Молекулярные механизмы регуляции азотного обмена грамположительных бактерий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат наук Каюмов, Айрат Рашитович

• Каюмов, Айрат Рашитович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Каюмов, Айрат Рашитович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ....................................................................................................9

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................11

Актуальность темы исследования.....................................................................................11

Цели и задачи исследования..............................................................................................13

Научная новизна полученных результатов.......................................................................14

Практическая значимость..................................................................................................15

Основные положения, выносимые на защиту...................................................................16

Апробация работы и публикации......................................................................................16

Личный вклад автора..........................................................................................................18

Объем и структура диссертации........................................................................................18

ГЛАВА 1 Литературный обзор...........................................................................................19

Молекулярные механизмы регуляции азотного метаболизма в клетках бактерий....19

1.1 Введение.......................................................................................................................19

1.2 Ассимиляция азота и регуляция азотного метаболизма в клетках бактерий.............20

1.2.1 Транспорт глутамина в клетку...............................................................................20

1.2.2 Транспорт аммония в клетку.................................................................................. 22

1.2.3 Поглощение нитратного и нитритного азота ........................................................ 23

1.2.4 АВС-транспортер AmtB.........................................................................................24

1.2.5 Белки AmtB и GlnK в клетках B. subtilis...............................................................29

1.3 Биохимические пути ассимиляции источников азота.................................................30

1.3.1 Синтез глутаминовой кислоты...............................................................................31

1.4 Молекулярные механизмы регуляции экспрессии генов азотного метаболизма......38

1.4.1 Регуляция азотного метаболизма в клетках E. coli...............................................39

1.4.2 Регуляция азотного метаболизма в клетках B. subtilis..........................................45

1.5 Семейство PII белков....................................................................................................54

1.5.1 Сенсорные свойства PII белков на примере GlnB Synechococcus elongatus.........59

1.5.2 PII белок B. subtilis..................................................................................................63

1.5.3 PII белки Arabidopsis thaliana................................................................................64

1.5.4 PII белки Azospirillum brasilense............................................................................65

1.6 Регуляция метаболизма путем внутриклеточного протеолиза регуляторных белков .................................................................................................................................................66

1.6.1 Направленный протеолиз в регуляции клеточного метаболизма.........................72

1.7 Образование биопленок у бактерий.............................................................................73

1.7.2 Образование биопленок у B. subtilis......................................................................78

ГЛАВА 2.................................................................................................................................81

Материалы и методы исследования...................................................................................81

2.1 Методы работы с бактериальными клетками..............................................................81

2.1.1 Штаммы..................................................................................................................81

2.1.2 Плазмидные векторы..............................................................................................82

2.1.3 Среды и условия культивирования........................................................................83

2.1.4 Определение минимальной подавляющей концентрации....................................85

2.1.5 Определение цитотоксичности..............................................................................85

2.1.6 Получение мембранной фракции клеток...............................................................85

2.1.7 Трансформация клеток E. coli методом теплового шока......................................86

2.1.8 Трансформация клеток E. coli методом электропорации.....................................86

2.1.9 Трансформация клеток B. subtilis [Anagnostopolous et al., 1961]..........................86

2.2 Методы работы с рекомбинантной ДНК.....................................................................87

2.2.1 Выделение геномной ДНК бацилл и лактобацилл методом фенол-хлороформной экстракции ....................................................................................................................... 87

2.2.2 Выделение плазмидной ДНК в препаративных количествах методом щелочного лизиса............................................................................................................................... 87

2.2.3 Выделение плазмидной ДНК с помощью GeneJET Plasmid Miniprep Kit............88

2.2.4 Полимеразная цепная реакция (ПЦР)....................................................................88

2.2.5 Очистка амплифицированных фрагментов ДНК после ПЦР ............................... 91

2.2.6 Рестрикция ДНК.....................................................................................................92

2.2.7 Дефосфорилирование ДНК....................................................................................92

2.2.8 Лигирование ДНК...................................................................................................92

2.2.9 Получение ДНК-дуплексов путем гибридизации ................................................. 92

2.2.10 Метод энзиматической сборки фрагментов ДНК по Гибсону............................93

2.2.11 Электрофорез ДНК...............................................................................................93

2.2.12 Очистка ДНК из агарозного геля.........................................................................94

2.2.13 Введение точечных мутаций в гены ....................................................................94

2.3 Схемы получения рекомбинантных конструкций ...................................................... 95

2.3.1 Нокаутирование генов............................................................................................95

2.3.2 Нокаутирование гена htrA в клетках B. subtilis.....................................................96

2.3.4 Получение рекомбинантного штамма B. subtilis с точечной мутацией G93A в белке GlnK.......................................................................................................................97

2.3.5 Клонирование мутантных генов tnrA B. subtilis....................................................99

2.3.6 Конструирование плазмиды pGP-pTnrA...............................................................99

2.3.7 Клонирование мутантных генов glnRB. subtilis..................................................100

2.3.8 Клонирование мутантных генов glnR иpotA L. brevis........................................101

2.4 Методы работы с белками..........................................................................................101

2.4.1 Скрининг рекомбинантных штаммов, обладающих максимальной гиперпродукцией белков...............................................................................................101

2.4.2 Гиперпродукция белков в клетках E. coli и получение клеточных экстрактов . 102

2.4.3 Очистка белков на Ni-NTA сефарозе...................................................................102

2.4.4 Очистка белков на стреп-тактин сефарозе..........................................................102

2.4.5 Преципитация белков сульфатом аммония.........................................................103

2.4.6 Гидрофобная хроматография...............................................................................103

2.4.7 Ионообменная хроматография.............................................................................103

2.4.8 Гель-фильтрация...................................................................................................104

2.4.9 Диализ белков.......................................................................................................104

2.4.10 Определение концентрации белка.....................................................................104

2.4.11 Электрофорез белков в денатурирующих условиях.........................................104

2.4.12 Окрашивание белковых гелей кумасси синим..................................................105

2.4.13 Окрашивание белковых гелей нитратом серебра..............................................105

2.4.14 Осаждение белков с помощью трихлоруксусной кислоты...............................105

2.4.15 Иммуноблоттинг (Western Blot).........................................................................105

2.4.16 Dot Blot................................................................................................................106

2.4.17 Иммунодетекция.................................................................................................106

2.4.18 Анализ олигомеризации белков методом поперечных сшивок in vitro............107

2.5 Методы анализа взаимодействия макромолекул......................................................107

2.5.1 Анализ взаимодействия белков методом ко-элюции (Pull Down)......................107

2.5.2 Иммунопреципитация..........................................................................................108

2.5.3 Иммунопреципитация с антителами, ковалентно сшитыми с белок-А сефарозой ........................................................................................................................................108

2.5.4 Анализ взаимодействия белков со стреп-тагом in vivo (SPINE).........................109

2.5.5 Pull Down анализ взаимодействия фактора TnrA с ДНК....................................109

2.5.6 Метод задержки в геле.........................................................................................110

2.5.7 Исследование взаимодействия белков методом плазмонного поверхностного резонанса (ППР)............................................................................................................110

2.5.8 Исследование взаимодействия белков с ДНК методом плазмонного поверхностного резонанса (ППР).................................................................................111

2.6 Аналитические методы...............................................................................................111

2.6.1 Определение активности Р-галактозидазы..........................................................111

2.6.2 Определение активности глутаминсинтетазы.....................................................112

2.6.3 Окрашивание биопленок кристаллическим фиолетовым...................................113

2.6.4 Определение содержания ионов аммония...........................................................113

2.6.5 Изотермальная титрующая калориметрия...........................................................114

2.7 Математические методы............................................................................................114

2.7.1 Биоинформатика...................................................................................................114

2.7.2 Статистика............................................................................................................115

ГЛАВА 3...............................................................................................................................116

Молекулярные механизмы регуляции активности фактора транскрипции TnrA в клетках B. subtilis.................................................................................................................116

3.1 Анализ структуры фактора транскрипции TnrA.......................................................116

3.1.1 Получение белков TnrA с усеченной С-концевой последовательностью..........116

3.1.2 Определение участков взаимодействия фактора TnrA с GlnK и глутаминсинтетазой......................................................................................................120

3.1.3 Функциональная роль С-концевого домена фактора TnrA в образовании димеров и взаимодействии белка с ДНК....................................................................................121

3.2 Активность и внутриклеточная локализация фактора TnrA в условиях различных доступности восстановленного азота...................................................................................128

3.2.1 Влияние белков AmtB, GlnK и глутаминсинтетазы на активность фактора транскрипции TnrA в клетках бацилл .......................................................................... 128

3.2.2 Внутриклеточная локализация фактора TnrA в различных условиях доступности восстановленного азота.................................................................................................134

3.3 Влияние эффекторных молекул на взаимодействие TnrA с глутаминсинтетазой... 137

3.3.1 Характеристика взаимодействия глутаминсинтетазы с лигандами...................137

3.3.2 Влияние эффекторных молекул на взаимодействие TnrA с глутаминсинтетазой ........................................................................................................................................143

3.4 Влияние эффекторных молекул на взаимодействие TnrA с PII-подобным белком GlnK.......................................................................................................................................146

3.4.1 Характеристика связывания лигандов белком GlnK методом изотермальной титрующей калориметрии.............................................................................................146

3.4.2 Влияние эффекторных молекул на взаимодействие TnrA с белком GlnK.........148

3.5 Конкурентное взаимодействие GlnK и глутаминсинтетазы c TnrA как механизм регуляции ДНК-связывающей активности фактора транскрипции....................................150

3.5.1 Оценка конкурентного взаимодействия GlnK и глутаминсинтетазы c фактором TnrA...............................................................................................................................150

3.5.2 Белок GlnK и глутаминсинтетаза конкурентно связывают фактор транскрипции TnrA в зависимости от концентраций эффекторных молекул и определяют его ДНК-связывающую активность.............................................................................................152

ГЛАВА 4...............................................................................................................................157

Фактор транскрипции TnrA подавляет активность глутаминсинтетазы..................157

в клетках B. subtilis.............................................................................................................157

4.1 Влияние факторов транскрипции TnrA и GlnR на активность глутаминсинтетазы в условиях in vitro....................................................................................................................157

4.2 Физиологическое значение подавления in vivo активности глутаминсинтетазы путем

связывания с фактором TnrA................................................................................................ 161

ГЛАВА 5...............................................................................................................................163

Протеолитическое расщепление фактора TnrA.............................................................163

как альтернативный путь контроля его активности....................................................163

5.1 Фактор TnrA подвергается протеолизу в ответ на полное удаление источника азота ...............................................................................................................................................163

5.2 Исследование взаимодействия фактора транскрипции TnrA с белками-партнерами в условиях удаления источника азота.....................................................................................166

5.3 Протеолиз белков TnrA с делециями С-конца белка...............................................173

5.4 Идентификация протеиназы осуществляющей протеолиз фактора транскрипции TnrA в клетках B. subtilis......................................................................................................174

5.4.1 Сбор и анализ экспериментальных данных распознавания полипептидных мишеней белками-регуляторами ClpC и ClpX.............................................................174

5.4.2 Идентификация сайта распознавания белков субстратов АТФазами ClpC и ClpX ........................................................................................................................................175

5.4.3 Получение штамма B. subtilis, дефектного по внутриклеточной протеиназе HtrA ........................................................................................................................................178

5.4.4 Протеолиз фактора транскрипции TnrA в клетках B. subtilis , мутантных по внутриклеточным протеазам HtrA, LonA, ClpP..........................................................178

5.4.5 Очистка протеолитической активности, осуществляющей протеолиз фактора TnrA...............................................................................................................................179

ГЛАВА 6...............................................................................................................................184

Функциональная роль белка GlnK в клетках B. subtilis................................................184

6.1 Оценка участия консервативных аминокислот в связывани лигандов белком GlnK ...............................................................................................................................................184

6.2 Взаимодействие белков GlnK и GlnK93 с фактором TnrA in vitro и in vivo............189

6.3 Влияние точечной мутации G93A в АТФ-связывающем сайте белка GlnK на его локализацию в клетке...........................................................................................................192

6.4 Влияние точечной мутации G93A в АТФ-связывающем сайте на регуляторные функции белка GlnK.............................................................................................................193

6.5 Регуляторный белок GlnK необходим для ассимиляции глутамина клетками

B. subtilis................................................................................................................................196

ГЛАВА 7...............................................................................................................................199

Система регуляции азотного обмена бацилл как мишень антибактериальных препаратов...........................................................................................................................199

7.1 Скрининг производных 2(5#)-фуранона, подавляющих образование биопленки клетками B. subtilis................................................................................................................199

7.2 Определение клеточных мишеней для фуранонов....................................................202

7.2.1 Влияние фуранонов на систему регуляции чувства кворума бацилл (ComP-

ComA)............................................................................................................................202

7.2.2 Влияние фуранонов на систему регуляции азотного метаболизма....................203

7.2.3 Влияние фуранонов на систему регуляции образования биопленки ................. 205

7.3 Оценка влияния фуранонов на эффективность антибиотиков в отношении клеток в

составе биопленки ................................................................................................................ 206

ГЛАВА 8...............................................................................................................................209

Биохимическая характеристика PII подобного белка PotN..........................................209

в клетках Lactobacillus brevis subsp gravesensis.................................................................209

8.1 Характеристика генного окружения гена potN и анализ аминокислотной последовательности белка PotN...........................................................................................209

8.2 Очистка белка PotN и оценка олигомеризации.........................................................212

8.3 Оценка взаимодействия белка PotN с различными лигандами................................215

8.4 Рентгеноструктурный анализ белка PotN..................................................................218

8.5 Идентификация белков-партнеров для взаимодействия с белком PotN в клетках L. brevis..................................................................................................................................220

8.6 Характеристика взаимодействия белка PotN с белками-партнерами в бактериальной двугибридной системе и in vitro...........................................................................................226

8.7 Характеристика влияния белка PotN на ДНК-связывающую активность фактора транскрипции GlnR in vitro...................................................................................................230

ГЛАВА 9 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ....................................................................233

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................................253

БЛАГОДАРНОСТИ............................................................................................................256

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ........................................................257

Приложение 1......................................................................................................................283

Приложение 2......................................................................................................................299

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярные механизмы регуляции азотного обмена грамположительных бактерий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Живая клетка постоянно находится в тесном контакте с меняющейся внешней средой и вынуждена перестраивать обмен веществ с целью минимизации энергетических затрат. Информация о метаболическом состоянии клетки передается практически на все клеточные процессы для поддержания клеточного пластического и энергетического гомеостаза для нормального протекания биохимических процессов [Tournier, 2017; Noack, 2017]. Наличие в среде легко усваиваемых питательных веществ подавляет процессы катаболизма сложных органических и неорганических соединений, таких как белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды [Nielsen, 2017; Millard, 2017]. Многоуровневая регуляция обмена веществ клетки включает как «медленные» процессы в виде изменения уровня экспрессии генов, так и «быстрые», такие как посттрансляционные модификации или аллостерическое связывание малых эффекторных молекул [Chubukov et al., 2014].

В клетках бактерий экспрессия генов регулируется в основном на уровне транскрипции. В общем виде этот контроль сводится к восприятию и передаче сенсорными белками метаболического сигнала в ответ на изменение концентраций основных метаболитов (аминокислот, нуклеотидов), вторичных мессенджеров (цАМФ), ионов металлов и других низкомолекулярных веществ. Внешние сигналы воспринимаются в основном двух-компонентными системами, в которых сенсорная киназа активирует цитоплазматический регуляторный белок в ответ на стимул [Mizuno, 1997]. В настоящее время около 30 подобных систем описано в геноме кишечной палочки [Verhamme, 2001], около 20 в молочнокислых бактериях [Monedero et al., 2017] и более 50 в клетках бацилл [Laub & Goulian, 2007]. Эти сигналы объединяются системами глобальной регуляции, такими как, например, углеродная катаболитная репрессия [Görke & Stülke, 2008; Deutscher, Francke & Postma, 2006; Shimada et al., 2011; Kaplan et al., 2008], которая подавляет ассимиляцию альтерантивных источников питания в присутствии наиболее предпочтительных. В Escherichia coli данным регулятором выступает белок Crp, активность которого регулируется уровнем внутриклеточного циклического АМФ [Shimada et al., 2011; Kaplan et al., 2008]. В клетках бацилл эту роль выполняет глобальный фактор трансрикпии CcpA, эффекторной молекулой для которого предположительно является ГТФ [Jault et al., 2000; Chubukov et al., 2013], отражающий энергетический статус клетки.

Иерархия регуляторных механизмов, контролирующих азотный метаболизм, хорошо изучена у протеобактерий [Forchhammer, 2007; Forchhammer, 2008]. В E. coli центральным регулятором азотного обмена являются белки GlnK и GlnB, относящиеся к

семейству PII-белков, которые модифицируется ферментом GlnD в ответ на внутриклеточное содержание глутамина, а также меняют конформацию путем связывания АДФ, АТФ и 2-кетоглутаровой кислоты [Ninfa & Jiang, 2005]. При этом 2-кетоглутаровая кислота является сигнальным метаболитом, связывающим азотный и энергетический обмены [Loffler et al., 2017]. В свою очередь, белки GlnK и GlnB контролируют систему NTR (основная система регуляции азотного метаболизма), непосредственно связываясь с белками NtrB и GlnE [Ninfa & Jiang, 2005]. NtrB является гистидин-киназой и осуществляет фосфорилирование фактора транскрипции NtrC. NtrC является фактором транскрипции и в фосфорилированном состоянии активирует транскрипцию генов метаболизма альтернативных источников азота. GlnE является бифункциональным ферментом, контролирующим активность глутаминсинтетазы за счет обратимого аденилирования [Jiang et al., 2007]. Таким образом, PII белки в E. coli выступают в качестве клеточных интеграторов сигналов доступности азота и энергетического гомеостаза, оптимизируя пути ассимиляции азота в зависимости от метаболического статуса клетки.

Система №гВ-№гС, гомологичная клеткам кишечных бактерий, отсутствует у грамположительных бактерий, представляющих два обширных порядка класса Bacilli, Bacillales и Lactobacillales [Wray et al., 1996]. Интересно, что активность глутаминсинтетазы у бацилл контролируется не путем аденилирования PII-белком [Jaggi et al., 1997; Jiang et al., 2007], а за счет 1) ингибирования глутамином по типу обратной связи и 2) связывания с фактором транскрипции TnrA, основного регулятора транскрипции генов метаболизма альтернативных источников азота у бацилл [Wray et al., 2001; Fedorova et al., 2013]. С другой стороны, глутаминсинтетаза Bacillus subtilis также является триггерным или бифункциональным белком. Кроме прямой биохимической функции - биосинтеза глутамина путем аминирования глутаминовой кислоты, данный белок принимает участие в регуляции экспрессии генов азотного обмена путем связывания двух ключевых транскрипционных факторов TnrA и GlnR, при этом подавляя транскрипцию TnrA-зависимых генов и повышая сродство GlnR к ДНК [Wray et al., 2001; Fisher &Wray, 2008; Wray & Fisher, 2010; Gunka & Commichau, 2012; Hauf et al, 2016]. Находясь в ингибированном глутамином состоянии глутаминсинтетаза выполняет функцию молекулярного шаперона, стабилизирующего димер регуляторного белка GlnR и обеспечивающего тем самым возможность взаимодействия последнего с ДНК [Fisher &Wray, 2008]. Связывая фактор транскрипции TnrA, фермент обеспечивает подавление экспрессии генов TnrA-регулона [Wray et al., 2001; Fisher, 1999]. Имеющиеся данные свидетельствуют, что сайт для связывания глутаминсинтетазы с обоими факторами

транскрипции расположен в области глутамат-связывающего центра фермента, однако молекулярный механизм различного влияния глутаминсинтетазы на ДНК-связывающую активность белков GlnR и TnrA остается неясным [Wray & Fisher, 2010]. Необходимо отметить, что фактор TnrA не имеет сайтов для ковалентной модификации или взаимодействия с низкомолекулярными лигандами подобно другим факторам транскрипции семейства MerR: его активность регулируется, по-видимому, путем взаимодействия с глутаминсинтетазой и белком GlnK [Wray et al., 2001; Kayumov et al., 2011]. Молекулярные механизмы распознавания азотного статуса в клетках бацилл (избыток или недостаток доступного азота) до недавнего времени оставались неисследованными [Forchhammer, 2008; Gunka et al., 2012]. В клетках бацилл также присутствует PII-подобный белок GlnK [Heinrich et al., 2006; Stulke, 2003], однако его физиологическая функция в клетках бацилл пока полностью не ясна [Schumacher et al., 2015].

У лактобацилл, одной из основных групп микроорганизмов, широко применяемых в производстве молочнокислых продуктов, а также осуществляющих ферментацию в растительной массе при спонтанном силосовании кормов, регуляция азотного метаболизма в настоящее время остается практически неисследованной. В литературе встречаются фрагментарные данные о регуляции азотного метаболизма в клетках лактобацилл [Zumft et al, 1997; Larsen et al., 2006; Brooijmans et al., 2009, Monedero, 2017].

Таким образом, ассимиляция различных питательных веществ подвержена контролю со стороны глобальных регуляторов метаболизма в ответ на доступность любых источников питания и энергии, поэтому систему глобальной регуляции необходимо рассматривать как единую [Chubukov et al., 2014]. При этом регуляция азотного обмена, а также механизм восприятия азотного сигнала кардинально отличаются у грамотрицательных и грамположительных бактерий. Если у первых эта система детально исследована, у вторых принципы ее организации и молекулярные механизмы функционирования во многом неизвестны.

Цели и задачи исследования

Целью работы явилась характеристика молекулярных механизмов распознавания и трансдукции регуляторного сигнала PII-подобными белками и глутаминсинтетазой у представителей двух порядков класса бацилл (Bacillales и Lactobacillales) в процессе регуляции азотного обмена клетки.

В работе решались следующие задачи:

1) Установить молекулярные механизмы регуляции активности фактора транскрипции TnrA в клетках B. subtilis.

2) Проанализировать подавление активности глутаминсинтетазы в клетках B. subtilis фактором транскрипции TnrA и охарактеризовать физиологическое значение этого процесса.

3) Выявить детали механизма протеолитического гидролиза фактора TnrA в клетках B. subtilis как альтернативного пути контроля его активности.

4) Охарактеризовать функциональную роль PII подобного белка GlnK в клетках B. subtilis.

5) Определить детали молекулярного механизма влияния производных 2(5Н)-фуранона на систему регуляции азотного обмена B. subtilis, приводящего к подавлению образования биопленки этими бактериями.

6) Дать биохимическую характеристику PII подобного белка PotN и установить его функциональную роль в клетках Lactobacillus brevis subsp gravesensis.

Научная новизна полученных результатов

В рамках работы впервые предложена и доказана гипотеза о молекулярных механизмах функционирования мультимодальной системы регуляции экспрессии генов азотного метаболизма в клетках B. subtilis за счет конкурентного взаимодействия регуляторных белков. Ведущая роль в этой системе принадлежит глутаминсинтетазе. Гомо-додекамер глутаминсинтетазы имеет 6 сайтов для конкурентного связывания АТФ, АМФ или глутамина. Впервые показано, что заполнение сайтов происходит постепенно с выраженным эффектом анти-кооперативности: при заполнении первых сайтов сродство последующих к лиганду снижается. Связываясь с АМФ или глутамином фермент переходит в Q-состояние с высоким сродством к TnrA, основному регулятору экспрессии генов азотного метаболизма. АТФ способен вытеснять АМФ и глутамин и переводить фермент в А-состояние, в котором взаимодействие с TnrA подавляется. Это обеспечивает возможность существования белка в 95 различных конформациях с разным сродством к TnrA в зависимости от качественного и количественного насыщения лигандами. PII-подобный белок GlnK является тримером и имеет 4 возможных конформации в зависимости от заполненности трех сайтов АТФ. В итоге в клетке существует равновесие между комплексами TnrA-GlnK с высокой ДНК-связывающей активностью фактора транскрипции и TnrA-глутаминсинтетаза, в котором ДНК-связывающая активность белка подавлена. В ответ на изменение внутриклеточного содержания АТФ, АМФ и глутамина

меняется сродство глутаминсинтетазы и GlnK к фактору транскрипции TnrA, это приводит к изменению соотношения количества активного и неактивного TnrA в клетке и, следовательно, изменению уровня экспрессии генов регулона.

Впервые показано, что связывание фактора TnrA с глутаминсинтетазой, кроме инактивации ДНК-связывающей активности фактора транскрипции, приводит также к подавлению биосинтетической активности фермента на 60-70 % in vitro и in vivo. Этот механизм позволяет клетке в течение 30 минут значительно понизить интенсивность биосинтеза глутамина в условиях повышения доступности восстановленного азота.

Впервые охарактеризован процесс внутриклеточного протеолиза фактора транскрипции TnrA как ответ на полное удаление источника азота. Молекулярным триггером этого процесса является повышение уровня АТФ в клетке и последующая диссоциация фактора TnrA от белка GlnK.

Впервые показано, что PII-подобный белок GlnK из B. subtilis регулирует активность АВС-транспортера ионов аммония AmtB, при этом повышение уровня внутриклеточного АТФ является триггерным сигналом для активного транспорта.

Впервые показано, что новое производное 2(5#)-фуранона с условным названием Ф12, подавляющее образование биопленки B. subtilis, подавляет азотный метаболизм бацилл путем репрессии связывания GlnK и глутаминсинтетазы с фактором TnrA. Нарушение регуляции активности фактора TnrA через регуляторный каскад Spo0A-SinI выражается в подавлении экспрессии генов, продукты которых участвуют в синтезе и секреции экзополисахарида биопленки.

Впервые дана биохимическая характеристика представителя нового подсемейства PII-подобных белков - белка PotN из L. brevis subsp gravesensis, способного конкурентно связывать АТФ и АДФ и тем самым регулировать ДНК-связывающую активность фактора транскрипции GlnR в ответ на энергетический статус клетки.

Практическая значимость

Понимание механизмов глобальной регуляция азотного метаболизма бацилл и лактобацилл, двух крупных биотехнологически важных групп бактерий, является необходимым при создании новых производств, основанных на деятельности этих микроорганизмов. Учитывая большую распространенность бацилл и лактобацилл в почвах и на поверхности диких и культурных растений [Choudhary & Johri, 2009], регуляция содержания азотсодержащих веществ в природных экологических нишах представляется важнейшим фактором, обеспечивающим комплексные процессы нормального функционирования последних. Результаты настоящего исследования вносят

вклад в понимание фундаментальных механизмов регуляции метаболизма азота у бактерий, что на практике является основой для создания эффективных систем биологической очистки и ремедиации загрязненных почв и водоемов. Результаты данной работы подтверждают возможность их использования в современной медицине для борьбы с инфекциями, возбудители которых образуют биопленки, путем влияния на метаболические пути, связанные с глутамином и глутаминовой кислотой.

Основные положения, выносимые на защиту

•S Активность фактора транскрипции TnrA в клетках бацилл регулируется путем конкурентного связывания с PII-подобным белком GlnK и глутаминсинтетазой. Выбор белка-партнера для TnrA определяется аффинностью к нему глутаминсинтетазы в зависимости от внутриклеточного содержания АТФ и глутамина.

•S Молекулярным триггером внутриклеточного протеолиза фактора транскрипции TnrA в ответ на полное удаление источника азота является повышение уровня АТФ в клетке и последующая диссоциация фактора TnrA от белка GlnK.

S Белок PotN из L. brevis subsp gravesensis является представителем нового подсемейства PII-подобных белков, контролирующим ДНК-связывающую активность фактора транскрипции GlnR в ответ на энергетический статус клетки, определяемый соотношением АТФ и АДФ.

•S Система регуляции азотного обмена бацилл является одной из молекулярных мишеней производных 2(5#)-фуранона, подавляющих образование биопленки клетками бацилл.

Апробация работы и публикации

По материалам работы опубликовано 15 статей в рецензируемых журналах, индексируемых в базах РИНЦ, Web of Science и Scopus, 13 в отечественных журналах, индексируемых в базе РИНЦ и рекомендованных ВАК, 2 монографии и получено одно Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Результаты работы представлены на 21 российской и международной конференции. Работа выполнена в рамках Программы повышения конкурентоспособности Казанского (Приволжского) федерального университета Министерства образования и науки РФ.

Работа была поддержана грантами Минобрнауки России и Немецкой службы академических обменов (DAAD) по программе «Михаил Ломоносов»: А/04/39635 (2004) «Механизм инактивации глобального фактора транскрипции TnrA в клетках бацилл»; А/05/58617 (2006 г.) «Протеиназы и их роль в регуляции азотного метаболизма в Bacillus

sp.: контроль синтеза протеиназ со стороны системы регуляции азотного метаболизма и регуляция азотного метаболизма путем протеолиза фактора транскрипции»; A/07/71121 (2008 г.) «Протеолиз фактора транскрипции TnrA в B. subtilis »; A/08/81563 (2009 г.) «Регуляция активности фактора транскрипции TnrA в B. subtilis путем образования комплексов с регуляторными белками»; A/10/73337 (2011 г.) «Взаимодействие PII белка GlnK с фактором транскрипции TnrA в B. subtilis »; A/12/25777 (2013 г.) «Молекулярные механизмы трансдукции сигнала фактором транскрипции TnrA в клетках B. subtilis»; A/14/73326 (2015г.) «Глутаминсинтетаза из Lactobacillusplantarum: регуляторная роль или ассимиляция аммония». Получены гранты DAAD №A/09/83599 «The influence of C-terminus of transcription factor TnrA on its degradation and interaction with GlnK in B. subtilis» и грант Минобрнауки Республики Татарстан совместно с DAAD по программе «Евгений Завойский» A/12/71683 (2012 г.).

Исследования были поддержаны грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-152.2008.4 (2008) «Протеиназы и метаболизм азота у бацилл: контроль азотного обмена путем протеолиза фактора транскрипции и зависимость биосинтеза протеиназ от азотного статуса клетки»; Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы: «Бациллярные протеиназы как перспективные внутриклеточные наноинструменты» (ГК 2151 от 05.11.2009); «Протеолиз фактора транскрипции TnrA в клетках бацилл как пример высокоспецифичной каталитической системы» (ГК 2573 от 25.11.2009); «Высокоспецифичные ферменты бактерий - перспективные противовирусные и противобактериальные средства» (ГК 1275 от 09.06.2010); «Молекулярные механизмы регуляции фосфорного и азотного метаболизма бацилл» (ГК 16.740.11.0611 от 31.05.2011); «Молекулярные механизмы ответа бактериальных клеток на стресс как мишени для высокоизбирательных лекарственных препаратов нового поколения» (ГК № 14.A18.21.2005 от 14.11.2012).

Работа также поддержана грантами РФФИ 12-04-31472 мол_а «Молекулярные механизмы регуляции азотного обмена грамположительных бактерий» (2012-2013); РФФИ 15-04-02583а (2015-2017) «Сигнальная роль глутамина у микроорганизмов: молекулярные механизмы регуляции азотного обмена и сигналинга в клетках грамположительных бактерий»; РФФИ 14-34-50895 мол_нр (2014) «Очистка и характеристика бациллярных гликозидгидролаз как альтернативы ферментам из микромицетов»; РФФИ мол_нр (2015) «Иммобилизованные протеолитические ферменты как средства борьбы с моно- и полимикробными биопленками»; РНФ 15-14-00046 (20152017) «Разработка комплексных ингибиторов бактериальных биопленок на временных и

хронических имплантах на основе производных фуранона и иммобилизованных ферментов».

Личный вклад автора

Представленные в работе экспериментальные данные получены лично автором, либо при его непосредственном участии на всех этапах исследования, включая планирование и проведение экспериментов, обработку и анализ полученных результатов, оформление и публикацию статей.

Планирование экспериментов по внутриклеточному протеолизу фактора транскрипции ТпгА, подавлению активности глутаминсинтетазы белком ТпгА проводились совместно с профессором Карлом Форшхаммером, Университет Тюбингена, Германия.

Математическое моделирование и разработка матричной модели для идентификации сайта взаимодействия по данным локального выравнивания последовательностей белков-мишеней проводились совместно с к.т.н., в.н.с. НОЦ Биоинженерии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» М.И. Богачевым.

Идентификация белков методом масс-спектрометрии проводилась сотрудниками Междисциплинарного центра протеомных исследований Казанского федерального университета.

Получение кристалла белка PotN и рентгеноструктурный анализ проведены сотрудниками научной группы профессора Маркуса Хартмана из Института им. Макса Планка, Тюбинген, Германия.

В работу частично вошли результаты кандидатской диссертации к.б.н. Федоровой К.П. (главы 1 и 2), защищенной под руководством автора.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, обсуждения результатов, выводов, приложений и списка цитируемой литературы. Текст изложен на 303 страницах, проиллюстрирован 125 рисунками, включает 23 таблицы, список литературы содержит 378 библиографических источников. Приложение 1 включает материалы по разработке математической модели распознавания белков-субстратов протеолитической системой и данные по очистке рекомбинантных белков. Приложение 2 включает список научных трудов автора по теме диссертации.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Каюмов, Айрат Рашитович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе полученных результатов нами были установлены молекулярные механизмы контроля азотного метаболизма в бактериях класса Bacilli. В B. subtilis активность фактора транскрипции TnrA, основного глобального регулятора азотного обмена, регулируется путем конкурентного взаимодействия с белком GlnK и глутаминсинтетазой. Белок GlnK и глутаминсинтетаза являются молекулярными процессорами, которые в зависимости внутриклеточных концентраций АМФ, АТФ и глутамина имеют различное сродство к TnrA. При повышении доступности восстановленного азота и источника энергетического субстрата в среде происходит изменения концентраций глутамина, АТФ и АМФ за счет снижения энергозатрат на ассимиляцию азота, что приводит в конечном итоге к изменениям аффинности GlnK и глутаминсинтетазы к TnrA. При этом АМФ и глутамин повышают сродство глутаминсинтетазы к ТпгА, переводя фермент в Q-состояние, при избытке АТФ фермент переходит в А-состояние и взаимодействие с TnrA подавляется. Также избыток АТФ приводит к снижению стабильности комплекса TrnA-GlnK. Как следствие, фактор транскрипции TnrA из активной формы в комплексе с GlnK переходит в неактивную форму в комплексе с глутаминсинтетазой. В то время как глутаминсинтетаза имеет 95 возможных конформаций в зависимости от заполненности сайтов АТФ, АМФ и глутамином, белок GlnK имеет только 4 возможных состояния в зависимости от насыщенности сайтов связывания АТФ. Суммарно 380 сочетаний различных состояний этих регуляторных белков, каждое из которых характеризуется различной аффинностью GlnK и глутаминсинтетазы к TnrA, определяет локализацию и активность фактора транскрипции.

В клетках L. brevis PII-подобный белок PotN, по всей видимости, контролирует азотный метаболизм клетки за счет взаимодействия с рядом белков в ответ на энергетический статус клетки, определяемый соотношением АДФ:АТФ. В зависимости от их содержания в клетке белок принимает 10 различных конформаций, которые определяют его сродство к белкам-партнерам, при этом повышение содержания АТФ повышают аффинность, а высокое содержание АДФ приводит к диссоциации комплекса. Связывание PotN с белком GlnR изменяет ДНК-связывающую активность этого фактора транскрипции, что выражается в изменении активности генов регулона. Тем не менее, GlnR регулон в клетках лактобацилл в настоящее время остается неидентифицированным и требует дальнейших исследований. Взаимодействие с белком PotA, АТФазой АВС-транспортера полиаминов в клетку, по всей вероятности, играет роль в регуляции транспорта спермидина и путресцина, одних из известных источников азота в

экологических нишах обитания лактобактерий. Взаимодействие PotN с дегидрогеназой альфа-кетокислот может являться регуляторной связью между азотным и энергетическим обменом клетки лактобацилл. Физиологическое значение и молекулярные механизмы взаимодействия PotN с PotA и дегидрогеназой альфа-кетокислот также требуют дальнейших исследований для глубокого понимания роли PotN в регуляции азотного метаболизма клетки.

Полученные в ходе выполнения экспериментальных работ результаты привели к следующим основным выводам:

• Предложена модель молекулярного механизма регуляции ДНК-связывающей активности фактора транскрипции TnrA в клетках B. subtilis. Он осуществляется за счет конкурентного связывания белка TnrA c PII-подобным белком GlnK и глутаминсинтетазой в зависимости от их сродства к TnrA, которое, в свою очередь, определяется внутриклеточным содержанием ключевых метаболитов - АТФ, АМФ и глутамина.

• Связывание фактора TnrA с глутаминсинтетазой является дополнительным механизмом контроля активности фермента и позволяет клетке в течение короткого времени значительно понизить интенсивность биосинтеза глутамина в условиях внезапного повышения доступности восстановленного азота, чего не позволяет основной механизм контроля активности глутаминсинтетазы путем ингибирования конечным продуктом (глутамином).

• Внутриклеточный протеолиз фактора транскрипции TnrA является неспецифическим ответом клетки на полное удаление источника азота. Молекулярным триггером этого процесса является повышение уровня АТФ в клетке и следующая за ним диссоциация фактора TnrA от белка GlnK.

• Одной из функций PII-подобного белка GlnK в клетках B. subtilis является контроль активности АВС-транспортера ионов аммония AmtB в зависимости от уровня внутриклеточного АТФ.

• Идентифицировано новое производное 2(5#)-фуранона с условным номером Ф12, ингибирующее образование биопленки B. subtilis. Одним из молекулярных механизмов действия Ф12 является подавление взаимодействия фактора TnrA c белком GlnK и глутаминсинтетазой. Нарушение регуляции активности фактора TnrA через регуляторный каскад Spo0A-SinI выражается в подавлении экспрессии генов, продукты которых участвуют в синтезе и секреции экзополисахарида биопленки.

• Белок PotN из Lactobacillus brevis subsp gravesensis является представителем нового подсемейства PII-подобных белков, который осуществляет регуляцию азотного метаболизма клеток лактобактерий в ответ на внутриклеточное соотношение АТФ и АДФ.

Одной из функций белка является повышение ДНК-связывающей активности фактора транскрипции GlnR в условиях повышенного содержания АТФ.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает искреннюю благодарность коллективам кафедры микробиологии, кафедры генетики и НИЛ «Молекулярная генетика микроорганизмов» ИФМиБ КФУ за помощь и всестороннюю поддержку при выполнении работы и подготовке публикаций автора.

Автор искренне благодарит профессора Карла Форшхаммера (Университет Тюбингена, Германия) за возможность выполнения части работы на базе Института Микробиологии Университета Тюбингена, ценные научные советы, помощь в обсуждении результатов и подготовке публикаций, профессора Маркуса Хартмана (Института им. Макса Планка, Тюбинген, Германия) за получение и рентгеноструктурный анализ кристалла белка PotN.

Искренняя благодарность автора выражается к.т.н., в.н.с. НОЦ Биоинженерии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» М.И. Богачеву за помощь в выполнении работ, связанных с матетматическим моделированием и статистической обработкой данных.

Отдельная благодарность выражается сотрудникам Междисциплинарного центра протеомных исследований Казанского федерального университета за ценные консультаци при анализе данных масс-спектрометрии. Идентификация белков методом масс-спектрометрии проводилась сотрудниками.

Особую благодарность автор выражает научному консультанту, д.б.н., профессору, академику АН РТ, заведующей кафедрой микробиологии ИФМиБ КФУ Ильинской Ольге Николаевне за всестороннюю поддержку и ценные советы при выполнении и написании работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Каюмов, Айрат Рашитович, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) Богачев, М.И. Анализ структуры сигналов и функциональной организации биокаталитических систем с использованием математического аппарата интервальных статистик [Текст] / М.И.Богачев, А.Р. Каюмов, Е.О.Михайлова // Известия высших учебных заведений России - Радиоэлектроника. - 2010а. - Вып. 3. - С.8-16.

2) Богачев, М.И. Сравнительный анализ первичной структуры белков патогенных и непатогенных микроорганизмов при помощи математического аппарата интервальных статистик [Текст] / М.И.Богачев, А.Р. Каюмов // Биомедицинская радиоэлектроника. -20106. - №11. -С. 4-9.

3) Богачев, М.И. Алгоритм предварительного отбора белковых последовательностей для множественного выравнивания в условиях априорной неопределенности на основе теории графов [Текст] / М.И. Богачев, А.Р. Каюмов, О.А. Маркелов // Биотехносфера. -2011а. - №5. - C. 7-11.

4) Богачев, М.И. Исследование статистических свойств первичной структуры факторов патогенности белковой природы [текст] / М.И.Богачев, А.Р. Каюмов // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2011б. - №5. - С.24-27.

5) Богачев, М.И. Статистический анализ белков-субстратов протеиназы ClpP в клетках Bacillus subtilis [Текст] / М. И. Богачев, Е. О.Михайлова, А. Р. Каюмов // Вестник Казанского технологического университета. -2012. -№15. C.225-227.

6) Богачёв, М.И. Экстраполяция статистических маркеров мутагенеза для биоиндикаторных организмов различного уровня эволюционного развития [Текст] / М.И.Богачев, А.Р.Каюмов, О.А.Маркелов, В.А. Миронов // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2013. - № 11. - С.65-70.

7) Демидюк, И.В. Выделение и характеристика сериновой протеиназы из Thermoactinomyces species, относящейся к группе Glu,Asp-специфичных ферментов / И.В. Демидюк, Е.А. Носовская, И.А. Цаплина, Г.И. Каравайко, С.В. Костров // Биохимия. -1997. - Т.62, №2. - Р.202-207.

8) Демидюк, И.В., Костров, С.В. Особенности функциональной организации глутамилэндопептидаз / И.В. Демидюк, С.В. Костров // Мол. биол. - 1999. - Т.33, №1. -Р. 100-105.

9) Дорошчук, Н.А. Регуляция азотного метаболизма в грамположительных бактериях / Н.А. Дорошчук, М.С. Гельфанд, Д.А. Родионов //Мол. Биол. - 2006. - Т.40, №5. - С.919-926.

10) Замолодчикова, Т.С. Граспазы - особая группа протеиназ семейства химотрипсинов, утративших дисульфидную связь в активном центре / Т.С. Замолодчикова, Е.А. Соколова, Е.В. Смирнова // Биохимия. - 2003. - Т.68, №3. -С.375-383.

11) Каюмов, А.Р. Влияние системы регуляции азотного обмена на биосинтез сериновых протеиназ Bacillus intermedius [Текст] / А.Р. Каюмов, Т.Р. Шамсутдинов, А.Р. Сабирова, М.Р. Шарипова //Микробиология. - 2009. - Т.78. - №6. - С.742-748.

12) Каюмов, А. Р. Содержание и локализация регуляторных белков TnrA и GlnK в клетках Bacillus subtilis в условиях азотного голодания / А.Р. Каюмов, К.П. Федорова, О.Н. Ильинская, М.Р. Шарипова //Мол. Биол. - 2010. - Т.44, №4. - C.743-745.

13) Каюмов, А.Р. Сравнительный анализ первичной структуры белковых токсинов водных патогенных микроорганизмов [Текст] / А.Р. Каюмов M.И.Богачев Е.ОМихайлова // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №8. - С. 175-180.

14) Каюмов, А.Р. Влияние глутаминсинтетазы на активность фактора транскрипции TnrA в клетках Bacillus subtilis [Текст] / А.Р. Каюмов, А.В. Халитова, К.П. Федорова, Л.А. Шмакова, Е.О. Mихайлова, О.Н. Ильинская // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - №21. - C.111-114.

15) Маркелов, О.А. Аналитическое решение задачи интервальных статистик выбросов для модели мультипликативного каскада [Текст] / О.А. Mаркелов, M.^ Богачев, А.Р. Каюмов, A.A. Соколова // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2012. - №1. - С.45-48.

16) Михайлова, Е.О. Анализ первичной структуры в белковых токсинах болезнетворных водных бактерий [Текст] / Е.О. Mихайлова, А.Р. Каюмов, О.А. Mаркелов, A.A. Хамидуллина, Л.Р. Хисамеева, M.^ Богачев // Биомедицинская радиоэлектроника. -2012. - №1. - С.37-40.

17) Мухаметшин, А.Т. Идентификация распределения гидрофобных областей и пространственного заряда в первичной структуре биомолекул [Текст] / А.Т. Myхаметшин, M.^ Богачев, А.Р. Каюмов, О.А. Mаркелов // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2012. - №1. - С.41-44.

18) Смирнова, Т.А. Структурно-функциональная характеристика бактериальных биопленок / Т.А. Смирнова, Л.В. Диденко, Р.Р. Азизбекян, ЮМ. Романова // Микробиология. - 2010. - Т. 79(4). - С.435—446.

19) Тризна, Е. Ю. Ингибиторы образования биопленок бактериями Bacillus subtilis на основе тиопроизводных 2(5H)-фyранона / Е. Ю. Тризна, Э. Н. Хакимуллина, Л. З. Латыпова, А. Р. Курбангалиева, И. С. Шарафутдинов, В. Г. Евтюгин, Э. В. Бабынин, M. И. Богачев, А. Р. Каюмов // Acta Naturae. - 2015. - Т. 7. - № 2 (25). - С. 110-116.

20) Федорова, К.П. Влияние белков AmtB, GlnK и глутаминсинтетазы на активность фактора транскрипции TnrA в клетках Bacillus subtilis [Текст] / К.П. Федорова, Н.В. Тарасов, А.В. Халитова, О.Н. Ильинская, Б.И. Барабанщиков, А.Р. Каюмов // Цитология. -2012. - Т.54, №12. - С.898-901.

21) Федорова, К.П. Различное влияние глутаминсинтетазы на ДНК-связывающую активность факторов транскрипции TnrA и GlnR из Bacillus subtilis [Текст] / К.П. Федорова, И.С. Шарафутдинов, Н.В. Тарасов, Е.ОМихайлова, О.Н. Ильинская, А.Р. Каюмов. // Вестник Казанского технологического университета. - 2013б. - Т. 16, №10. -С.198-200.

22) Федорова, К.П. С-концевой домен фактора транскрипции TnrA из Bacillus subtilis контролирует активность ДНК-связывающего домена, но не участвует в димеризации белка [Текст] / К.П. Федорова, И.С. Шарафутдинов, Е.Ю.Турбина, M.^ Богачев, О.Н. Ильинская, А.Р. Каюмов //Молекулярная биология. - 2013. - Т.47, № 2. - С.331-337.

23) Чернова, Л.С. Гиперпродукция белка HtrA повышает выживаемость клеток Bacillus subtilis в условиях стресса и стимулирует формирование биопленки [Текст] / Л.С. Чернова, И.С. Шарафутдинов, А.Р. Каюмов // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. - 2017. - Т.159, №2. -С.262-271.

24) Abe, S. Regulation of Bacillus subtilis aprE expression by glnA through inhibition of scoC and (sigma) D-dependent degR expression / S. Abe, A. Yasumura, T. Tanaka // J. Bacteriol. - 2009. - V.191. - P.3050-3058.

25) Adler, S.P. Cascade control of Escherichia coli glutamine synthetase Properties of the PII regulatory protein and the uridylyltransferase-uridylylremoving enzyme / S.P. Adler, D. Purich, E.R. Stadtman // J. Biol. Chem. - 1975. - V.250. - P.6264-6272.

26) Aguilar, C. Thinking about Bacillus subtilis as a multicellular organism / C. Aguilar, H. Vlamakis, R. Losick, R. Kolter // Curr. Opin. Microbiol. - 2007. - V.10(6). - P.638-643.

27) Aldehni, M.F. Analysis of a non-canonical NtcA-dependent promoter in Synechococcus elongatus and its regulation by NtcA and PII / M.F. Aldehni, K. Forchhammer // Arch. Microbiol. - 2006. - V.184. - P.378-386.

28) Alessi, M.C. Thrombolytics and their use / M.C. Alessi, I. Juhan-Vague // Rev. Prat. -1999. - V.49(15). - P.1654-1658.

29) Allison, C. Cell differentiation of Proteus mirabilis is initiated by glutamine, a specific chemoattractant for swarming cells / C. Allison, H.C. Lai, D. Gygi, C. Hughes // Mol. Microbiol.

- 1993. - V.8. - P.53-60.

30) Amon, J. A genomic view on nitrogen metabolism and nitrogen control in Mycobacteria / J. Amon, F. Titgemeyer, A. Burkovski // J. Mol. Microbiol. Biotechnol. - 2008. - V.17, №1. -P.20-29.

31) Amon, J. Common patterns - unique features: nitrogen metabolism and regulation in Gram-positive bacteria / J. Amon, F. Titgemeyer, A. Burkovski // FEMSMicrobiol. Rev. - 2010.

- V.34(4). - P.588-605.

32) Andrade, S.L. Crystal structure of the archaeal ammonium transporter Amt-1 from Archaeoglobus fulgidus / S.L. Andrade, A. Dickmanns, R. Ficner, O. Einsle // Proc Natl Acad Sci USA. - 2005. - V.102. - P.14994-14999.

33) Andrade, S.L., Einsle, O. The Amt/Mep/Rh family of ammonium transport proteins / S.L. Andrade, O. Einsle //Mol. Membr. Biol. - 2007. - V.5(6). - P.357-65.

34) Arcondeguy, T. PII signal transduction proteins, pivotal players in microbial nitrogen control / T. Arcondeguy, R. Jack, M. Merrick // Microbiol. Mol. Biol. - 2001. - V.65. - P.80-105.

35) Atkinson, M.R. Activation of the glnA, glnK, and nac promoters as Escherichia coli undergoes the transition from nitrogen excess to nitrogen starvation / M.R. Atkinson, T.A. Blauwkamp, V. Bondarenko, V. Studitsky, A.J. Ninfa // J. Bacteriol. - 2002. - V.184. -P.5358-5363.

36) Atkinson, M.R. Reversible uridylylation of the Escherichia coli PII signal transduction protein regulates its ability to stimulate the dephosphorylation of the transcription factor nitrogen regulator I (NRI or NtrC) / M.R. Atkinson, E.S. Kamberov, R.L. Weiss, A.J. Ninfa // J. Biol. Chem. - 1994. - V.269(45). - P.28288-28293.

37) Atkinson, M.R., Ninfa A.J. Characterization of the GlnK protein of Escherichia coli / M.R. Atkinson, A.J. Ninfa //Mol. Microbiol. - 1999. - V.32(2). - P.301-313.

38) Atshan, S.S. Comparative proteomic analysis of extracellular proteins expressed by various clonal types of Staphylococcus aureus and during planktonic growth and biofilm development [Text] / S.S. Atshan, M.N. Shamsudin, Z. Sekawi, L.T. Thian Lung, F. Barantalab, Y.K. Liew, M.A. Alreshidi, S.A. Abduljaleel, R.A. Hamat // Front Microbiol. - 2015. - V.6. -P.524.

39) Auchtung, J.M. Modulation of the ComA-dependent quorum response in Bacillus subtilis by multiple Rap proteins and Phr peptides / J.M. Auchtung, C.A. Lee, AD. Grossman // J. Bacteriol. - 2006. - V.188(14). - P.5273-5285.

40) Auchtung, T.A. 16S rRNA phylogenetic investigation of the candidate division «Korarchaeota» / T.A. Auchtung, C.D. Takacs-Vesbach, C.M. Cavanaugh // Appl. Environ. Microbiol. - 2006. - V.72(7). - P.5077-5082.

41) Bachmair, A. In vivo half-life of a protein is a function of its amino-terminal residue / A. Bachmair, D. Finley, A. Varshavsky // Science. - 1986. - V.234. - P.179-186.

42) Bai, U. SinI modulates the activity of SinR, a developmental switch protein of Bacillus subtilis, by protein-protein interaction / U. Bai, I. Mandic-Mulec, I. Smith // Genes Dev. - 1993. - V.7(1). - P.139-148.

43) Baker, T.A. ATP-dependent proteases of bacteria: recognition logic and operating principles / T.A. Baker, R.T. Sauer // Trends Biochem. Sci. - 2006. - V.31. - P.647-653.

44) Balzi, E. Cloning and function analysis of the arginyl-tRNA-protein transferase gene ATE1 of Saccharomyces cerevisiae / E. Balzi, M. Choder, W.N. Chen, A. Varshavsky, A. Goffeau // J. Biol. Chem. - 1990. - V.265. - P.7464-7471.

45) Belitsky, B.R. Intermediate levels of Bacillus subtilis CodY activity are required for derepression of the branched-chain amino acid permease, BraB / B.R. Belitsky, S.R. Brinsmade, A.L. Sonenshein // PLoS Genet. - 2015. - V.11(10). - e1005600.

46) Belitsky, B.R. Role of TnrA in nitrogen source-dependent repression of Bacillus subtilis glutamate synthase gene expression / B.R. Belitsky, L.V. Wray, S.H. Fisher, D.E. Bohannon, A.L. Sonenshein // J. Bact. - 2000. - V.182. - P.5939-5947.

47) Bender, R.A. The role of the NAC protein in the nitrogen regulation of Klebsiella aerogenes / R.A. Bender // Mol. Microbiol. - 1991. - V.5. - P.2575-2580.

48) Bennett, B.D. Absolute metabolite concentrations and implied enzyme active site occupancy in Escherichia coli / B.D. Bennett, E.H. Kimball, M. Gao, R. Osterhout, S.J. Van Dien, J.D. Rabinowitz // Nat. Chem. Biol. - 2009. - V.5. - P.593-599.

49) Bennett, P.M. Plasmid encoded antibiotic resistance: acquisition and transfer of antibiotic resistance genes in bacteria [Text] / P.M. Bennett // Br. J. Pharmacol. - 2008. - V.153, Suppl 1. - P.347-357.

50) Berlett, B.S. Carbon dioxide stimulates peroxynitrite-mediated nitration of tyrosine residues and inhibits oxidation of methionine residues of glutamine synthetase: both modifications mimic effects of adenylylation / B.S. Berlett, R.L. Levine, E.R. Stadtman // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1998. - V.95. - P.2784-2789.

51) Berthold, C.L. Mechanism of ADP-ribosylation removal revealed by the structure and ligand complexes of the dimanganese mono-ADP-ribosylhydrolase DraG / C.L. Berthold, H. Wang, S. Nordlund, M. Hogbom // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2009. - V.106. - P. 1424714252.

52) Biswas, S., Biswas, I. Role of HtrA in surface protein expression and biofilm formation by Streptococcus mutans / S. Biswas, I. Biswas // Infect. Immun. - 2005. - V.73, №10. -P.6923-6934.

53) Blauwkamp, T.A., Ninfa A.J. Antagonism of PII signalling by the AmtB protein of Escherichia coli / T.A. Blauwkamp, A.J. Ninfa // Mol. Microbiol. - 2003. - V.48(4). - P.1017-1028.

54) Bogachev, M. I. Universal internucleotide statistics in full genomes: A footprint of the DNA structure and packaging [Text] / M.I. Bogachev, A.R. Kayumov, A. Bunde // PlosOne. -2014. -P. e0112534.

55) Bogachev, M.I. Fast and simple tool for the quantification of biofilm-embedded cells sub-populations from fluorescent microscopic images / M.I. Bogachev, V.Y. Volkov,

0.A. Markelov, E.Y. Trizna, D.R. Baydamshina, V. Melnikov, R.R. Murtazina, P.V. Zelenikhin, I.S. Sharafutdinov, A.R. Kayumov // PLoS One. - 2018. - V.13(5). - e0193267.

56) Bogachev, M.I. Statistical prediction of protein structural, localization and functional properties by the analysis of its fragment mass distributions after proteolytic cleavage [Text] / M.I. Bogachev, A.R. Kayumov, O.A. Markelov, A. Bunde // Sci Rep. - 2016. - V.29, №6. -P.22286.

57) Bogachev, M.I. Superstatistical model of bacterial DNA architecture [Text] / M.I. Bogachev, O.A. Markelov, A.R. Kayumov, A. Bunde // Scientific Reports. - 2017. - T.7. - P. 43034.

58) Boogerd, F.C. AmtB-mediated NH3 transport in prokaryotes must be active and as a consequence regulation of transport by GlnK is mandatory to limit futile cycling of NH4+/NH3 / F.C. Boogerd, H.M. Ma, F.J. Bruggeman, W.C. van Heeswijk, R. García-Contreras, D. Molenaar // FEBSLett. - 2011. - V.585. - P.23-28.

59) Branda, S.S. Biofilms: the matrix revisited / S.S .Branda, S. Vik, L. Friedman, R. Kolter // Trends Microbiol. - 2005. -V.13(1). - P.20-26.

60) Branda, S.S. Fruiting body formation by Bacillus subtilis / S.S. Branda, J.E. González-Pastor, S. Ben-Yehuda, R. Losick, R. Kolter // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2001. - V.98(20). -P. 11621-1166.

61) Branda, S.S. Genes involved in formation of structured multicellular communities by Bacillus subtilis / S.S. Branda, J.E. González-Pastor, E. Dervyn, S.D. Ehrlich, R. Losick, R. Kolter // J. Bacteriol. - 2004. - V.186(12). - P.3970-3979.

62) Brandenburg, J.L. Roles of PucR, GlnR, and TnrA in regulating expression of the Bacillus subtilis ure P3 promoter / J.L. Brandenburg, L.V. Wray Jr, L. Beier, H. Jarmer, H.H. Saxild, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 2002. - V.184(21). - P.6060-6064.

63) Brooijmans, R.J. Lactobacillus plantarum WCFS1 electron transport chains / R.J. Brooijmans, W.M. de Vos, J. Hugenholtz // Appl. Environ. Microbiol. - 2009. - V.75, №11. - V.3580-3585.

64) Brown, N.L. The MerR family of transcriptional regulators / N.L. Brown, J. V. Stoyanov, S.P. Kidd, J.L. Hobman // FEMSMicrobiol. - 2003. - V.27. - P.145-163.

65) Brown, S.W. Autogenous regulation of the Bacillus subtilis glnRA operon / S.W. Brown, A.L. Sonenshein // J. Bacteriol. - 1996. - V.178, № 8. - P.2450-2454.

66) Bryniarski, K. Antigen-specific, antibody-coated, exosome-like nanovesicles deliver suppressor T-cell microRNA-150 to effector T cells to inhibit contact sensitivity / K. Bryniarski, W. Ptak, A. Jayakumar, K. Püllmann, M.J. Caplan, A. Chairoungdua, J. Lu, B.D. Adams,

E. Sikora, K. Nazimek, S. Marquez, S.H. Kleinstein, P. Sangwung, Y. Iwakiri, E. Delgato,

F. Redegeld, B.R. Blokhuis, J. Wojcikowski, A.W. Daniel, G.T. Kormelink, P.W. Askenase // J. Allergy Clin. Immunol. - 2013. - V.132(1). - P.170-181.

67) Bukau, B. Molecular chaperones and protein quality control / B. Bukau, J. Weissman, A. Horwich // Cell. - 2006. - V.125. - P.443-451.

68) Burillo, S. Interactions between the nitrogen signal transduction protein PII and N-acetyl glutamate kinase in organisms that perform oxygenic photosynthesis / S. Burillo, I. Luque,

1. Fuentes, A. Contreras // J. Bacteriol. - 2004. - V.186. - P.3346-3354.

69) Burkovski, A. Ammonium assimilation and nitrogen control in Corynebacterium glutamicum and its relatives: an example for new regulatory mechanisms in actinomycetes / A. Burkovski // FEMSMicrobiology Reviews. - 2003. - V.27, Is.5. - P.617-628.

70) Campoccia, D. A review of the clinical implications of anti-infective biomaterials and infection-resistant surfaces. [Text] / D. Campoccia, L. Montanaro, C.R. Arciola // Biomaterials. - 2013. - V.34(33). - P.8018-8029.

71) Castellen, P. The Streptococcus mutans GlnR protein exhibits an increased affinity for the glnRA operon promoter when bound to GlnK / P. Castellen, F.G. Rego, M.E. Portugal, E.M. Benelli // Braz. J. Med. Biol. Res. - 2011. - V.44(12). - P. 1202-1208.

72) Chambless, J.D. Athree-dimensional computer model of four hypothetical mechanisms protecting biofilms from antimicrobials / J.D. Chambless, S.M. Hunt, S.S Philip // Appl. and Environmental Microbiology. - 2006. - V.72. - P.2-13.

73) Changela, A. Molecular basis of metal-ion selectivity and zeptomolar sensitivity by Cue / A. Changela, K. Chen, Y. Xue, J. Holschen, C.E. Outten, T V. O'Halloran, A. Mondragon // Science. - 2003. - V.301. - P.1383-1387.

74) Chapman, A.G. Adenylate energy charge in Escherichia coli during growth and starvation / A.G. Chapman, L. Fall, D.E. Atkinson // J. Bacteriol. - 1971. - V.108. - P.1072-1086.

75) Chellamuthu, V.R. A widespread glutamine-sensing mechanism in the plant kingdom / V.R. Chellamuthu, E. Ermilova, T. Lapina, J. Lüddecke, E. Minaeva, C. Herrmann, M.D. Hartmann, K. Forchhammer // Cell. - 2014. - V.159, №5. - P.1188-1199.

76) Chellamuthu, V.R. From cyanobacteria to plants: conservation of PII functions during plastid evolution / V.R. Chellamuthu, V. Alva, K. Forchhammer // Planta. - 2013. - V.237. -P.451-462.

77) Chen, P.M. Role of GlnR in acid-mediated repression of genes encoding proteins involved in glutamine and glutamate metabolism in Streptococcus mutans / Y.Y. Chen, S.L. Yu, S. Sher, C.H. Lai, J.S. Chia // Appl. Environ Microbiol. - 2010. - V.76.№8. - P.2478-2486.

78) Choudhary, D.K. Interactions of Bacillus spp. and plants-with special reference to induced systemic resistance (ISR) / D.K. Choudhary, B.N. Johri // Microbiol Res. - 2009. -V.164, Is.5. - P.493-513.

79) Chu, F. Targets of the master regulator of biofilm formation in Bacillus subtilis / F. Chu, D.B. Kearns, S.S. Branda, R. Kolter, R. Losick // Mol. Microbiol. - 2006. - V.59(4). - P.1216-1228.

80) Chubukov, V. Coordination of microbial metabolism / V. Chubukov, L. Gerosa, K. Kochanowski, U. Sauer // Nat. Rev. Microbiol. - 2014. - V.5. - P.327-340.

81) Chubukov, V. Transcriptional regulation is insufficient to explain substrate-induced flux changes in Bacillus subtilis / V. Chubukov, M. Uhr, L. Le Chat, R. J. Kleijn, M. Jules, H. Link, S. Aymerich, J. Stelling, U. Sauer //Mol. Syst. Biol. - 2013. - V.9. - P.709.

82) Clancy, P. The domains carrying the opposing activities in adenylyltransferase are separated by a central regulatory domain / P. Clancy, Y. Xu, W.C. van Heeswijk, S.G. Vasudevan, DL. Ollis // FEBS J. - 2007. - V.274. - P.2865-2877.

83) Clausen, T. The HtrA family of proteases. Implications for protein composition and cell fate / T. Clausen, C. Southan, M. Ehrmann [Text] //Mol. Cell. - 2002. - V.10. - P.443-455.

84) Commichau, F.M. A jack of all trades: the multiple roles of the unique essential second messenger cyclic di-AMP / F.M. Commichau, A. Dickmanns, J. Gundlach, R. Ficner, J. Stülke // J. Mol. Microbiol. - 2015. - V.97(2). - P.189-204.

85) Commichau, F.M. Engineering Bacillus subtilis for the conversion of the antimetabolite 4-hydroxy-l-threonine to pyridoxine / F.M. Commichau, A. Alzinger, R. Sande, W. Bretzel, D R. Reuß, M. Dormeyer, B. Chevreux, J. Schuldes, R. Daniel, M. Akeroyd, M. Wyss, H.P. Hohmann, Z. Prâgai //Metab. Eng. - 2015. - V.29. - P.196-207.

86) Commichau, F.M. Trigger Enzymes: Coordination of Metabolism and Virulence Gene Expression / F.M. Commichau, J. Stülke // J. Microbiol. Spectr. - 2015. - V.3(4).

87) Conroy, M.J. The crystal structure of the Escherichia coli AmtB-GlnK complex reveals how GlnK regulates the ammonia channel / M.J. Conroy, A. Durand, D. Lupo, X. Li, P.A. Bullough, F.K. Winkler, M. Merrick // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2007. - V. 104. -P. 1213-1218.

88) Cottevieille, M. The subnanometer resolution structure of the glutamate synthase 1.2-MDa hexamer by cryoelectron microscopy and its oligomerization behavior in solution: functional implications / M. Cottevieille, E, Larquet, S. Jonic, M.V. Petoukhov, G. Caprini, S. Paravisi, D.I. Svergun, M.A. Vanoni, N. Boisset // J. Biol. Chem. - 2008. - V.283, №13. -P.8237-8249.

89) Coutts, G. Membrane sequestration of the signal transduction protein GlnK by the ammonium transporter AmtB / G. Coutts, G. Thomas, D. Blakey, M. Merrick // EMBO J. -2002. - V.21. - P.536-545.

90) De Leo, F. One of the three proteinase inhibitor genes newly identified in the Brassica napus genome codes for an inhibitor of glutamyl endopeptidase / F. De Leo, M. Volpicella, M. Sciancalepore, R. Gallerani, L.R. Ceci // FEBSLett. - 2006. - V.580(3). - P.948-954.

91) Detsch, C. Ammonium utilization in Bacillus subtilis: transport and regulatory functions of NrgA and NrgB / C. Detsch, J. Stulke //Microbiology. - 2003. - V. 149. - P.3289-3297.

92) Deuel, T.F. Regulation of glutamine synthetase from Bacillus subtilis by divalent cations, feedback inhibitors, and L-glutamine / T.F. Deuel, S. Prusiner // J. Biol. Chem. - 1974. -V.249(1). - P.257-264.

93) Deutscher, J. How phosphotransferase system-related protein phosphorylation regulates carbohydrate metabolism in bacteria / J. Deutscher, C. Francke, P.W. Postma // Microbiol. Mol. Biol. Rev. - 2006. - V.70. - P.939-1031.

94) Donlan, R.M. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms / R.M. Donlan, J.W. Costerton // Clin. Microbiol. - 2002. - V.15. - P.167-193.

95) Dougan, D.A. ClpS, a substrate modulator of the ClpAP machine / D.A. Dougan, B.G. Reid, A.L. Horwich, B. Bukau //Mol. Cell. - 2002. - V.9. - P.673-683.

96) Doyle, D. A. Crystal structures of a complexed and peptide-free membrane protein-binding domain: molecular basis of peptide recognition by PDZ / D. A. Doyle, A. Lee, J. Lewis, E.Kim, M. Sheng, R. MacKinnon [Text] //. Cell - 1996. - V.85. - P.1067-1076.

97) Drapeau, G.R. Purification and properties of an extracellular protease of Staphylococcus aureus / G.R. Drapeau, Y. Boily, J. Houmard // J. Biol. Chem. - 1972. - V.247(20). - P.6720-6726.

98) Durand, A. In vitro analysis of the Escherichia coli AmtB-GlnK complex reveals a stoichiometric interaction and sensitivity to ATP and 2-oxoglutarate / A. Durand, M. Merrick // J. Biol. Chem. - 2006. - V.281. - P.29558-29567.

99) Eisenberg, D. Structure-function relationships of glutamine synthetases / D. Eisenberg, H S. Gill, G.M.U. Pfluegel, S.H. Rotstein // Biochim. Biophys. Acta. - 2000. - V.1477. - P. 122145.

100) Elias, S. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors [Text] / S. Elias, E. Banin // FEMSMicrobiol. Rev. - 2012. - V.36(5). - P.990-1004.

101) Erbse, A. ClpS is an essential component of the N-end rule pathway in Escherichia coli /

A. Erbse, R. Schmidt, T. Bornemann, J. Schneider-Mergener, A. Mogk, R. Zahn, D.A. Dougan,

B. Bukau // Nature. - 2006. - V.439. - P.753-756.

102) Espinosa, J. Interaction network in cyanobacterial nitrogen regulation: PipX, a protein that interacts in a 2-oxoglutarate dependent manner with PII and NtcA / J. Espinosa, K. Forchhammer, S. Burillo, A. Contreras //Mol. Microbiol. - 2006. - V.61. - P.457-469.

103) Espinosa, J. Role of Synechococcus PCC 7942 nitrogen regulatory protein PipX in NtcA-controlled processes / J. Espinosa, K. Forchhammer, A. Contreras // Microbiology. - 2007. - V.153. - V.711-718.

104) Fedorova, K. Transcription factor TnrA inhibits the biosynthetic activity of glutamine synthetase in Bacillus subtilis / K. Fedorova, A. Kayumov, K. Woyda, O. Ilinskaja, K. Forchhammer // FEBSLetters. - 2013. - P.1293-1298.

105) Fedtke, I. Bacterial evasion of innate host defenses - the Staphylococcus aureus / I. Fedtke, F. Gotz, A. Peschel // J. Med. Microbiol. - 2004. - V.294(2-3). - P.189-194.

106) Feria Bourrellier, A.B. Chloroplast acetyl-CoA carboxylase activity is 2-oxoglutarateregulated by interaction of PII with the biotin carboxyl carrier subunit / A.B. Feria Bourrellier, B. Valot, A. Guillot, F. Ambard-Bretteville, J. Vidal, M. Hodges // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 2010. - V.107. - P.502-507.

107) Ferson, A.E. Expression of the Bacillus subtilis gabP gene is regulated independently in response to nitrogen and amino acid availability / A.E. Ferson, L.V. Wray, S.H. Fisher // Mol. Microbiol. - 1996. - V.22. - P.693-701.

108) Fink, D. Two transcriptional regulators GlnR and GlnRII are involved in regulation of nitrogen metabolism in Streptomyces coelicolor A3 (2) / N. Weissschuh, J. Reuther, W. Wohlleben, A. Engels //Mol. Microbiol. - 2002. -V.46, №2. -P.331-347.

109) Fisher, S.H. Mutations in Bacillus subtilis glutamine synthetase that block its interaction with transcription factor TnrA / S.H. Fisher, J.L. Brandenburg, L.V. Wray //Mol. Microbiol. -2002. - V.45. - P.627-635.

110) Fisher, S.H. Mutations in the Bacillus subtilis glnRA operon that cause nitrogen source-dependent defects in regulation of TnrA activity / S.H. Fisher, L.V. Wray Jr., M. Maheswaran, K. Forchhammer // J. Bacteriol. - 2002. - V.184(16). - P.4636-4639.

111) Fisher, S.H. Regulation of nitrogen metabolism in Bacillus subtilis: vive la difference! / S.H .Fisher //Mol. Microbiol. - 1999. - V.32. - P.223-232.

112) Fisher, S.H. Role of CodY in regulation of the Bacillus subtilis hut operon / S.H. Fisher, K. Rohrer, A.E. Ferson // J. Bacteriol. - 1996. - V.178. - P.3779-3784.

113) Fisher, S.H., Wray, L.V. Jr. Bacillus subtilis 168 contains two differentially regulated genes encoding L-asparaginase / S.H. Fisher, L.V. Wray Jr. // J. Bacteriol. - 2002. - V.184(8). -P.2148-2154.

114) Fokina, O. A novel signal transduction protein PII variant from Synechococcus elongatus PCC 7942 indicates a two-step process for NAGK-PII complex formation / O. Fokina, V.R. Chellamuthu, K. Zeth, K. Forchhammer // J. Mol. Biol. - 2010. - V.399. - P.410-421.

115) Fokina, O. Mechanism of 2-oxoglutarate signaling by the Synechococcus elongatus PII signal transduction protein / O. Fokina, V.R. Chellamuthu, K. Forchhammer, K. Zeth // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2010. - V.107. - P.19760-19765.

116) Fokina, O. Signal-transduction protein P(II) from Synechococcus elongatus PCC 7942 senses low adenylate energy charge in vitro / O. Fokina, C. Herrmann, K. Forchhammer // Biochem. J. - 2011. - V.440(1). - P.147-156.

117) Fong, R.N. The W148L substitution in the Escherichia coli ammonium channel AmtB increases flux and indicates that the substrate is an ion / R.N. Fong, K.S. Kim, C. Yoshihara, W.B. Inwood, S. Kustu // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2007. - V.104. - P.18706-18711.

118) Forchhammer, K. Global carbon/nitrogen control by PII signal transduction in cyanobacteria: from signals to targets / K. Forchhammer // FEMS Microbiol. Rev. - 2004. -V.28. - P.319-333.

119) Forchhammer, K. Glutamine signalling in bacteria / K. Forchhammer // Front Biosci. -2007. - V.12. -P.358-370.

120) Forchhammer, K. Heterotrimerization of PII-like signalling proteins: implications for PII-mediated signal transduction systems / K. Forchhammer, A. Hedler, H. Strobel, V. Weiss // Mol. Microbiol. - 1999. - V.33. - P.338-349.

121) Forchhammer, K. PII signal transducers: novel functional and structural insights / K. Forchhammer // Trends in microbiology. - 2008. - V.16, Is.2. - C.65-72.

122) Forchhammer, K., Luddecke, J. Sensory properties of the PII signalling protein family / K. Forchhammer, J. Luddecke // FEBS Journal. - 2016. - V.283. - P.425-437.

123) Fujita M. High- and low-threshold genes in the Spo0A regulon of Bacillus subtilis / M. Fujita, J.E. Gonzalez-Pastor, R. Losick. // J. Bacteriol. - 2005. - V.187. - P.1357-1368.

124) Fujita, M. Evidence that entry into sporulation in Bacillus subtilis is governed by a gradual increase in the level and activity of the master regulator Spo0A / M. Fujita, R. Losick // Genes Dev. - 2005. - V.19(18). - P.2236-2244.

125) Gerhardt, E.C. The bacterial signal transduction protein GlnB regulates the committed step in fatty acid biosynthesis by acting as a dissociable regulatory subunit of acetyl-CoA carboxylase / E.C. Gerhardt, T.E. Rodrigues, M. Muller-Santos, F.O. Pedrosa, E.M. Souza, K. Forchhammer, L.F. Huergo //Mol. Microbiol. - 2015. - V.95. - P.1025-1035.

126) Gerosa, L. Regulation and control of metabolic fluxes in microbes / L. Gerosa, U. Sauer // Curr. Opin. Biotechnol. - 2011. - V.22. - P.566-575.

127) Gerth, C. Ocular phenotype in patients with methylmalonic aciduria and homocystinuria, cobalamin C type / C. Gerth, C.F. Morel, A. Feigenbaum, A.V. Levin // J. AAPOS. - 2008. -V.12. - P.591-596.

128) Gerth, U. Stress induction of the Bacillus subtilis clpP gene encoding a homologue of the proteolytic component of the Clp protease and the involvement of ClpP and ClpX in stress tolerance / U. Gerth, E. Kruger, I. Derre, T. Msadek, M. Hecker // Mol. Microbiol. - 1998. -V.28. - P.787-802.

129) Gilbert, P. The physiology and collective recalcitrance of microbial biofilm communities / P. Gilbert, T. Maira-Litran, A.J. McBain // Adv. Microb. Physiol. - 2002. - V.46. - P.202-256.

130) Görke, B., Stülke, J. Carbon catabolite repression in bacteria: many ways to make the most out of nutrients / B. Görke, J. Stülke // Nature Rev. Microbiol. - 2008. - V.6. - P.613-624.

131) Gottesman, S. Proteolysis in bacterial regulatory circuits / S. Gottesman // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. - 2003. - V.19. - P.565-587.

132) Götz, F. Staphylococcus and biofilms [Text] / F. Götz // Mol. Microbiol. - 2002. - V.43

- P.1367-78.

133) Gruswitz, F. Inhibitory complex of the transmembrane ammonia channel, AmtB, and the cytosolic regulatory protein, GlnK, at 1.96A / F. Gruswitz, J. O'Connell 3rd, R.M. Stroud // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 2007. - V.104. - P.42-47.

134) Gunka, K. Control of glutamate homeostasis in Bacillus subtilis: a complex interplay between ammonium assimilation, glutamate biosynthesis and degradation / K. Gunka, F.M. Commichau //Mol. Microbiol. - 2012. - V.85. - P.213-224.

135) Gunka, K. Functional dissection of a trigger enzyme: mutations of the Bacillus subtilis glutamate dehydrogenase RocG that affect differentially its catalytic activity and regulatory properties / K. Gunka, J. A. Newman, F.M. Commichau, C. Herzberg, C. Rodrigues, L. Hewitt // J. Mol. Biol. - 2010. - V.400. - P.815-827.

136) Hamon, M.A. Identification of AbrB-regulated genes involved in biofilm formation by Bacillus subtilis / M.A. Hamon, N.R. Stanley, R.A. Britton, A.D. Grossman, B.A. Lazazzera // Mol Microbiol. - 2004. - V.52(3). - P.847-860.

137) Hamon, M.A. The sporulation transcription factor Spo0A is required for biofilm development in Bacillus subtilis / M.A. Hamon, B.A. Lazazzera // Mol Microbiol. - 2001. -V.42. - P.1199-1209.

138) Hanson, P.I. AAA+ proteins: have engine, will work / P.I. Hanson, S.W. Whiteheart // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2005. - V.6. - P.519-529.

139) Hassanov, T. Novel antibiofilm chemotherapies target nitrogen from glutamate and glutamine / T. Hassanov, I. Karunker, N. Steinberg, A. Erez, I. Kolodkin-Gal // Sci. Rep. - 2018.

- V.8(1). - P.7097.

140) Hauf, K. The molecular basis of TnrA control by glutamine synthetase in Bacillus subtilis / K. Hauf, A. Kayumov, F. Gloge, K. Forchhammer // Journal of Biological Chemistry. -2016. - V.291, Is.7. - C.3483-3495.

141) Hauf, K. The molecular basis of TnrA control by glutamine synthetase in Bacillus subtilis [Text] / K. Hauf, A. Kayumov, F. Gloge, K. Forchhammer // Journal of Biological Chemistry. -2016. - V.291, №7. - P.3483-3495.

142) Heinemann, M. Systems biology of microbial metabolism / M. Heinemann, U. Sauer // Curr. Opin. Microbiol. - 2010. - V.13. - P.343-337.

143) Heinrich, A. Interaction of the membrane-bound GlnK-AmtB complex with the master regulator of nitrogen metabolism TnrA in Bacillus subtilis / A. Heinrich, K. Woyda, K. Brauburger, G. Meiss, C. Detsch, J. Stülke, K.J. Forchhammer // Biol. Chem. - 2006. -V.281. - P.34909-34917.

144) Heinrich, A. The Synechococcus elongatus PII signal transduction protein controls arginine synthesis by complex formation with N-acetyl-L-glutamate kinase / A. Heinrich, M. Maheswaran, U. Ruppert, K. Forchhammer // Mol. Microbiol. - 2004. - V.52. - P.1303-1314.

145) Heldwein, E.E.Z. Crystal structure of the transcription activator BmrR bound to DNA and a drug / E.E.Z. Heldwein, R.G. Brennan // Nature. - 2001. - V.409. - P.378-382.

146) Helfmann, S. Cooperative Binding of MgATP and MgADP in the trimeric PII protein GlnK2 from Archaeoglobus fulgidus / S. Helfmann, W. Lu, C. Litz, S.L.A. Andrade // J. Mol. Biol. - 2010. - V.402. - P.165-177.

147) Hendriksen, W.T. CodY of Streptococcus pneumoniae : link between nutritional gene regulation and colonization / W.T. Hendriksen, H.J. Bootsma, S. Estevao, T. Hoogenboezem, A. de Jong, R. de Groot, O.P. Kuipers, P.W. Hermans // J. Bacteriol. - 2008. - V.190. - P.590-601.

148) Hendriksen, W.T. Hermans Site-specific contributions of glutamine-dependent regulator GlnR and GlnR-regulated genes to virulence of Streptococcus pneumonia / W.T. Hendriksen, T.G. Kloosterman, H.J. Bootsma, S. Estevao, R. de Groot, O.P. Kuipers, P.W. Hermans // Infect. Immun. - 2008. - V.76. - P.1230-1238.

149) Hentzer, M. Pharmacological inhibition of quorum sensing for the treatment of chronic bacterial infections / M. Hentzer, M. Givskov, J. Clin // Invest. - 2003. - V.112. - P.1300-1307.

150) Hentzer, M. Quorum sensing: a novel target for the treatment of biofilm infections / M. Hentzer, L. Eberl, J. Nielsen, M. Givskov // BioDrugs. - 2003. - V.17(3). - P.241-250.

151) Hobman, J.L. MerR family transcription activators: similar designs, different specificities / J.L. Hobman //Mol. Microbiol. - 2007. - V.63. - P. 1275-1278.

152) Hoibya, N. Antibiotic resistance of bacterial biofilms [Text] / N. Hoibya // Int. J. of Antimic. Agents. - 2010. - V.35. - P.322-332.

153) Hoskins, J. Genome of the bacterium Streptococcus pneumoniae strain R6 / J. Hoskins, W.E. Alborn Jr., J. Arnold, L.C. Blaszczak, S. Burgett, B.S. DeHoff, S T. Estrem, L. Fritz, D.J. Fu, W. Fuller, C. Geringer, R. Gilmour, J.S. Glass, H. Khoja, A.R. Kraft, R.E. Lagace, D.J. LeBlanc, L.N. Lee, E.J. Lefkowitz, J. Lu, P. Matsushima, S.M. McAhren, M. McHenney, K. McLeaster, C.W. Mundy, T.I. Nicas, F.H. Norris, M. O'Gara, R.B. Peery, G.T. Robertson, P. Rockey, P.M. Sun, M.E. Winkler, Y. Yang, M. Young-Bellido, G. Zhao, C. A. Zook, R. H.Baltz, S. R. Jaskunas, P. R. Rosteck Jr., P L. Skatrud, J.I. Glass // J. Bacteriol. - 2001. -V.183. - P.5709-5717.

154) Hou, J.Y. Distinct structural elements of the adaptor ClpS are required for regulating degradation by ClpAP / J.Y. Hou, R.T. Sauer, T.A. Baker // Nat. Struct. Mol. Biol. - 2008. -V.15. - P.288-294.

155) Hsieh, M.H. A PII-like protein in Arabidopsis: putative role in nitrogen sensing / M.H. Hsieh, H.M. Lam, F.J. van de Loo, G. Coruzzi // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1998. -V.95. - P.13965-13970.

156) Hu, P. Sensing of nitrogen limitation by Bacillus subtilis: comparison to enteric bacteria / P. Hu, T. Leighton, G. Ishkanova, S. Kustu // J. Bacteriol. -1999. -V.181. -P.5042-5050.

157) Huang, C.H., Peng J. Evolutionary conservation and diversification of Rh family genes and proteins / C.H. Huang, J. Peng // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - V.102. - P.15512-15517.

158) Huergo, L.F. Interactions between PII proteins and the nitrogenase regulatory enzymes DraT and DraG in Azospirillum brasiliense / L.F. Huergo, L.S. Chubatsu, E.M. Souza, F.O. Pedrosa, M B. Steffens, M. Merrick // FEBSLett. - 2006. - V.580. - P.5232-5236.

159) Huergo, L.F. PII signal transduction proteins: nitrogen regulation and beyond / L.F. Huergo, G. Chandra, M. Merrick // FEMSMicrobiol. Rev. - 2013. - V.37. - P.251-283.

160) Huergo, L.F. PII signal transduction proteins: pivotal players in posttranslational control of nitrogenase activity / L.F. Huergo, F.O. Pedrosa, M. Muller-Santos, L.S. Chubatsu, R.A. Monteiro, M. Merrick, E.M. Souza //Microbiology. - 2012. - V.158. - P.176-190.

161) Huergo, L.F. Ternary complex formation between AmtB, GlnZ and the nitrogenase regulatory enzyme DraG reveals a novel facet of nitrogen regulation in bacteria / L.F. Huergo,

M. Merrick, F.O. Pedrosa, L.S Chubatsu, L.M. Araujo, E.M. Souza // Molecular microbiology. -2007. - V.66, №6. - P.1523-1535.

162) Hunt, J.B. Metal ion requirement by glutamine synthetase of Escherichia coli in catalysis of gamma-glutamyl transfer / J.B. Hunt, P.Z. Smyrniotis, A. Ginsburg, E.R. Stadtman // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 1975. - V.1. - P.102-124.

163) Jaggi, R. The two opposing activities of adenylyl transferase reside in distinct homologous domains, with intramolecular signal transduction / R. Jaggi, W.C. Van Heeswijk, H.V. Westerhoff, D.L. Ollis, S.G. Vasudevan // EMBO J. - 1997. - V.16. - P. 5562-5571.

164) Jakoby, M. AmtR, a global repressor in the nitrogen regulation system of Corynebacterium glutamicum / L. Nolden, J. Meier-Wagner, R. Kramer, A. Burkovski // Mol. Microbiol. - 2000. - V.37. - P.964-977.

165) Jault, J.-M. The HPr kinase from Bacillus subtilis is a homo-oligomeric enzyme which exhibits strong positive cooperativity for nucleotide and fructose 1,6-bisphosphate binding / J-M. Jault, S. Fieulaine, S. Nessler, P. Gonzalo, A. Di Pietro, J. Deutscher, A. Galinier // J. Biol. Chem. - 2000. - V.275. - P.1773-1780.

166) Javelle, A. Ammonium sensing in Escherichia coli. Role of the ammonium transporter AmtB and AmtB-GlnK complex formation / A. Javelle, E. Severi, J. Thornton, M. Merrick // J. Biol. Chem. - 2004. - V.279. - P.8530-8538.

167) Javelle, A. An unusual twin-his arrangement in the pore of ammonia channels is essential for substrate conductance/ A. Javelle, D. Lupo, L. Zheng, X.D. Li, F.K. Winkler, M. Merrick // J. Biol. Chem. - 2006. - V.281(51). - P.39492-39498.

168) Javelle, A. Complex formation between AmtB and GlnK: an ancestral role in prokaryotic nitrogen control / A. Javelle, M. Merrick // Biochem. Soc. Trans. - 2005. - V.33. - P.170-172.

169) Javelle, A. In vivo functional characterisation of the E. coli ammonium channel AmtB: evidence for metabolic coupling of AmtB to glutamine synthetase / A. Javelle, G. Thomas, A.M. Marini, R. Kramer, M. Merrick // Biochem. J. - 2005. - V.390. - P.215-222.

170) Javelle, A. Substrate binding, deprotonation, and selectivity at the periplasmic entrance of the Escherichia coli ammonia channel AmtB / A. Javelle, D. Lupo, P. Ripoche, T. Fulford, M. Merrick, F.K. Winkler // PNAS. - 2008. - V.105, №13. - P.5040-5045.

171) Jian, L. Bacterial resistance to antimicrobials: mechanisms, genetics, medical practice and public healt [Text] / L. Jian, O. Lomovskaya // Biot. Let. - 2002. - V.24(10). - P.801-805.

172) Jiang, P. Enzymological characterization of the signal-transducing uridylyltransferase/uridylyl-removing enzyme (EC 2.7.7.59) of Escherichia coli and its interaction with the PII protein / P. Jiang, J.A. Peliska, A.J. Ninfa // Biochemistry. - 1998. -V.37. - P.12782-12794.

173) Jiang, P. Escherichia coli PII signal transduction protein controlling nitrogen assimilation acts as a sensor of adenylate energy charge in vitro / P. Jiang, A.J. Ninfa // Biochemistry. - 2007. - V.46. - P. 12979-12996.

174) Jiang, P. Functional dissection of the dimerization and enzymatic activities of Escherichia coli nitrogen regulator II and their regulation by the PII protein / P. Jiang, MR. Atkinson, C. Srisawat, Q. Sun, A.J. Ninfa // Biochemistry. - 2000. - V.39. - P.13433-13449.

175) Jiang, P. The regulation of Escherichia coli glutamine synthetase revisited: role of 2-ketoglutarate in the regulation of glutamine synthetase adenylylation state / P. Jiang, J.A. Peliska, A.J. Ninfa // Biochemistry. - 1998. - V.37. - P.12802-12810.

176) Jiang, P., Ninfa, A.J. a-ketoglutarate controls the ability of the Escherichia coli PII signal transduction protein to regulate the activities of NRII (NtrB) but does not control the binding of PII to NRII / P. Jiang, A.J. Ninfa // Biochemistry. - 2009. - V.48. - P.11514-11521.

177) Kadouri, D. Vulnerability of pathogenic biofilms to Micavibrio aeruginosavorus / D. Kadouri, N.C. Venzon, G.A. O'Toole // Appl. Environ. Microbiol. - 2007. - V.73(2). - P.605-614.

178) Kamberov, E.S. The Escherichia coli signal transduction protein is activated upon binding 2-ketoglutarate and ATP / E.S. Kamberov, M.A. Atkinson, A.J. Ninfa // J. Biol. Chem. -1995. - V.270. - V.17797-17807.

179) Kang, M.S. The ATP-dependent CodWX (HslVU) protease in Bacillus subtilis is an N-terminal serine protease / M.S. Kang, B.K. Lim, I.S. Seong, J.H. Seol, N. Tanahashi, K. Tanaka,

C.H. Chung // EMBO J. - 2001. - V.20. - P.734-742.

180) Kaplan, J. B. Biofilm dispersal: mechanisms, clinical implications, and potential therapeutic uses [Text] / J. B. Kaplan //Journal of dental research. - 2010. - V. 89(3). - P. 205218.

181) Kaplan, S. Diverse two-dimensional input functions control bacterial sugar genes / S. Kaplan, A. Bren, A. Zaslaver, E. Dekel, U. Alon //Mol. Cell. - 2008. - V.29. - P.786-792.

182) Karr, J.R. A whole-cell computational model predicts phenotype from genotype / J R. Karr // Cell. - 2012. - V.150. - P.389-401.

183) Kayumov, A. Inactivation of the general transcription factor TnrA in Bacillus subtilis by proteolysis [Text] / A. Kayumov, A. Heinrich, M. Sharipova, O. Iljinskaya, K. Forchhammer // Microbiology. - 2008. - V.154. - P.2348-2355.

184) Kayumov, A.R. Effect of the regulation system of metabolic nitrogen exchange on biosynthesis of serine proteinases from Bacillus intermedius / A.R. Kayumov, T.R. Shamsutdinov, A.R. Sabirova, MR. Sharipova // Microbiology. - 2009. - V.78, №6. -P.689-695.

185) Kayumov, A.R. Inhibition of biofilm formation in Bacillus subtilis by new halogenated furanones [Text] / A.R. Kayumov, E. Khakimullina, I. Sharafutdinov, E. Trizna, L. Latypova, Thi Lien, A. Margulis, M.Bogachev, A. Kurbangalieva // J. Antibiotics. - 2015. - V.68, №5. -P.297-301.

186) Kayumov, A.R. Interaction of the general transcription factor TnrA with the PII-like protein GlnK and glutamine synthetase in Bacillus subtilis / A. Kayumov, A. Heinrich, K. Fedorova, O. Ilinskaya, K. Forchhammer // The FEBS journal. - 2011. - V.278, Is. 10. -P.1779-1789.

187) Kearns, D.B. A master regulator for biofilm formation by Bacillus subtilis / D.B. Kearns, F. Chu, S.S. Branda, R. Kolter, R. Losick //Mol. Microbiol. - 2005. - 55(3). - P.739-749.

188) Kearns, D.B. Cell population heterogeneity during growth of Bacillus subtilis /

D.B. Kearns, R. Losick // Genes Dev. - 2005. - V.19(24). - P.3083-94.

189) Keseler, I.M. EcoCyc: fusing model organism databases with systems biology / I.M. Keseler, A. Mackie, M. Peralta-Gil, A. Santos-Zavaleta, S. Gama-Castro, C. Bonavides-Martinez, C. Fulcher, A.M. Huerta, A. Kothari, M. Krummenacker, M. Latendresse, L. Muniz-Rascado, Q. Ong, S. Paley, I. Schröder, A.G. Shearer, P. Subhraveti, M. Travers, D. Weerasinghe, V. Weiss, J. Collado-Vides, R.P. Gunsalus, I. Paulsen, P.D. Karp // Nucleic Acids Res. - 2012. - V.41. - D605-D612.

190) Khademi, S. Mechanism of ammonia transport by Amt/MEP/Rh: structure of AmtB at 1.35A / S. Khademi, J. O'Connell 3rd, J. Remis, Y. Robles-Colmenares, L.J. Miercke, R.M. Stroud // Science. - 2004. - V.305. - P.1587-1594.

191) Khademi, S. The Amt/MEP/Rh family: structure of AmtB and the mechanism of ammonia gas conduction / S. Khademi, R.M. Stroud // Physiology (Bethesda). - 2006. - V.21. -P.419-429.

192) Kim, M. Need-based activation of ammonium uptake in Escherichia coli / M. Kim, Z. Zhang, H. Okano, D. Yan, A. Groisman, T. Hwa //Mol. Syst. Biol. - 2012. - V.8. - P.616.

193) Kleiner, D. Bacterial ammonium transport / D. Kleiner // FEMS Microbiol. - 1985. -V.32. - P.87-100.

194) Kloosterman, T.G. Regulation of glutamine and glutamate metabolism by GlnR and GlnA in Streptococcuspneumoniae / T.G. Kloosterman, W.T. Hendriksen, J.J. Bijlsma, H.J. Bootsma, S.A. van Hijum, J. Kok, P.W. Hermans, O.P. Kuipers // J. Biol. Chem. - 2006. -V.281. - P.25097-25109.

195) Kobayashi, K. Gradual activation of the response regulator DegU controls serial expression of genes for flagellum formation and biofilm formation in Bacillus subtilis / K. Kobayashi //Mol. Microbiol. - 2007. - V.66(2). - P.395-409.

196) Kobayashi, K. SlrR/SlrA controls the initiation of biofilm formation in Bacillus subtilis / K. Kobayashi // Molecular Microbiology. - 2008. - V.69(6). - P.1399-1410.

197) Kolter, R. Microbial sciences: the superficial life of microbes / R. Kolter, E.P. Greenberg // Nature. - 2006. - V.441(7091). - P.300-302.

198) Kormelink, T.G. Comparative genome analysis of central nitrogen metabolism and its control by GlnR in the class Bacilli / T.G. Kormelink, E. Koenders, Y. Hagemeijer, L. Overmars, R.J. Siezen, W.M. de Vos, C. Francke // BMC genomics. - 2012. - V.13, №.1. - P.191.

199) Krojer, T. Interplay of PDZ and protease domain of DegP ensures efficient elimination of misfolded proteins / T. Krojer, K. Pangerl, J. Kurt, J. Sawa, C. Stingl, K. Mechtler, R. Huber, M. Ehrmann, T. Clausen [Text] //. Proc. Natl Acad. Sci. USA - 2008. - V.105. - P.7702-7707.

200) Kunst, F. Salt stress is an environmental signal affecting degradative enzyme synthesis in Bacillus subtilis / F. Kunst, G. Rapoport // J. Bacteriol. - 1995. - V.177(9). - P.2403-2407.

201) Kurihara, S. A novel putrescine utilization pathway involves y-glutamylated intermediates of Escherichia coli K-12 / S. Kurihara, S. Oda, K. Kato, H.G. Kim, T. Koyanagi, H. Kumagai, H. Suzuki // J. Biol. Chem. - 2005. - V.280. - P.4602-4608.

202) Larsen, R. GlnR-mediated regulation of nitrogen metabolism in Lactococcus lactis / R. Larsen, T.G. Kloosterman, J. Kok, O.P. Kuipers // J. Bacteriol. - 2006. - V.188. - P.4978-4982.

203) Lasa, I. Bap: a family of surface proteins involved in biofilm formation / I. Lasa, J R. Penades // Res. Microbiol. - 2006. - V.157(2). - P.99-107.

204) Lasa, I. Towards the identification of the common features of bacterial biofilm development / I. Lasa // Int. Microbiol. - 2006. - V.9(1). - P.21-28.

205) Laub, M. T., Goulian, M. Specificity in two-component signal transduction pathways / M.T. Laub, M. Goulian // Annu. Rev. Genet. - 2007. - V.41. - P.121-145.

206) Lazazzera, B.A. Quorum sensing and starvation: signals for entry into stationary phase / B.A. Lazazzera // Curr. Opin. Microbiol. - 2000. - V.3(2). - P.177-182.

207) Lea, P., Miflin, B. Nitrogen assimilation and its relevance for crop improvement // Plant Annual Rev. - 2011. - V.42. - P.1-40.

208) Leid, J.G. The exopolysaccharide alginate protects Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria from IFN-gamma-mediated macrophage killing / J.G. Leid, C.J. Willson, M.E. Shirtliff, D J. Hassett, M R. Parsek, AK. Jeffers // J. Immunol. - 2005. - V.175(11). - P.7512-7518.

209) Leigh, J.A. Nitrogen regulation in Bacteria and Archaea / J.A. Leigh, J.A. Dodsworth // Annu. Rev. Microbiol. - 2007. - V.61. - P.349-377.

210) Leigh, J.A., Dodsworth, J.A. Nitrogen regulation in bacteria and archaea / J.A. Leigh, J.A. Dodsworth // Annu. Rev. Microbiol. - 2007. - V.61. - P.349-377.

211) Leshchinskaya, I.B. Glutamyl endopeptidase of Bacillus intermedius, strain 3-19 / I.B. Leshchinskaya, E.V. Shakirov, E.L. Itskovitch, N.P. Balaban, A.M. Mardanova, M R. Sharipova, M.B. Viryasov, G.N. Rudenskaya, V.M. Stepanov // FEBS Lett. - 1997. -V.404(2-3). - P.241-244.

212) Leshchinskaya, I.B. Glutamyl endopeptidase of Bacillus intermedius strain 3-19. Purification, properties, and crystallization / I.B. Leshchinskaya, E.V. Shakirov, E.L. Itskovitch, N.P. Balaban, A.M. Mardanova, M.R. Sharipova, E.V. Blagova, V.M. Levdikov, I.P. Kuranova, G.N. Rudenskaya, V.M. Stepanov // Biochemistry (Mosc). - 1997. - V.62(8). - P.903-908.

213) Li, W. Structural insights into the pro-apoptotic function of mitochondrial serine protease HtrA2/Omi / W. Li, S. M. Srinivasula, J. Chai, P. Li, J. W. Wu, Z. Zhang, E. S. Alnemri, Y. Shi. [Text] // Nature Struct. Biol. - 2002. - V.9. - P.436-441.

214) Li, X.D. Crystal structure of dinitrogenase reductase activating glycohydrolase (DRAG) reveals conservation in the ADP-ribosylhydrolase fold and specific features in the ADP-ribose-binding pocket / X.D. Li, L.F. Huergo, A. Gasperina, F.O. Pedrosa, M. Merrick, F.K. Winkler // J. Mol. Biol - 2009. - V. 390(4). - P.737-746.

215) Liaw, S.H. Feedback inhibition of fully unadenylylated glutamine synthetase from Salmonella typhimurium by glycine, alanine, and serine / S.H. Liaw, C. Pan, D. Eisenberg // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1993. - V.90. - P.4996-5000.

216) Liaw, S.-H. Interactions of nucleotides with fully unadenylylated glutamine synthetase from Salmonella typhimurium / S.-H. Liaw, G. Jun, D. Eisenberg // Biochemistry. - 1994. - V. 33. - P.11184-11188.

217) Lightfoot, D.A. Expression of the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene in the cyanobacterium Synechococcus PCC6301 causes ammonium tolerance / D.A. Lightfoot, A.J. Baron, J.C. Wootton // Plant. Mol. Biol. - 1988. - V.11, №3. -P.335-344.

218) Llacer, J.L. Structural basis for the regulation of NtcA-dependent transcription by proteins PipX and PII / J.L. Llacer, J. Espinosa, M.A. Castells, A. Contreras, K. Forchhammer, V. Rubio // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2010. - V.107. - P. 15397-15402.

219) Ludewig, U. Molecular mechanisms of ammonium transport and accumulation in plants / U. Ludewig, B. Neuhäuser, M. Dynowski // FEBS letters. - 2007. - V.581, Is.12. - P.2301-2308.

220) Magasanik, B. Genetic control in nitrogen assimilation in bacteria / B. Magasanik // Annu. Rev. Genet. - 1982. - V.16. - P.135-168.

221) Mah, T.F. Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents / T.F. Mah, G.A. O'Toole // Trends Microbiol. - 2001. - V.9(1). - P.4-9.

222) Maheswaran, M. Complex formation and catalytic activation by the PII signaling protein of N-acetyl-L-glutamate kinase from Synechococcus elongatus strain PCC 7942 / M. Maheswaran, C. Urbanke, K. Forchhammer // J. Biol. Chem. - 2004. - V.279. - P.55202-55210.

223) Maheswaran, M. PII-regulated arginine synthesis controls accumulation of cyanophycin in Synechocystis sp. strain PCC 6803 / M. Maheswaran, K. Ziegler, W. Lockau, M. Hagemann, K. Forchhammer // J. Bacteriol. - 2006. - V.188. - P.2730-2734.

224) Maheswaran, M., Forchhammer, K. Carbon-source-dependent nitrogen regulation in Escherichia coli is mediated through glutamine-dependent GlnB signaling / M. Maheswaran, K. Forchhammer //Microbiology. - 2003. - V.149. - P.2163-2172.

225) Maier, S. Mechanism of disruption of the Amt-GlnK complex by PII mediated sensing of 2-oxoglutarate / S. Maier, P. Schleberger, W. Lu, T. Wacker, T. Pfluger, C. Litz, S.L.A. Andrade // PLoS One. - 2011. - V.6. - e26327.

226) Marchler-Bauer, A. CDD: a conserved domain database for protein classification / A. Marchler-Bauer, J.B. Anderson, P.F. Cherukuri, C. DeWeese-Scott, L.Y. Geer, M. Gwadz, S. He, D.I. Hurwitz, J.D. Jackson, Z. Ke, C.J. Lanczycki, CA. Liebert, C. Liu, F. Lu,

G.H. Marchler, M. Mullokandov, B.A. Shoemaker, V. Simonyan, J.S. Song, P.A. Thiessen, R.A. Yamashita, J.J. Yin, D. Zhang, S.H. Bryant // Nucleic Acids Res. - 2005. - V.33. - D.192-196.

227) Marini, A.M. A family of ammonium transporters in Saccharomyces cerevisiae / A.M. Marini, S. Soussi-Boudekou, S. Vissers, B. Andre // Mol. Cell Biol. - 1997. - V.8. -P.4282-4293.

228) Merrick, M. J. Nitrogen control in bacteria / M.J. Merrick, R.A. Edwards // Microbiol. Rev. - 1995. - V.59. - P.604-622.

229) Merrick, M. Post-translational modification of Pn signal transduction proteins / M. Merrick // Frontiers in Microbiology. - 2014. - V.5. - P.763.

230) Merrick, M., Edwards, R.A. Nitrogen control in bacteria / M. Merrick, R.A. Edwards // Microbiol. Rev. - 1995. - V.59. - P.604-622.

231) Millard, P. 15N-NMR-Based Approach for Amino Acids-Based 13C-Metabolic Flux Analysis of Metabolism / P. Millard, E. Cahoreau, M. Heuillet, J.C. Portais, G. Lippens // Anal. Chem. - 2017. - V.89(3). - P.2101-2106.

232) Mirouze, N. Genome-wide mapping of TnrA-binding sites provides new insights into the TnrA regulon in Bacillus subtilis / N. Mirouze, E. Bidnenko, P. Noirot, S. Auger // Microbiologyopen. - 2015. - V.4(3). - P.423-435.

233) Mizuno, T. Compilation of all genes encoding two-component phosphotransfer signal transducers in the genome of Escherichia coli / T. Mizuno // DNA Res. - 1997. - V.4, Is.2. -P.161-168.

234) Mogk, A. The N-end rule pathway for regulated proteolysis: prokaryotic and eukaryotic strategies / A. Mogk, R. Schmidt, B. Bukau // Trends Cell Biol. - 2007. - V.17. - P.165-172.

235) Molle, V. Additional targets of the Bacillus subtilis global regulator CodY identified by chromatin immunoprecipitation and genome-wide transcript analysis / V. Molle, Y. Nakaura, R.P. Shivers, H. Yamaguchi, R. Losick, Y. Fujita, A.L. Sonenshein // J. Bacteriol. - 2003. -V.185. - P.1911-1922.

236) Murray, D.S. Docosahexaenoic acid in Arctic charr (Salvelinus alpinus): the importance of dietary supply and physiological response during the entire growth period / D.S. Murray,

H. Hager, D.R. Tocher, M.J. Kainz // Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol. - 2015. -V.181. - P.7-14.

237) Murray, D.S. Structures of the Bacillus subtilis glutamine syntetase dodecamer reveal large intersubunit catalytic conformational changes linked to a unique feedback inhibition

mechanism / D.S. Murray, N. Chinnam, N.K. Tonthat, T. Whitfill, L.V. Wray, S.H. Fisher, M.A. Schumacher // The journal or biological chemistry. -2013. -V.288. -P.35801-35811.

238) Nakano, M.M. Anaerobic growth of a "strict aerobe" (Bacillus subtilis) / M.M. Nakano, P. Zuber // Annu. Rev. Microbiol. - 1998. - V.52. -P.165-190.

239) Nakano, M.M. Nitrogen and oxygen regulation of Bacillus subtilis nasDEF encoding HAflH-dependent nitrite reductase by TnrA and ResDE / M.M. Nakano, T. Hoffmann, Y. Zhu, D. Jahn // J. Bacteriol. - 1998. - V.180. - P.5344-5350.

240) Nakano, M.M. Nitrogen regulation of nasA and the nasB operon, which encode genes required for nitrate assimilation in Bacillus subtilis / M.M. Nakano, F. Yang, P. Hardin, P. Zuber // J. Bacteriol. - 1995. - V.177(3). - P.573-579.

241) Nakano, M.M. Two-component regulatory proteins ResD-ResE are required for transcriptional activation of fnr upon oxygen limitation in Bacillus subtilis / M.M. Nakano, P. Zuber, P. Glaser, A. Danchin, F.M. Hulett // J. Bacteriol. - 1996. - V.178. - P.3796-3802.

242) Newberry, K.J. The structural mechanism for transcription activation by MerR family member multidrug transporter activation, N terminus / K.J. Newberry, R.G. Brennan // J. Biol. Chem. - 2004. - V.297. - P.20356-20362.

243) Nguyen, V.D. The proteome and transcriptome analysis of Bacillus subtilis in response to salicylic acid / V.D. Nguyen, U. Mader , Ngoc Phuong Tran, J.-F. Cavin, Le Thi Tam, D. Albrecht, M. Hecker, H. Antelmann // Proteomics. - V.2007. - V.7. - P.698-710.

244) Nichols, C.E. Structure of the PII signal transduction protein of Neisseria meningitidis at 1.85 A resolution / C.E. Nichols, S. Sainsbury, N.S. Berrow, D. Alderton, N.J. Saunders, D.K. Stammers, R.J. Owens // Acta Crystallogr. F. Struct. Biol. Cryst. Commun. - 2006. - V.62.

- P.494-497.

245) Nielsen, M. NNAlign: A Platform to Construct and Evaluate Artificial Neural Network Models of Receptor-Ligand Interactions / M. Nielsen, M. Andreatta // Nucleic Acids Res. - 2017.

- V.45. - W344-W349.

246) Nikolaev, Yu.A., Plakunov, V.K. Biofilm — "city of microbes" or an analogue of multicellular organisms? / Yu.A. Nikolaev, V.K. Plakunov //Microbiology. - 2007. - V.76(2). -P.125—138.

247) Ninfa, A. J., Jiang, P. PIIsignal transduction proteins: sensors of alpha-ketoglutarate that regulate nitrogen metabolism / A.J. Ninfa, P. Jiang // Curr. Opin.Microbiol. - 2005. - V.8. -P.168-173.

248) Ninfa, A.J. PII signal transduction proteins / A.J. Ninfa, M.R. Atkinson // Trends Microbiol. - 2000. - V.8. - P.172-179.

249) Ninfa, A.J. PII signal transduction proteins: sensors of alpha-ketoglutarate that regulate nitrogen metabolism / A.J. Ninfa, P. Jiang // Curr. Opin. Microbiol. - 2005. - V.8. - P.168-173.

250) Ninfa, A.J., Atkinson, M.R. PII signal transduction proteins / A.J. Ninfa, M.R. Atkinson // Trends Microbiol. - 2000. - V.8(4). - P.172-179.

251) Noack, S. The linkage between nutrient supply, intracellular enzyme abundances and bacterial growth: New evidences from the central carbon metabolism of Corynebacterium glutamicum / S. Noack, R. Voges, J. Gätgens, W. Wiechert // J. Biotechnol. - 2017. - V.258. -P.13-24.

252) Noone, D. Expression of ykdA, encoding a Bacillus subtilis homologue of HtrA, is heat shock inducible and negatively autoregulated / D. Noone, A. Howell, K.M. Devine // J. Bacteriol. - 2000. - V.182(6). - 1592-1599.

253) Nunes-Nesi, A. Metabolic and signaling aspects underpinning the regulation of plant carbon nitrogen interactions / A. Nunes-Nesi, A.R. Fernie, M. Stitt // Mol. Plant. - 2010. - V.3.

- P.973-996.

254) Nygaard, P. Bacillus subtilis guanine deaminase is encoded by the yknA gene and is induced during growth with purines as the nitrogen source / P. Nygaard, S.M. Bested, K. Andersen, H.H. Saxild //Microbiology. - 2000. - V.146. - P.3061-3069.

255) O'Toole, G. Biofilm formation as microbial development [Text] / G. O'Toole, H.B. Kaplan, R. Kolter // Annl. Rev. Microbiol. - 2000. - V.54. - P.4979.

256) Ogawa, K. The nasB operon and nasA gene are required for nitrate/nitrite assimilation in Bacillus subtilis / K. Ogawa, E. Akagawa, K. Yamane, Z.W. Sun, M. LaCelle, P. Zuber, M M. Nakano // J. Bacteriol. - 1995. - V.177. - P.1409-1413.

257) Ohara-Nemoto, Y. Characterization and molecular cloning of a glutamyl endopeptidase from Staphylococcus epidermidis / Y. Ohara-Nemoto, Y. Ikeda, M. Kobayashi, M. Sasaki, S. Tajika, S. Kimura //Microb. Pathog. - 2002. - V.33(1). - P.33-41.

258) Osanai, T., Tanaka, K. Keeping in touch with PII: PII-interacting proteins in unicellular cyanobacteria / T. Osanai, K. Tanaka // Plant Cell Physiol. - 2007. - V.48. - P.908-914.

259) Pace, J.L. Biofilms, Infection and Antimicrobial Therapy [Text] / J.L. Pace, M.E. Rupp, R.G. Finch // Boca Raton. - 2006. - P. 203.

260) Palanca, C. The structure of a PII signaling protein from a halophilic archaeon reveals novel traits and high-salt adaptations / C. Palanca, L. Pedro-Roig, J.L. Llacer, M. Camacho, M.J. Bonete, V. Rubio // FEBS J. - 2014. - V.281. - P.3299-3314.

261) Pallen, M.J. Genomic analysis of secretion systems / M.J. Pallen, R.R. Chaudhuri, I.R. Henderson // Curr. Opin. Microbiol. - 2003. - V.6(5). - P.519-527.

262) Pallen, M.J. Tetratricopeptide-like repeats in type-III-secretion chaperones and regulators / M.J. Pallen, M.S. Francis, K. Fütterer // FEMSMicrobiol. Lett. - 2003. - V.223(1). -P.53-60.

263) Pallen, M.J., Wren, B.W. The HtrA family of serine proteases / M.J. Pallen, B.W. Wren // Mol. Microbiol. - 1997. - V.26, №2. - P.209-221.

264) Periasamy, S. Aggregatibacter actinomycetemcomitans builds mutualistic biofilm communities with Fusobacterium nucleatum and Veillonella species in saliva [Text] / S. Periasamy, P.E. Kolenbrander // Infect Immun. - 2009. - V.77(9). - P.3542-3551.

265) Permina, E.A. Comparative genomics of regulation of heavy metal resistance in eubacteria / E.A. Permina, A.E. Kazakov, O.V. Kalinina, M.S. Gelfand // BMC Microbiol. -2006. - V.6. - P.49.

266) Petersa, B.M. Polymicrobial Interactions: Impacton Pathogenesis and Human Disease. [Text] / B.M. Petersa, M.A. Jabra-Rizkc, G.A. O'Mayb, J.W. Costertoneand, M.E. Shirtliffb // Clin. Microbiol. Rev. - 2012. - V.25. -P. 193-213.

267) Petrova, E. Escaping the biofilm in more than one way: desorption, detachment or dispersion [Text] / O.E. Petrova, K. Sauer // Current Opinion in Microbiology. - 2016. - V. 30. -P.67-78.

268) Pioszak, A.A., Ninfa, A.J. How the domains of NRII collaborate in the PII-activated phosphatase activity of Escherichia coli NRII (NtrB) / A.A. Pioszak, A.J. Ninfa // Biochemistry.

- 2003. - V.42. - P.8885-8899.

269) Poquet, I. HtrA is the unique surface housekeeping protease in Lactococcus lactis and is required for natural protein processing / I. Poquet, V. Saint, E. Seznec, N. Simoes, A. Bolotin, A. Gruss //Mol. Microbiol. - 2000. - V.35(5). - P.1042-1051.

270) Power, S.D. Secretion and autoproteolytic maturation of subtilisin / S.D. Power, R.M. Adams, J.A. Wells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1986. - V.83(10). - P.3096-3100.

271) Qingxu, G. Association Between the Gene Polymorphisms of HDAC9 and the Risk of Atherosclerosis and Ischemic Stroke / G. Qingxu, Z. Yan, X. Jiannan, L. Yunlong // Pathol Oncol Res. - 2016. - V.22(1). - P.103-107.

272) Radchenko, M.V. Association and dissociation of the GlnK-AmtB complex in response to cellular nitrogen status can occur in the absence of GlnK post-translational modification / M.V. Radchenko, J. Thornton, M. Merrick // Front. Microbiol. - 2014. - V.5. - P.731.

273) Radchenko, M.V. Control of AmtB-GlnK Complex Formation by Intracellular Levels of ATP, ADP, and 2-Oxoglutarate / M.V. Radchenko, J. Thornton, M. Merrick // The Journal of Biological Chemistry. - 2010. - V.285. - P.31037-31045.

274) Radchenko, M.V. PII signal transduction proteins are ATPases whose activity is regulated by 2-oxoglutarate / M.V. Radchenko, J. Thornton, M. Merrick // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2013. - V.110. - P.12948-12953.

275) Rajendran, C. Crystal structure of the GlnZ-DraG complex reveals a different form of PII-target interaction / C. Rajendran, E.C.M. Gerhardt, S. Bjelic, A. Gasperina, M. Scarduelli, F.O. Pedrosa, L S. Chubatsu, M. Merrick, E.M. Souza, F.K. Winkler, L.F. Huergo; X.-D. Li // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2011. - V.108. - P.18972-18976.

276) Randazzo, P. Revisiting the in vivo GlnR-binding sites at the genome scale in Bacillus subtilis / P. Randazzo, A. Aucouturier, O. Delumeau, S. Auger // BMC Res Notes. - 2017. -V.10(1). - P.422.

277) Rani, V. Computational methods to dissect cis-regulatory transcriptional networks [Text] / V. Rani // J. Biosci. - 2007. - V.32(7). - P. 1325-1330.

278) Rather, P.N. Swarmer cell differentiation in Proteus mirabilis / P.N. Rather // Environ Microbiol. - 2005. - V.7. - P. 1065.

279) Rebrikov, D.V. Bacillus intermedius glutamyl endopeptidase. Molecular cloning and nucleotide sequence of the structural gene / D.V. Rebrikov, T.V. Akimkina, A.B. Shevelev, I.V. Demidyuk, A.M. Bushueva, S.V. Kostrov, G.G. Chestukhina, V.M. Stepanov // J. Protein Chem. - 1999. - V.18(1). - P.21-27.

280) Rehm, N., Burkovski, A. Engineering of nitrogen metabolism and its regulation in Corynebacterium glutamicum: influence on amino acid pools and production / N. Rehm, A. Burkovski // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2011. - V.89(2). - P.239-248.

281) Reitzer, L. Nitrogen assimilation and global regulation in Escherichia coli / L. Reitzer // Annu. Rev. Microbiol. - 2003. - V.51. - P.155-176.

282) Ren, D. Differential Gene Expression To Investigate the Effect of (5Z)-4-Bromo-5-(Bromomethylene)-3-Butyl-2(5#)-Furanone on Bacillus subtilis / D. Ren, L.A. Bedzyk, P. Setlow, D.F. England, S. Kjelleberg, S.M. Thomas, R.W. Ye, T.K. Wood // Applied and environmental microbiology. - 2004. - V.70(8). - P.4941-4949.

283) Richardson, D.J. Functional, biochemical and genetic diversity of prokaryotic nitrate reductases / D.J. Richardson, B.C. Berks, D.A. Russell, S. Spiro, C.J. Taylor // Cell Mol. Life Sci. - 2001. - V.58. - P.165-178.

284) Riethdorf, S. Cloning, nucleotide sequence, and expression of the Bacillus subtilis lon gene / S. Riethdorf, U. Völker, U. Gerth, A. Winkler, S. Engelmann, M. Hecker // J. Bacteriol. -1994. - V.176. -P.6518-6527.

285) Saising, J. Activity of gallidermin on Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms [Text] / J. Saising, L. Dube, A.K. Ziebandt, S.P. Voravuthikunchai, M. Nega, F. Götz // Antimicrob Agents Chemother. - 2012. - V.56(11). - P.5804-5810.

286) Sakai, H. Crystal structures of the signal transducing protein GlnK from Thermus thermophiles Hb8 / H. Sakai, H. Wang, C. Takemoto-Hori, T. Kaminishi, H. Yamaguchi, Y. Kamewari, T. Terada, S. Kuramitsu, M. Shirouzu, S. Yokoyama // J. Struct. Biol. - 2005. -V.149. - P.99-110.

287) Sakarya, O. Evolutionary expansion and specialization of the PDZ domains / O. Sakarya, C. Conaco, O. Egecioglu, S. A. Solla, T. H. Oakley, K. S. Kosik. [Text] //Mol. Biol. Evol. - 2010. - V.27. - P.1058-1069.

288) Sanchez-Vizuete, P. Pathogens protection against the action of disinfectants in multispecies biofilms [Text] / P. Sanchez-Vizuete, B. Orgaz, S. Aymerich, D. Le Coq, R. Briandet // Front Microbiol. - 2015. - V.6. - P.705.

289) Santero, E. Glutamate Dehydrogenases: Enzymology, Physiological Role and Biotechnological Relevance / E. Santero, A.B. Hervas, I. Canosa, F. Govantes // InTech. - 2012. - P.289-318.

290) Sassoon, I. Regulation of Saccharomyces cerevisiae kinetochores by the type 1 phosphatase Glc7p / I. Sassoon, F.F. Severin, P.D. Andrews, M.R. Taba, K.B. Kaplan, A.J. Ashford, M.J. Stark, P.K. Sorger, A.A. Hyman // Genes Dev. - 1999. - V.13(5). - P.545-555.

291) Satomura, T. Enhancement of glutamine utilization in Bacillus subtilis through the GlnK-GlnL two-component regulatory system / T. Satomura, D. Shimura, K. Asai, Y. Sadaie, K. Hirooka, Y. Fujita // J. Bacteriol. - 2005. - V.187. - P.4813-4821.

292) Sauer, R.T. Sculpting the proteome with AAA(+) proteases and disassembly machines / R.T. Sauer, D.N. Bolon, B.M. Burton, RE. Burton, J.M. Flynn, R.A. Grant, G.L. Hersch, S.A. Joshi, J A. Kenniston, I. Levchenko // Cell. - 2004. - V.119. - P.9-18.

293) Schreier, H.J. Regulation of Bacillus subtilis glutamine synthetase gene expression by the product of the glnR gene / H.J. Schreier, S.W. Brown, K.D. Hirschi, J.F. Nomellini,

A.L. Sonenshein // J. Mol. Biol. - 1989. - V.210(1). - P.51-63.

294) Schumacher, J. Nitrogen and carbon status are integrated at the transcriptional level by the nitrogen regulator NtrC in vivo / J. Schumacher, V. Behrends, Z. Pan, D.R. Brown, F. Heydenreich, M.R. Lewis, M.H. Bennett, B. Razzaghi, M. Komorowski, M. Barahona, M P. Stumpf, S. Wigneshweraraj, J.G. Bundy, M. Buck // mBio. - 2013. - V.4. - e00881-13.

295) Schumacher, M.A. Structures of regulatory machinery reveal novel molecular mechanisms controlling B. subtilis nitrogen homeostasis / M.A. Schumacher, N. babu Chinnam,

B. Cuthbert, N.K. Tonthat, T. Whitfill // Genes & development. - 2015. - V.29, Is.4. - P.451-464.

296) Serrano, M. Forespore-specific transcription of the lonB gene during sporulation in Bacillus subtilis / M. Serrano, S. Hovel, C.P. Moran, A.O. Henriques, U. Volker // J. Bacteriol. -2001. - V.183. - P.2995-3003.

297) Shakibaie, M. R. Bacterial Biofilm and its Clinical Implications [Text] / M. R. Shakibaie //Ann Microbiol Res. - 2018. - V. 2, №. 1. - P. 45-50.

298) Shapiro, B.M. The glutamine synthetase deadenylylating enzyme system from Escherichia coli. Resolution into two components, specific nucleotide stimulation, and cofactor requirements / B.M. Shapiro // Biochemistry. - 1969. - V.8. - P.659-870.

299) Sharafutdinov, I. HtrA protease from Bacillus subtilis suppresses the bacterial fouling of the rat skin injuries [Text] / I. Sharafutdinov, Z. Shigapova, M. Baltin, N. Akhmetov, M. Bogachev, A. Kayumov // BioNanoScience. - 2016. - V.6. - P.564-567.

300) Sharipova, M. The expression of the serine proteinase gene of Bacillus intermedius in Bacillus subtilis / M. Sharipova, N. Balaban, A. Kayumov, Y. Kirillova, A. Mardanova, L. Gabdrakhmanova, I. Leshchinskaya, G. Rudenskaya, T. Akimkina, D. Safina, I. Demidyuk, S. Kostrov //Microbiological research. - 2008. - V.163, №1. - P.39-50.

301) Sharkey, M.A. Structure of NADP+-dependent glutamate dehydrogenase from Escherichia coli: Reflections on the basis of coenzyme specificity in the family of glutamate dehydrogenases / M.A. Sharkey, T.F. Oliveira, P.C. Engel, A.R. Khan // FEBS J. - 2013. -V.280, №18. - P.4681-4692.

302) Sharkey, M.A., Engel, P.C. Modular coenzyme specificity: a domain-swopped chimera of glutamate dehydrogenase / M.A. Sharkey, P.C. Engel // Proteins. - 2009. - V.77(2). - P268-278.

303) Sheng, M. PDZ domains and the organization of supramolecular complexes / M. Sheng, C. Sala [Text] // Annu. Rev. Neurosci. - 2001. - V.24. - P.1-29.

304) Shimada, T. Novel roles of cAMP receptor protein (CRP) in regulation of transport and metabolism of carbon sources / T. Shimada, N. Fujita, K. Yamamoto, A. Ishihama // PLoS ONE. - 2011. - V.6. - e20081.

305) Shin, B.S. Analysis of tnrA alleles which result in a glucose-resistant sporulation phenotype in Bacillus subtilis / B.S. Shin, S.K. Choi, I. Smith, S.H. Park // J. Bacteriol. - 2000. -V.182. - P.5009-5012.

306) Shivers, R.P., Sonenshein, A.L. Bacillus subtilis ilvB operon: an intersection of global regulons / R.P. Shivers, A.L. Sonenshein //Mol. Microbiol. - 2005. - V.56(6). - P.1549-59.

307) Shrader, T.E. The N-end rule in Escherichia coli: cloning and analysis of the leucyl, phenylalanyl-tRNA-protein transferase gene aat / T.E. Shrader, J.W. Tobias, A. Varshavsky // J. Bacteriol. - 1993. - V.175. - P.4364-4374.

308) Singh, S.K. Unfolding and internalization of proteins by the ATP-dependent proteases ClpXP and ClpAP / S.K. Singh, R. Grimaud, J R. Hoskins, S. Wickner, M R. Maurizi // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2000. - V.97. - P.8898-8903.

309) Sohanpal, B.K. Integrated regulatory responses of fimB to N-acetylneuraminic (sialic) acid and GlcNAc in Escherichia coli K-12 / B.K. Sohanpal, S. El-Labany, M. Lahooti, J. Plumbridge, I.C. Blomfield // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2004. - V.101. - P.16322-16327.

310) Sonenshein, A.L. CodY, a global regulator of stationary phase and virulence in Grampositive bacteria / A.L. Sonenshein // Curr. Opin. Microbiol. - 2005. - V.8. - P.203-207.

311) Sonenshein, A.L. Control of key metabolic intersection in Bacillus subtilis / A.L. Sonenshein // Nat. Rev. Microbiol. - 2007. - V. 12. - P.917-927.

312) Soupene, E. Ammonia acquisition in enteric bacteria: physiological role of the ammonium/methylammonium transport B (AmtB) protein / E. Soupene, L. He, D. Yan, S. Kustu // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1998. - V.95. - P.7030-7034.

313) Spiess, C. A temperature-dependent switch from chaperone to protease in a widely conserved heat shock protein / C. Spiess, A. Beil, M. Ehrmann // Cell. - 1999. - V.97(3). -P.339-347.

314) Spoering, A.L. Quorum sensing and DNA release in bacterial biofilms / A.L. Spoering, M.S. Gilmore // Curr. Opin. Microbiol. - 2006. - V.9(2). - P.133-137.

315) Stadtman, E. The story of glutamine synthetase regulation / E. Stadtman // J. Biol. Chem. - 2001. - V.276. - P.44357-44364.

316) Stips, J. GlnK effects complex formation between NifA and NifL in Klebsiella pneumonia / R. Thummer, M. Neumann, R.A. Schmitz // The FEBS Journal. - 2004. - V.271, №.16. - P.3379-3388.

317) Strösser, J. Regulation of GlnK activity: modification, membrane sequestration and proteolysis as regulatory principles in the network of nitrogen control in Corynebacterium glutamicum / J. Strösser, A. Lüdke, S. Schaffer, R. Krämer, A. Burkovski // Mol. Microbiol. -2004. - V.54(1). - P.132-147.

318) Suzuki, A. Glutamate synthase: structural, mechanistic and regulatory properties, and role in the amino acid metabolism / A. Suzuki, D.B. Knaff // Photosynth Res. - 2005. - V.83, №2. - P.191-217.

319) Tamura, G.S. A glutamine transport gene, glnQ, is required for fibronectin adherence and virulence of group B. streptococci / G.S. Tamura, A. Nittayajarn, D.L. Schoentag // Infect Immun. - 2002. - V.70. - P.2877-2885.

320) Teixeira, P. Adhesion of Listeria monocytogenes to materials commonly found in domestic kitchens / P. Teixeira, J. Lima, J. Azeredo, R. Oliveira // International journal offood science & technology. - 2008. - T. 43. - №. 7. - C. 1239-1244.

321) Thallinger, B. Antimicrobial enzymes: An emerging strategy to fight microbes and microbial biofilms [Text] / B. Thallinger, E. N. Prasetyo, Dr. S. Gibson Nyanhongo, G. M. Guebitz // Biotechnology Journ. - 2013. - V.8. - P.97-109.

322) Thompson, J.D. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice / J.D. Thompson, D.G. Higgins, T.J. Gibson. // Nucleic Acids Res. - 1994. - V.22.

- P.4673-4680.

323) Tian, Z.X. The CRP-cAMP complex and downregulation of the glnAp2 promoter provides a novel regulatory linkage between carbon metabolism and nitrogen assimilation in Escherichia coli / Z.X. Tian, Q.-S. Li, M. Buck, A. Kolb, Y.P. Wang // Mol. Microbiol. - 2001.

- V.41. - P.911-924.

324) Tiffert, Y. The Streptomyces coelicolor GlnR regulon: identification of new GlnR targets and evidence for a central role of GlnR in nitrogen metabolism in actinomycetes / Y. Tiffert, P. Supra, R. Wurm, W. Wohlleben, R. Wagner, J. Reuther // Mol. Microbiol. - 2008. - V.64, №7. - P.861-880.

325) Tjalsma, H. Engineering of quorum-sensing systems for improved production of alkaline protease by Bacillus subtilis / H. Tjalsma, E.J. Koetje, R. Kiewiet, O.P. Kuipers, M. Kolkman, J. van der Laan, R. Daskin, E. Ferrari, S. Bron // J. Appl. Microbiol. - 2004. - V.96(3). - P.569-578.

326) Tjalsma, H. Proteomics of protein secretion by Bacillus subtilis: separating the "secrets" of the secretome / H. Tjalsma, H. Antelmann, J.D. Jongbloed, P.G. Braun, E. Darmon, R.

Dorenbos, J.Y. Dubois, H. Westers, G. Zanen, W.J. Quax, O.P. Kuipers, S. Bron, M. Hecker, J.M. van Dijl //Microbiol. Mol. Biol. Rev. - 2004. - V.68(2). - P.207-233.

327) Tobias, J.W. The N-end rule in bacteria / J.W. Tobias, T.E. Shrader, G. Rocap, A. Varshavsky // Science. - 1991. - V.254. P.1374-1377.

328) Tournier, L. Optimal resource allocation enables mathematical exploration of microbial metabolic configurations / L. Tournier, A. Goelzer, V. Fromion // J. Math. Biol. - 2017. - V.75.

- P.1349-1380.

329) Tremblay, P. Of blood, brains and bacteria, the Amt/Rh transporter family: emerging role of Amt as a unique microbial sensor / P. Tremblay, P. Hallenbeck // Mol. Microbiol. - 2009.

- V.71. - P.12-22.

330) Tremblay, P.L. Membrane sequestration of PII proteins and nitrogenase regulation in the photosynthetic bacterium Rhodobacter capsulatus / P.L. Tremblay, T. Drepper, B. Masepohl, P.C. Hallenbeck // J. Bacteriol. - 2007. - V.189. - P.5850-5859.

331) Tremblay, P.L., Hallenbeck, PC. Ammonia-induced formation of an AmtB-GlnK complex is not sufficient for nitrogenase regulation in the photosynthetic bacterium Rhodobacter capsulatus / P.L. Tremblay, P.C. Hallenbeck // J. Bacteriol. - 2008. - V.190(5). - P.1588-1594.

332) Truan, D. A new PII protein structure identifies the 2-oxoglutarate binding site / D. Truan, L.F. Huergo, L.S. Chubatsu, M. Merrick, X.D. Li, F.K. Winkler // J. Mol. Biol. -2010. - V.400. - P.531-539.

333) Truan, D. Structure and thermodynamics of effector molecule binding to the nitrogen signal transduction PII protein GlnZ from Azospirillum brasilense / D. Truan, S. Bjelic, X.D. Li,

F.K. Winkler // J. Mol. Biol. - 2014. - V.426. - P.2783-2799.

334) Tsilibaris, V. Biological roles of the Lon ATP-dependent protease / V. Tsilibaris,

G. Maenhaut-Michel, L. Van Melderen // Res. Microbiol. - 2006. - V.157(8). - P.701-713.

335) Turgay, K. Competence in Bacillus subtilis is controlled by regulated proteolysis of a transcription factor / K. Turgay, J. Hahn, J. Burghoorn, D. Dubnau. // EMBO J. -1998. - V.17. -P.6730-6738.

336) Uhrig, R.G. PII in higher plants: a modern role for an ancient protein / R.G. Uhrig, K.K. Ng, G.B. Moorhead // Trends Plant. Sci. - 2009. - V.14. - P.505-511.

337) Van Heeswijk, W.C. Nitrogen Assimilation in Escherichia coli: Putting Molecular Data into a Systems Perspective / W.C. van Heeswijk, H.V. Westerhoff, F.C. Boogerd // Microbiol. Mol. Biol Rev. - 2013. - V.77, Is.4. - P.628-695.

338) Van Heeswijk, W.C. The genes of the glutamine synthetase adenylylation cascade are not regulated by nitrogen in Escherichia coli / W.C. Van Heeswijk, M. Rabenberg,

H. Westerhoff, D. Kahn //Mol. Microbiol. - 1993. - V.9. - P.443-457.

339) Vanoni, M.A. Glutamate synthase: a complex iron-sulfur flavoprotein / M.A. Vanoni, B. Curti // Cell. Mol. Life Sci. - 1999. - V.55, №4. - P.617-638.

340) Vanoni, M.A., Curti, B. Glutamate synthase: a complex iron-sulfur flavoprotein / M.A. Vanoni, B. Curti // Cell Mol. Life Sci. - 1999. - V.55(4). - P.617-638.

341) Verhamme, D.T. DegU co-ordinates multicellular behaviour exhibited by Bacillus subtilis / DT. Verhamme, T.B. Kiley, N.R. Stanley-Wall // Mol. Microbiol. - 2007. - V.65(2). -P.554-568.

342) Verhamme, D.T. Glucose- 6-phosphate-dependent phosphoryl flow through the Uhp two-component regulatory system / D.T. Verhamme, J.C. Arents, P.W. Postma, W. Crielaard, K.J. Hellingwerf //Microbiology. - 2001. - V.147. - P.3345-3352.

343) Wall, M.E. Design of gene circuits: lessons from bacteria / M.E. Wall, W.S. Hlavacek, M.A. Savageau // Nature Rev. Genet. - 2004. - V.5. - P.34-42.

344) Walter, J. Glucosyltransferase A (GtfA) and inulosucrase (Inu) of Lactobacillus reuteri TMW1.106 contribute to cell aggregation, in vitro biofilm formation, and colonization of the mouse gastrointestinal tract / J. Walter, C. Schwab, D.M. Loach, M.G. Gänzle, G.W. Tannock // Microbiology. - 2008. - V.154(Pt 1). - P.72-80.

345) Wang, K.H. ClpS modulates but is not essential for bacterial N-end rule degradation / K.H. Wang, R.T. Sauer, T.A. Baker // Genes Dev. - 2007. - V.21. - P.403-408.

346) Wang, K.H. The molecular basis of N-end rule recognition / K.H. Wang, G. Roman-Hernandez, R.A. Grant, R.T. Sauer, T.A. Baker //Mol. Cell. - 2008. - V.32. - P.406-414.

347) Weber-Ban, E.U. Global unfolding of a substrate protein by the Hsp100 chaperone ClpA / E.U. Weber-Ban, B.G. Reid, A.D. Miranker, A.L. Horwich // Nature. - 1999. - V.401. - P.90-93.

348) Weiner, J.H., Heppel, L.A. A binding protein for glutamine and its relation to active transport in Escherichia coli / J.H. Weiner, L.A. Heppel // J. Biol. Chem. - 1971. - V.246. -P.6933-6941.

349) Whitchurch, C.B. Extracellular DNA required forbacterial biofilm formation / C.B. Whitchurch, T. Tolker-Nielsen, P.C. Ragas, J.S. Mattick // Science. - 2002. - P.295.

350) White, A.R. The British Society for Antimicrobial Chemotherapy Resistance Surveillance Project: a successful collaborative model [Text] / A.R. White; BSAC Working Parties on Resistance Surveillance // J. Antimicrob. Chemother. - 2008. - V.62, Suppl. 2 - ii3-ii14.

351) Wilken, C. Crystal structure of the DegS stress sensor: how a PDZ domain recognizes misfolded protein and activates a protease domain / C. Wilken, K. Kitzing, R. Kurzbauer, M. Ehrmann, T. Clausen [Text] // Cell - 2004. - V.117. - P.483-494.

352) Wolcott, K. Integration of internationally educated nurses into the U.S. Workforce [Text] / K. Wolcott, S. Llamado, D. Mace // J. Nurses Prof. Dev. - 2013. - V.5. - P.263-268.

353) Wolfe, D.M. Specificity and regulation of interaction between the PII and AmtB1 proteins in Rhodospirillum rubrum / D.M. Wolfe, Y. G.P. Zhang, J. Roberts // Bacteriol - 2007. - V.189. - P.6861-6869.

354) Wray, L.V. Bacillus subtilis glutamine synthetase controls gene expression through a protein-protein interaction with transcription factor TnrA / L.V. Wray, J.M. Zalieckas, S.H. Fisher // Cell. - 2001. - V.107. - P.427-435.

355) Wray, L.V. Catabolite repression of the Bacillus subtilishut operon requires a cis-acting site located downstream of the transcription initiation site / L.V. Wray, F.K. Pettengill, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 1994. - V.176. - P.1894-1902.

356) Wray, L.V. Expression of the Bacillus subtilis ureABC operon is controlled by multiple regulatory factors including CodY, GlnR, TnrA, and Spo0H / L.V. Wray, A.E. Ferson, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 1997. - V.179. - P.5494-5501.

357) Wray, L.V. Functional roles of the conserved Glu304 loop of Bacillus subtilis glutamine synthetase / L.V. Wray, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 2010. - V.192. - P.5018-5045.

358) Wray, L.V. Identification and cloning of the glnR locus, which is required for transcription of the glnA gene in Streptomyces coelicolor A3(2) / L.V. Wray Jr, M.R. Atkinson, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 1991. - V.173(22). - P.7351-7360.

359) Wray, L.V. Purification and in vitro activities of the Bacillus subtilis TnrA transcription factor / L.V. Wray, J.M. Zalieckas, S.H. Fisher // J. Mol. Biol. - 2000. - V.300. - P.29-40.

360) Wray, L.V. The nitrogen-regulated Bacillus subtilis nrgAB operon encodes a membrane protein and a protein highly similar to the Escherichia coli glnB-encoded PII protein / L.V. Wray Jr, MR. Atkinson, S.H. Fisher /J. Bacteriol. - 1994. - V.176(1). - P.108-114.

361) Wray, L.V. TnrA, a transcription factor required for global nitrogen regulation in Bacillus subtilis / L.V. Wray, A.E. Ferson, K. Rohrer, S.H. Fisher // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

- 1996. - V.93. - P.8841-8845.

362) Wray, L.V., Fisher, S.H. Bacillus subtilis GlnR contains an autoinhibitory C-terminal domain required for the interaction with glutamine synthetase / L.V. Wray, S.H. Fisher // Molecular microbiology. - 2008. - V.68, Is.2. - C.277-285.

363) Wray, L.V., Fisher, S.H. Functional analysis of the carboxy-terminal region of Bacillus subtilis TnrA, a MerR family protein / L.V. Wray, S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 2007. - V.189. -P.20-27.

364) Xu, Y. GlnK, a PII-homologue: structure reveals ATP binding site and indicates how the T-loops may be involved in molecular recognition / Y.V. Xu, E. Cheah, P.D. Carr, W.C. van Heeswijk, H.V. Westerhoff, S.G. Vasudevan, D L. Ollis // J. Mol. Biol. - 1998. -V.282. - P.149-165.

365) Xu, Y. Structure of the N-Terminal Domain of Escherichia coli Glutamine Synthetase Adenylyltransferase / Y. Xu, R. Zhang, A. Joachimiak, P. Carr, T. Huber, S. Vasudevan, D. Ollis // Structure. - 2005. - V.12. - P.861-869.

366) Xu, Y. Surprising arginine biosynthesis: a reappraisal of the enzymology and evolution of the pathway in microorganisms / Y. Xu, B. Labedan, N. Glansdorff // Microbiol. Mol. Biol. Rev. -2007. - V.36-47. - P -10.1128/MMBR.00032-06.

367) Xu, Y. The structures of the PII proteins from the cyanobacteria Synechococcus sp. PCC 7942 and Synechocystis sp. PCC 6803 / Y. Xu, P.D. Carr, P. Clancy, M. Garcia-Dominguez, K. Forchhammer, F. Florencio, S.G. Vasudevan, N. Tandeau de Marsac, D.L. Ollis // Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. - 2003. - V.59. - P.2183-2190.

368) Yaginuma, H. Diversity in ATP concentrations in a single bacterial cell population revealed by quantitative single-cell imaging / H. Yaginuma, S. Kawai, K.V. Tabata, K. Tomiyama, A. Kakizuka, T. Komatsuzaki, H. Noji, H. Imamura // Sci. Rep. - 2014. - V.6(4).

- P.6522.

369) Yakunin, A.F., Hallenbeck P.C. AmtB is necessary for NH4+-induced nitrogenase switch-off and ADP-ribosylation in Rhodobacter capsulatus / A.F. Yakunin, P.C. Hallenbeck // Journal of bacteriology. - V.184, Is.15. - P.4081-4088.

370) Yildiz, O. Structure of GlnK1 with bound effectors indicates regulatory mechanism for ammonia uptake / O. Yildiz, C. Kalthoff, S. Raunser, W. Kühlbrandt // EMBO J. - 2007. - V.26.

- P.589-599.

371) Yoshida, K. Identification of additional TnrA-regulated genes of Bacillus subtilis associated with a TnrA box / K. Yoshida, H. Yamaguchi, M. Kinehara, Y.H. Ohki, Y. Nakaura, Y. Fujita // Mol. Microbiol. - 2003. - V.49. - P.157-165.

372) Zalieckas, J.M. Cross-regulation of the Bacillus subtilis glnRA and tnrA genes provides evidence for DNA binding site discrimination by GlnR and TnrA / J.M. Zalieckas, L.V. Wray Jr., S.H. Fisher // J. Bacteriol. - 2006. - V.188. - P.2578-2585.

373) Zellmeier, S. The absence of FtsH metalloprotease activity causes overexpression of the sigmaW-controlled pbpE gene, resulting in filamentous growth of Bacillus subtilis / S. Zellmeier, U. Zuber, W. Schumann, T. Wiegert // J. Bacteriol. - 2003. - V.185. - P.973-982.

374) Zeth, K. An engineered PII protein variant that senses a novel ligand: atomic resolution structure of the complex with citrate / K. Zeth, O. Fokina, K. Forchhammer // Acta Crystallogr. D. Biol. Crystallogr. - 2012. - V.68. - P.901-908.

375) Zeth, K. Structural basis and target-specific modulation of ADP sensing by the Synechococcus elongatus PII signaling protein / K. Zeth, O. Fokina, K. Forchhammer // J. Biol. Chem. - 2014. - V.289. - P.8960-8972.

376) Zhang, C.C. ATPase as a switch in Pu signal transduction / C.C Zhang, C.Z. Zhou // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2013. -V.110. - P.12863-12864.

377) Zheng, L. The mechanism of ammonia transport based on the crystal structure of AmtB of E. coli / L. Zheng, D. Kostrewa, S. Berneche, F.K. Winkler, X.-D. Li // Proc. Natl. Acad. Sci USA. - 2004. - V.101. - P.17090-17095.

378) Zumft, W.G. Enzyme diversity and mosaic gene organization in denitrification / W.G. Zumft, H. Körner // Antonie Van Leeuwenhoek. - 1997. - V.71(1-2). - P.43-58.