-6744.

46. Dean D.R., Jacobson M.R. Biochemical genetics of nitrogenase.- In: Biological Nitrogen Fixation. Eds. Stacey G., Burns R.H., Evans H.J., 1992, 763-834, Chapman & Hall, New York.

47. Doyle C.M., Arp D.J. Regulation of H2 oxidation activity and hydrogenase protein levels by H2, O2, and carbon substrates in Alcaligenes latus. J. Bacteriol., 1987, 169, 4463-4468.

48. Eisbrenner G., Bothe H. Modes of electron transfer from molecular hydrogen in Anabaena cylindrica. Arch. Microbiol., 1979, 123, 37-45.

49. Elhai J., Wölk P. Developmental regulation and spatial pattern of expression of the structural genes for nitrogenase in the cyanobacterium Anabaena. EMBO J., 1990, 9, 3379-3388.

50. Elmorjani K., Liotenberg S., Houmard J., Tandeau de Marsac N. Molecular characterization of the gene encoding glutamine synthetase in the cyanobacterium Calothrix sp. PCC 7601. -Biochem. Biophys. Res. Commun., 1992, 189, 1296-1302.

51. Elsen S., Colbeau A., Chabert J., Vignais P.M. The hupTUV operon is involved in negative control of hydrogenase synthesis in Rhodobacter capsulatus. J. Bacteriol., 1996, 178, 51745181.

52. Ernst A., Böger P. Glycogen accumulation and the induction of nitrogenase activity in the heterocyst-forming cyanobacterium Anabaena variabilis. J. Gen. Microbiol., 1985, 131, 3147-3153.

53. Ernst A., Black T., Cai Y., Panoff J-M., Tiwari D.N., Wölk C.P. Synthesis of nitrogenase in mutants of the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 affected in heterocyst development or metabolism. J. Bacteriol., 1992, 174, 6025-6032.

54. Ernst A., Reich S., Böger P. Modification of dinitrogenase reductase in the cyanobacterium Anabaena variabilis due to C starvation and ammonia. J. Bacteriol., 1990, 172, 748-755.

55. Farnden K.J.F., Robertson J.G. Methods for studying enzymes involved in metabolism related to nitrogenase. -In: Methods for evaluating biological nitrogen fixation, Ed. Bergersen F.J.,1980, p.265-314, N.Y. etc. A Wiley Intersci. Publ.

56. Fay P. Oxygen relations of nitrogen fixation in cyanobacteria. Microbiol. Rev., 1992, 56, 340373.

57. Fisher R., Tuli R., Haselkorn R. A cloned cyanobacterial gene for glutamine synthetase functions in Escherichia coli, but the enzyme is not adenylylated. Proc. Natl. Acad. Sei. USA,1981, 78, 3393-3397.

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

59. Flores E., Herrero A. Assimilatory nitrogen metabolism and its regulation.- In: The molecular biology of cyanobacteria, Ed. Bryant D.A., 1994, 487-517, Kluwer Academic Publishers.

60. Floriano B., Herrero A., Flores E. Isolation of arginine auxotrophs, cloning by mutant complementation, and sequence analysis of the argC gene from the cyanobacterium Anabaena sp. 7120. Mol. Microbiol., 1992, 6, 2085-2094.

61. Floriano B., Herrero A., Flores E. Analysis of expression of the argC and argD genes in the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. J. Bacteriol., 1994, 176, 6397-6401.

62. Forchhammer K., Tandeu de Marsac N. Functional analysis of the phosphoprotein Pn (glriB gene product) in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942. J. Bacteriol., 1995, 177, 2033-2040.

63. Forchhammer K., Tandeu de Marsac N. The Pn protein in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 is modified by serine phosphorylation and signals the cellular N-status. J. Bacteriol., 1994, 176, 84-91.

64. Frias J.E., Merida A., Herrero A., Martin-nieto J., Flores E. General distribution of the nitrogen control gene ntcA in cyanobacteria. J. Bacteriol., 1993, 175, 5710-5713.

65. Frias J.E., Flores E, Herrero A. Nitrate assimilation gene cluster from the heterocyst-forming cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. J. Bacteriol., 1997, 179, 477-486.

66. Garrard L.J., Que Thi Ngoc Bui, Nygaard R., Raushel F.M. Acid-base catalysis in the argininosuccinate lyase reaction. J. Biol. Chem.,1985, 260, 5548-5553.

67. Georgiadis M M., Komiya H., Chakrabarti P., Woo D., Kornuc J.J., Rees D.C. Crystallographic structure of the nitrogenase iron protein from Azotobacter vineladii. Science, 1992, 257, 16531659.

68. Golden J.W., Carrasco C D., Mulligan M.E., Schneider G.J., Haselkorn R. Deletion of a 55-kilobase-pair DNA element from the chromosome during heterocyst differentiation of Anabaena sp. strain PCC 7120. J. Bacteriol., 1988, 170, 5034-5041.

69. Golden J.W., Robinson S.J., Haselkorn R. Rearrangement of nitrogen fixation genes during heterocyst differentiation in the cyanobacterium Anabaena. Nature, 1985, 314, 419-423.

70. Golden J.W., Whorff L.L., Wiest D.R. Independent regulation of nifHDK operon transcription and DNA rearrangement during heterocyst differentiation in the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. J. Bacteriol, 1991, 173, 7098-7105.

71. Golden J.W., Wiest D.R. Genome rearrangement and nitrogen fixation in Anabaena blocked by inactivation ofxisAgene. Science, 1988,242, 1421-1423.

72. Gupta M., Carr N.G. Enzymology of arginine metabolism in heterocyst-forming cyanobacteria. FEMS Microbiol. Lett., 1981, 12, 179-181.

73. Gupta M., Carr N.G. Enzyme activities related to cyanophycin metabolism in heterocysts and vegetative cells of Anabaena spp. J. Gen. Microbiol., 1981, 125, 17-23.

74. Haas D., Holloway B.W. The genetic organization of arginine biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa.-Mol. Gen. Genet., 1977,154, 7-22.

75. Hallenbeck P.C., Benemann J.R. Characterization and partial purification of the reversible hydrogenase of Anabaena cylindrica. -FEBS Lett., 1978, 94, 261-264.

76. Haselkorn R. Organization of the genes for nitrogen fixation in phototrophic bacteria and cyanobacteria. Ann. Rev. Microbiol., 1986, 15, 29-33.

77. Helber J.T., Johnson T.R., Yarbrough L.R., Hirschberg R. Effect of nitrogenous compounds on nitrogenase gene expression in anaerobic cultures of Anabaena variabilis. -J. Bacterid., 1988, 170, 558-563.

78. Hillmer P., Gest H. H2 metabolism in the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata: H2 production by growing cultures. J. Bacteriol., 1977, 129, 724-731.

79. Hindle Z., Callis R., Dowden S., Rudd B.A.M., Baumberg S. Cloning and expression in Escherichia coli of a Streptomyces coelicolor A3 (2) argCJB gene cluster. Microbiology, 1994,140,311-320.

80. Hoare D.S., Hoare S.L. Feedback regulation of arginine biosynthesis in blue-green algae and photosynthetic bacteria. J. Bacteriol., 1966, 92, 375-379.

81. Hood W., Carr N.G. Apparent lack of control by repression of arginine metabolism in blue-green algae. J. Bacteriol., 1971, 107, 365-367.

82. Hood W., Leaver A.G., Carr N.G. Extracellular nitrogen and the control of arginine biosynthesis in Anabaena variabilis. Biochem. J., 1969, 114, 12-13P.

83. Hoover T.R., Ludden P.W. Derepression of nitrogenase by addition of malate to cultures of Rhodospirillum rubrum grown with glutamate as the carbon and nitrogen source. J. Bacteriol., 1984, 159, 400-403.

84. Houchins J.P., Hind G. Pyridine nucleotides and H2 as electron donors to the respiratory and photosynthetic electron transfer chains and to nitrogenase in Anabaena heterocysts. Biochim. Biophys. Acta, 1982, 682, 86-96.

85. Houchins J.P. The physiology and biochemistry of hydrogen metabolism in cyanobacteria. -Biochim. Biophys. Acta., 1984, 768, 227-255.

86. Houchins J.P., Burris R.H. Occurrence and localization of two distinct hydrogenases in the heterocystous cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120. J. Bacteriol., 1981, 146, 209214.

87. Houchins J.P., Burris R.H. Comparative characterization of two distinct hydrogenases from Anabaena sp. strain PCC 7120,1981,146,215-221.

88. Howarth D.C., Codd G.A. The uptake and production of molecular hydrogen by unicellular cyanobacteria. J. Gen. Microbiol., 1985,131,1561-1569.

89. Huang T.-C., Lin R.-F., Chu M.-K., Chen H.M. Organization and expression of nitrogen fixation genes in the aerobic nitrogen-fixing unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. strain RF-1. Microbiology, 1999,145, 743-753.

90. Huang T.-C., Grobbelaar N. The circadian clock in the prokaryote Synechococcus sp. strain RF-1.- Microbiology, 1995,141,535-540.

91. Jansson E., Lindblad P. Cloning and molecular characterization of a presumptive argF, a structural gene encoding ornithine carbamoyl transferase (OCT), in the cyanobacterium Nostoc sp. PCC 73102. Physiol. Plantarum, 1998, 103, 347-353.

92. Jansson E., Martel A., Lindblad P. Ornithine cycle in Nostoc sp. PCC 73102: stimulation of in vitro ornithine carbamoyl transferase activity by addition of arginine. Curr. Microbiol., 1993, 26,75-78.

93. Jensen B.B., Cox R.P., Burris R.H. Isolation of cyanobacterial heterocysts with high and sustained dinitrogen-fixation capacity supported by endogenous reductants. Arch. Microbiol., 1986,145,241-247.

94. Juttner F. 14C-labeled metabolites in heterocysts and vegetative cells of Anabaena cylindrica filaments and their presumptive function as transport vehicles of organic carbon and nitrogen. -J. Bacteriol., 1983,155, 628-623.

95. Kentemich T., Danneberg G., Hundeshagen B., Bothe H. Evidence for the occurrence of the alternative, vanadium-containing nitrogenase in the cyanobacterium Anabaena variabilis. -FEMS Microbiol. Lett., 1988, 51,19-24.

96. Kentemich T., Haverkamp G., Bothe H. The expression of a third nitrogenase in the cyanobacterium Anabaena variabilis. Z. Naturforsch., 1991,46c, 217-222.

97. Kim J., Rees D.C. Nitrogenase and biological nitrogen fixation. Biochemistry, 1994, 33, 387" 397.

98. Kim J., Rees D.C. Crystallographic structure and functional implications of the nitrogenase molybdenum-iron protein from Azotobacter vinelandii. Nature, 1992, 360, 553-560.

99. Kleihues L., Lenz O., Bernhard M., Buhrke T., Friedrich B. The H2 sensor of Ralstonia eutropha is a member of the subclass of regulatory NiFe. hydrogenases. J. Bacterio!., 2000, 182, 2716-2724.

100. Kuchel P.W., Nichol L.W., Jeffrey P.D. Physicochemical and kinetic properties of beef liver argininosuccinase. Studies in the presence and absence of arginase. Biochem Biophys. Acta, 1975, 397, 478-488.

101. Kumar A.P., Perraju B.T.V.V., Singh H.N. Carbon nutrition and regulation of uptake hydrogenase activity in free-living and symbiotic Ancibaena cycadeae. New Phytol., 1986, 104, 115-120.

102. Lambert G.R., Smith G.D. The hydrogen metabolism of cyanobacteria (blue-green algae). -Biol. Rev., 1981, 56, 589-660.

103. Lammers P. J., Golden J.W., Haselkorn R. Identification and sequence of a gene required for a developmentally regulated DNA excision in Anabaena. Cell, 1986, 44, 905-911.

104. Lea P.J., Miflin B.J. Glutamate synthase in blue-green algae. Biochem. Soc. Trans., 1975, 3, 381-384.

105. Lee H., Chiou S., Chang G. Staining of argininosuccinate lyase activity in polyacrylamide gel. J. Biochem. Biophys. Methods, 1992, 24, 205-214.

106. Lindblad P., Atkins C.A., Pate J.S. N2-fixation by freshly isolated Nostoc from coralloid roots of the cycad Macrozamia riedlei (Fisch. Ex Gaud.) Gardn. Plant Physiol., 1991, 95, 753-759.

107. Linko P., Holm-Hansen O., Bassam J. A., Calvin M. Formation of radioactive citrulline during photosynthetic 14C02-fixation by blue-green algae. J. Exp. Bot., 1957, 8, 47-156.

108. Liotenberg S., Campbell D., Castets A-M., Houmard J., Tandeu de Marsac N. Modification of the Pn protein in response to carbon and nitrogen availability in filamentous heterocystous cyanobacteria. FEMS Microbiol. Lett., 1996, 144, 185-190.

109. Llama M.J., Serra J.L., Rao K.K., Hall D.O. Isolation and characterization of the hydrogenase activity from the non-heterocystous cyanobacterium Spirulina maxima. FEBS Lett., 1979, 98, 342-346.

110. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951, 193, 165-175.

111. Luque I., Flores E., Herrero A. Molecular mechanism for the operation of nitrogen control in cyanobacteria. -EMBO J., 1994, 13, 2862-2869.

112. Mackinney G. Absorption of light by chlorophyll solutions. J. Biol. Chem. 1941, 140, 315322.

113. Marques S, Merida A, Candau P, Florencio F.J. Light-mediated regulation of glutamine synthetase activity in the unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 6301. Planta, 1992, 187, 247-253.

114. Marques S, Florencio F.J, Candau P. Purification and characterization of the ferredoxin-glutamate synthase from the unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 6301. Eur. J. Biochem, 1992, 206, 69-77.

115. Martel A, Jansson E, Garcia-reina G, Lindblad P. Ornithine cycle in Nostoc sp. PCC 73102. Arginase, OCT and arginine deiminase, and the effects of addition of external arginine, ornithine, or citrulline. Arch. Microbiol, 1993, 159, 506-511.

116. Maryan P.S, Eady R.R, Chaplin A.E, Gallon J.R. Nitrogen fixation by Gloeothece sp. PCC 6909: respiration and not photosynthesis supports nitrogenase activity in the light. J. Gen. Microbiol, 1986, 132, 789-796.

117. Meeks J.C, Wolk C.P, Thomas J, Lockau W, Shaffer P.W, Austin S.M, Chien W.S, Galonsky A. The pathways of assimilation of 13NH4+ by the cyanobacterium, Anabaena cylindrica. J. Biol. Chem, 1977, 252, 7894-7900.

118. Meeks J.C, Wolk C.P, Lockau W, Schilling N, Shaffer P.W, Chien W.S. Pathways of assimilation of 13N.N2 and 13NHLt+ by cyanobacteria with and without heterocysts. J. Bacterid, 1978, 134, 125-130.

119. Merida A, Candau P, Florencio F.J. Regulation of glutamine synthetase activity in the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 by the nitrogen source: effect of ammonium. J. Bacteriol, 1991, 173, 4095-4100.

120. Merrick M.J. Regulation of nitrogen assimilation by bacteria. In: The nitrogen and sulfur cycles. Eds. Y.A. Cole, S.Y. Ferguson, 1988, 331-361, Cambridge Univ, Press.

121. Merrit M.V., Sid S.S., Mesh L., Allen M.M. Variations in the amino acid composition of cyanophycin in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6308 as a function of growth conditions. Arch. Microbiol., 1994,162,158-166.

122. Mikheeva L.E., Schmitz O., Shestakov S.V., Bothe H. Mutants of the cyanobacterium Anabaena variabilis altered in hydrogenase activities. Z. Naturforsch., 1995, 50C, 505-510.

123. Mountain A., Mann N.H., Munton R.N., Baumberg S. Cloning of a Bacillus subtilis restriction fragment complementing auxotrophic mutants of eight Escherichia coli genes of arginine biosynthesis. Mol. Gen. Genet., 1984,197, 82-89.

124. Moreno-Vivian C., Caballero F.J., Cardenas J., Castillo F. Effect of the C/N balance on the regulation of nitrogen fixation in Rhodobacter capsulatus E1F1. Bioch. Biophys. Acta, 1989, 977, 297-300.

125. Mulligan M.E., Buikema W.J., Haselkorn R. Bacterial-type ferredoxin genes in the nitrogen fixation regions of the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 and Rhizobium meliloti. -J. Bacterid., 1988, 170, 4406-4410.

126. Nagata T., Watanabe Y. Carbon- and nitrogen-to-volume ratios of bacterioplankton grown under different nutritional conditions. Appl. Envir. Microbiol., 1990, 56,1303-1309.

127. Nagatani H.H., Haselkorn R. Molybdenum independence of nitrogenase component synthesis in the non-heterocystous cyanobacterium Plectonema. J. Bacteriol., 1978, 134, 597-605.

128. Nakamura Y., Kaneko T., Hirosawa M., Miyajima N., Tabata S. CyanoBase, a www database containing the complete genome of Synechocystis strain PCC 6803. Nucleic Acids Res., 1998, 20, 63-67.

129. Navarro F., Chavez S., Candau P., Florencio F.J. Existence of two ferredoxin-glutamate synthases in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Isolation and insertional inactivation ofg//B and gltS genes. Plant Mol. Biol., 1995, 27, 753-767.

130. Neilson A.H., Doudoroff M. Ammonia assimilation in blue-green algae. Arch. Microbiol., 1973,89,15-22.

131. O'Reilly M., Devine K.M. Sequence and analysis of the citrulline biosynthetic operon argC-F from Bacillus subtilis. Microbiology, 1994,140, 1023-1025.

132. Riccardi G., De Rossi E., Milano A. Amino acid biosynthesis and its regulation in cyanobacteria. Plant Sci., 1989, 63,135-151.

133. Orr J., Haselkorn R. Kinetic and inhibition studies of glutamine synthetase from the cyanobacterium Anabaena 7120. J. Biol. Chem., 1981, 256,13099-13104.

134. Oxelfelt F., Tamagnini P., Salema R., Lindblad P. Hydrogen uptake in Nostoc sp. strain PCC 73102: effects of nickel, hydrogen, carbon and nitrogen. Plant Physiol. Biochem., 1995, 33, 617-623.

135. Oxelfelt F., Tamagnini P., Lindblad P. Hydrogen uptake in Nostoc sp. strain PCC 73102. Cloning and characterizarion of a hupSL homologue. Arch. Microbiol., 1998,169,267-274.

136. Padan E., Cohen Y. Anoxygenic photosynthesis. In: The biology of cyanobacteria, Eds. Carr N.G., Whitton B.A., 1982,215-235, Blackwell, Oxford.

137. Papen H., Kentemich T., Schmulling T., Bothe H. Hydrogenase activities in cyanobacteria. -Biochimie, 1986, 68,121-132.

138. Peschek G.A. Evidence for two functionally distinct hydrogenases in Anacystis nidulans. -Arch. Microbiol., 1979,123, 81-92.

139. Peschek G. A., Villgrater K., Wastyn M. Respiratory protection of the nitrogenase in dinitrogen-fixing cyanobacteria. Plant Soil, 1991,137,17-24.

140. Peterson G.L. Determination of total protein. Methods Enzymol., 1983,91, 95-119.

141. Pienkos P.T., Bodmer S., Tabita F.R. Oxygen inactivation and recovery of nitrogenase activity in cyanobacteria. J. Bacteriol., 1983', 153,182-190.

142. Potts M., Angeloni S.V., Ebel R.E., Bassam D. Myoglobin in a cyanobacterium. Science, 1992,256,1690-1692.

143. Przybyla A.E., Robbins J., Menon N., Peck Jr. H.D. Structure-function relationships among the nickel-containing hydrogenases. FEMS Microbiol. Rev., 1992, 88,109-136.

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

145. Rai A.N., Bergman B. Modification of NO3" metabolism in heterocysts of the N2-fixing cyanobacterium Anabaena 7120 (ATCC 27893). FEMS Microbiol. Lett., 1986, 36,133-137.

146. Ratner S., Auslow W.P., Petrack B. Biosynthesis of urea. VI. Enzymatic cleavage of argininosuccinic acid to arginine and fumaric acid. J. Biol. Chem., 1953,204,115-125.

147. Reich S., B6ger P. Regulation of nitrogenase activity in Anabaena variabilis by modification of Fe-protein. FEMS Microbiol. Lett., 1989, 58, 81-86.

148. Reich S., Almon H., Boger P. Short-term effect of ammonia on nitrogenase activity of- Anabaena variabilis (ATCC 29413). FEMS Microbiol. Lett., 1986, 34, 53-56.

149. Reyes J.C., Florencio F.J. A new type of glutamine synthetase in cyanobacteria: the protein encoded by the g/nN gene supports nitrogen assimilation in Synechocystis sp. strain PCC 6803. J. Bacteriol., 1994,176,1260-1267.

150. Reyes J.C., Florencio 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., 1994,176, 7516-7523.

151. Riccardi G., De Rossi E., Milano, A. Amino acid biosynthesis and its regulation in cyanobacteria. Plant Sci., 1989, 63, 135-151.

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

153. Rowell P., Enticott S., Stewart W.D.P. Glutamine synthetase and nitrogenase activity in the blue-green alga Anabaena cylindrica. New Phytol., 1977, 79,41-54.

154. Rowell P., Kerby N.W. Cyanobacteria and their symbionts. In: Biology and Biochemistry of Nitrogen Fixation, 1991, Eds. Dilworth M.Y., Glenn A.R., Studies in Plant Science, 1, Elsevier, The Netherlands.

155. Rowell P., Sampaio M.J.A.M., Ladha J.K., Stewart W.D.P. Alteration of cyanobacterial glutamine synthetase activity in vivo in response to light and NH/. Arch. Microbiol., 1979, . 120,195-200.

156. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning. A laboratory manual, 2nd edn. 1989, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.

157. Schneegurt M.A., Sherman D.M., Nayar S., Sherman L.A. Oscillating behavior of carbohydrate granule formation and dinitrogen fixation in the cyanobacterium Cyanothece sp. strain ATCC 51142. J. Bacteriol., 1994,176,1586-1597.

158. Schmitz O., Boison G., Hilscher R., Hundeshagen B., Zimmer W., Lottspeich F., Bothe H. Molecular biological analysis of a bidirectional hydrogenase from cyanobacteria. Eur. J. Biochem., 1995,233, 266-276.

159. HI. Schrautemeier B., Bohme H. A distinct ferredoxin for nitrogen fixation isolated from heterocysts of the cyanobacterium Anabaena variabilis. FEBS Lett., 1985,184, 304-308.

160. Schrautemeier B., Böhme H. Coding sequence of a heterocysts ferredoxin gene (fdxH) isolated from the nitrogen-fixing cyanobacterium Calothrix sp. PCC 7601. Plant Mol. Biol., 1992, 18, 1005-1006.

161. Serebriakova L.T., Zorin N.A., Lindblad P. Reversible hydrogenase in Anabaena variabilis ATCC 29413; presence and localization in non-N2-fixing cells. Arch. Microbiol, 1994, 161, 140-144.

162. Serebryakova L.T, Medina M, Zorin N.A, Gogotov I.N, Cammack R. Reversible hydrogenase of Anabaena variabilis ATCC 29413: catalytic properties and characterization of redox centers. FEBS Lett, 1996, 383,79-82.

163. Simon R.D. Inclusion bodies in the cyanobacteria: Cyanophycin, polyphosphate, polyhedral bodies. In: The cyanobacteria, Eds. Fay P., Van Baalen C, 1987, 199-225, Elsevier, Amsterdam.

164. Smith A.J. Modes of cyanobacterial carbon metabolism. In: The biology of cyanobacteria. Ed. by Carr N.G., Whitton B.A.Blackwell, Oxford, UK, p. 47-85.

165. Smith R.V, Noy R.J, Evans M.C.W. Physiological donor systems to the nitrogenase of the blue-green alga Anabaena cylindrica. Biochim. Biophys. Acta, 1971, 253,104-109.

166. Smith R.L, Van Baalen C, Tabita F.R. Alteration of the Fe-protein of nitrogenase by oxygen in the cyanobacterium Anabaena sp. strain CA. J. Bacteriol, 1987,169, 2537-2542.

167. Solorzano L. Determination of ammonia in natural waters by the phenolhypochlorite method. -Limnology and Oceanology, 1969,14, 799.

168. Spence D.W., Stewart W.D.P. Heterocystless mutants of Anabaena PCC 7120 with nitrogenase activity. FEMS Microbiol. Lett, 1987, 40,119-122.

169. Stacey G, Tabita F.R, Van Baalen C. Nitrogen and ammonia assimilation in the cyanobacteria: purification of glutamine synthetase from Anabaena sp. strain CA. J. Bacteriol, 1977, 132, 596-603.

170. Stacey G., Van Baalen C., Tabita F.R. Nitrogen and ammonia assimilation in the cyanobacteria: regulation of glutamine synthetase. Arch. Biochem. Biophys., 1979,194,457-467.

171. Stal L.J., Bergman B. Immunological characterization of nitrogenase in the filamentous, non-heterocystous cyanobacterium Oscillatoria limosa. Planta, 1990, 182, 2887-2891.

172. Stal L.J., Heyer H. Dark anaerobic nitrogen fixation (acetylene reduction) in the cyanobacterium Oscillatoria. FEMS Microbiol. Ecol., 1987, 45, 227-232.

173. Stal L.J., Moezelaar R. Fermentation in cyanobacteria. FEMS Microbiol. Rev., 1997, 21, 179211.

174. Stewart W.D.P., Rowell P. Effects of L-methionin-D,L-sulphoximine on the assimilation of newly fixed NH3, acetylene reduction and heterocyst production in Anabaena cylindrica. -Biochim. Biophys. Res. Commun., 1975, 65, 846-856.

175. Summers M.L., Wallis J.G., Campbell E.L., Meeks J.C. Genetic-evidence of a major role for glucose-6-phosphate dehydrogenase in nitrogen fixation and dark growth of the cyanobacterium Nostoc sp. strain ATCC 29133. J. Bacteriol., 1995,177, 6184-6194.

176. Suzuki I., Sugiyama T., Omata T. Regulation by cyanate of the genes involved in carbon and nitrogen assimilation in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942. J. Bacteriol., 1996,178, 2688-2694.

177. Tabita F.R. Carbon dioxide fixation and its regulation in cyanobacteria. -In: The cyanobacteria. Ed. by Fay P., Baalen C.V., 1987, Elsevier, p.95-117.

178. Tabita F.R. The biochemistry and molecular regulation of carbon dioxide metabolism in cyanobacteria. In: The molecular biology of cyanobacteria. Ed. by Bryant D.A., 1994, Kluwer Academic Publishers, p. 437-467.

179. Tamagnini P., Oxelfelt F., Salema R., Lindblad P. Immunological characterization of hydrogenases in the nitrogen-fixing cyanobacterium Nostoc sp. strain PCC 73102. Current Microbiol., 1995,31,102-107.

180. Tamagnini P., Costa J.L., Almeida L., Oliveira M.J., Salema P., Lindblad P. Diversity of cyanobacterial hydrogenases, a molecular approach. Curr. Microbiol., 2000,40, 356-361.

181. Thiel T. Characterization of genes for an alternative nitrogenase in the cyanobacterium Anabaena variabilis. J. Bacteriol., 1993,175, 6276-6286.

182. Thiel T., Lyons E.M., Erker J.C., Ernst A. A second nitrogenase in vegetative cells of a heterocyst-forming cyanobacterium. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, 92, 9358-9362.

183. Tredici M.R., Margheri M.C., De Philippis R., Materassi R. The role of hydrogen metabolism in photoheterotrophic cultures of the cyanobacterium Nostoc sp. strain Cc isolated from Cycas circinalis L. J. Gen. Microbiol., 1990,136,1009-1015.

184. Tsai L.B., Mortenson L.E. Interaction of the nitrogenase components of Anabaena cylindrica with those of Clostridium pasterianum. Biochem. Biophys. Res. Comm., 1978, 81, 280-287.

185. Turner N.E., Robinson S.J., Haselkorn R. Different promoters for the Anabaena glutamine synthetase gene during growth using molecular or fixed nitrogen. Nature, 1983, 306, 337-342.

186. Vallee F., Turner M.A., Lindley P.L., Lynne Howell P. Crystal structure of an inactive duck 8 II crystallin mutant with bound argininosuccinate. Biochemistry, 1999, 38, 2425-2434.

187. Van der Oost J., Kanneworff W.A., Krab K., Kraayenhof R. Hydrogen metabolism of three unicellular nitrogen-fixing cyanobacteria. FEMS Microbiol. Lett., 1987, 48, 41-45.

188. Van der Oost J., Cox R.P. Hydrogenase activity in nitrate-grown cells of the unicellular cyanobacterium Cyanothece PCC 7822. Arch. Microbiol., 1989, 151, 40-43.

189. Vega-Palas M.A., Flores E., Herrero A. NtcA, a global nitrogen regulator from the cyanobacterium Synechococcus that belongs to the Crp family of bacterial regulators. Molec. Microbiol., 1992, 6,1853-1859.

190. Volbeda A., Charon M.-H., Piras C., Hatchikian E.E., Frey M., Fontecilla-Camps J.C. Crystal structure of the nickel-iron hydrogenase from Desulfovibrio gigas. Nature, 1995, 373, 580587.

191. Wagner S.J., Thomas S.P., Kaufman R.I., Nixon B.T., Stevens S.E. The glnA gene of the cyanobacterium Agmenellum quadruplicatum PR-6 is nonessential for ammonium assimilation. J. Bacteriol., 1993,175,604-612.

192. Weathers P.J., Chee H.L., Allen M.M. Arginine catabolism in Aphanocapsa 6308. Arch. Microbiol., 1978,118,1-6.

193. Wei T-F., Ramasubramanian T.S., Pu F., Golden J.W. Anabaena sp. strain PCC 7120 bi/A gene encoding a sequence specific DNA-binding protein cloned by in vivo transcriptional interference selection. J. Bacteriol., 1993, 175, 4025-4035.

194. Wei T-F., Ramasubramanian T.S., Pu F., Golden J.W. Anabaena sp. strain PCC 7120 ntcA gene required for growth on nitrate and heterocyst development. J. Bacteriol., 1994, 176,4473-4482.

195. Winkenbach F., Wolk C.P. Activities of enzymes of the oxidative and reductive pentose phosphate pathways in heterocysts of a blue-green alga. Plant Physiol., 1973, 52, 480-483.

196. Wolk C.P., Thomas J., Shaffer P.W., Austin S.M., Galonsky A. Pathway of nitrogen metabolism after fixation of 13N-labeled nitrogen gas by the cyanobacterium, Anabaena cylindrica. J. Biol. Chem., 1976, 251, 5027-5034.

197. Wolk C.P., Ernst A., Elhai J. Heterocyst metabolism and development. In: The molecular biology of cyanobacteria, Ed. Bryant D.A., 1994, 769-823, Kluwer Academic Publishers.

198. Wood, S.A., Miles, J.S. and Guest, J.R. (1988) Sequence homologies between argininosuccinase, aspartase and fumarase: A family of structurally-related enzymes. FEMS Microbiol Lett 51,181 -186.

199. Wu L.-F., Mandrand M.A. Microbial hydrogenases: primary structure, classification, signatures and phylogeny. FEMS Microbiol. Rev., 1993, 104, 243-270.

200. Yakunin A.F., Hallenbeck P.C., Troshina O.Y., Gogotov I.N. Purification and properties of a bacterial-type ferredoxin from the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena variabilis ATCC 29413. Biochim. Biophys. Acta, 1993,1163, 124-130.

201. Yakunin A.F., Hallenbeck P.C., Troshina O.Y., Gogotov I.N. Purification and properties of a flavodoxin from the heterocystous cyanobacterium Anabaena sphaerica. Biochim. Biophys. Acta, 1993,1164,305-310.

202. Yakunin A.F., Hallenbeck P.C. Short-term nitrogenase regulation in Rhodobacter capsulatus: multiple in vivo nitrogenase responses to NH/ addition. J. Bacterid., 1998,180, 6392-6395.