Новая DcrA-DerB зависимая система транспорта ДНК бактериофагов в Escherichia coli K-12 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.05, кандидат биологических наук Самсонов, Валерий Васильевич

• Самсонов, Валерий Васильевич
• кандидат биологических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Самсонов, Валерий Васильевич

I. ВВЕДЕНИЕ.

1. Актуальность темы.

2. Цель и задачи исследования.

3. Новизна результатов.

4. Научно-практическая значимость работы и практическое использование полученных результатов.

И. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Компоненты оболочки бактерий, как рецепторы фагов и колицинов.

1.1. Модель клеточной стенки Е. coli.

1.2. Внешнемембранные рецепторы Escherichia coli.11'

1.2.1. Основные пориновые белки.

1.2.2. ЛПС - основной компонент внешней мембраны.

1.2.3. Энтеробактериальный антиген и капсульные полисахариды.

1.2.4. Белки, участвующие в специфическом транспорте.

1.3. Муреиновый слой.

1.4. Сайты адгезии.

1.5. Цитоплазматическая мембрана.

1.5.1. Липидные компоненты.

1.5.2. Белковые компоненты.

1.6. Периплазма.

2. Транспорт в бактериях.

2.1 Белки внешней мембраны, участвующие в транспорте веществ.

2.2 Белки внутренней мембраны, участвующие в транспорте веществ.

3. Проникновение ДНК внутрь клеток.

3.1 Трансформация.

3.1.1. Грам-положительные бактерии: бациллы, пневмококки и стрептококки.

3.1.2. Грам-отрицательные бактерии:гемофильные бактерии и

• гонококки.

3.1.3. Искусственные способы введения ДНК в бактериальную клетку.

3.2. Транспорт фаговой ДНК через мембрану.

3.2.1. Адсорбция.

3.2.2. Проникновение через мембрану.

3.2.2.1. Бактериофаг Т4.

3.2.2.2. Бактериофаг Т7.

3.2.2.3. Бактериофаги Т5 и BF23.

3.2.2.4. Бактериофаг Т1.

3.2.2.5. Бактериофаг X.

3.2.2.6. Бактериофаг N4.

3.2.2.7. Бактериофаг UC1.

3.2.2.8. Фаги с разными рецепторами.

3.2.2.9. Бактериофаг fl.

3.2.3. Контактные сайты.

3.2.4. Проникновение через пептидогликан.

3.2.5. Электрохимический протоновый градиент - движущая сила транспорта ДНК.

3.2.6. Таксономия вирусов бактерий.

4. Транспорт колицинов в бактерии.

5. Некоторые полифункциональные системы мембраны Е. coli.

5.1. Внешнемембранный белок FhuA.

5.2. Внешнемембранный белок BtuB.

5.3. Ton система.

5.4. Tol система.

5.5. Pel система.

6. Бактериофаг С1 и гены, контролирующие его адсорбцию.

III. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

1. Бактерии, фаги и плазмиды.

2. Среды и реактивы.

3. Поиск фагов, процесс инфекции которых зависит от белков DcrA или DcrB.

4. Генетические методы.

5. Методы работы с ДНК.

6. Клонирование fhuA гена Е. coli К12.

7. Комплементационный анализ.

8. Анализ адсорбции С1 и С6 фагов.

9. Получение мембранных фракций клеток Е. coli.

10. Тест на чувствительность к SDS.

11. Измерение необратимости адсорбции фагов.

12. Электронная микроскопия.

13. Выход фага.

14. Анализ инактивации бактериофага.

15. ПЦР амплификация рибосомальных фрагментов.

IV. РЕЗУЛЬТАТЫ.

1. Выделение бактериофагов, зависящих от продуктов dcrA и dcrB генов, но не от btuB.

2. Бактериофаг С6.

3. Способность бактериофагов к общей трансдукции.

4. Идентификация рецептора для С6.

5. На какой стадии в процессе инфекции фагов участвуют белки

DcrA и DcrB?.

5.1. Влияние DcrA и DcrB на внутреннее развитие бактериофагов.

5.2. Анализ процесса адсорбции фагов С1 и С6.

5.3 Влияние DcrA и DcrB на инъекцию фаговых геномов внутрь клетки.

6. Анализ чувствительности бактерий к SDS при адсорбции бактериофагов С1 и С6.

7. Вектор прямой селекции, основанный на свойствах взаимодействия фага с клеткой хозяина.

7.1 Принципы, лежащие в основе новой системы прямого отбора рекомбинантных плазмид с возможностью последующей интеграции клонированного фрагмента в хромосому.

7.2 Примеры клонирования фрагментов ДНК, содержащих ген tetA (придает клетке устойчивость к тетрациклину) и участка генома фага 173 (придает клетке устойчивость к некоторым лямбдоидным фагам).

7.3. Интеграция в хромосому фрагментов ДНК, содержащих ген tetA и участок хромосомы фага 173.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новая DcrA-DerB зависимая система транспорта ДНК бактериофагов в Escherichia coli K-12»

1. Актуальность темы.

Механизмы транспорта различных веществ внешней среды через оболочку бактерий, таких как сахара, аминокислоты, комплексы железа, витамины, антибиотики, нуклеиновые кислоты интересуют ученых с давних пор. И этот интерес не ослабевает, подогреваясь интересом создания искуственных мембран. Именно поэтому в последние годы предпринимаются значительные усилия по изучению функций, синтеза, химического состава структурных компонентов оболочки грамотрицательных бактерий, особенно, Escherichia coli и Salmonella typhy murium.

Транспорт различных веществ внешней среды через мембраны бактерий осуществляется специфическими транспортными белками. Сравнение их структуры и аминокислотных последовательностей указывает на консерватизм данных макромолекул не только бактерий, но также многих транспортеров клеток животных. Таким образом, изучение бактериальных транспортных систем исключительно важно для нашего понимания общих механизмов переноса веществ через клеточную мембрану. Наличие общих структурных мотивов и эволюционирующих областей предполагает, что многие транспортеры содержат центральный модуль, образующий трансмембранный канал, через который растворенные вещества могут проникать в клетку. Механизмы энергизации можно рассматривать как вторичные характеристики, добавленные к этим фундаментальным транспортирующим единицам.

Следствием широкомасштабного использования антибиотиков в медицине стало возникновение и распространение патогенных штаммов бактерий, обладающих устойчивостью ко многим из них. В связи с этим в последнее время ожила идея фаготерапии, т.е. использование природных фагов или их продуктов (убивающие белки разного типа), а также бактериальных продуктов, часто контролируемых дефектными профагами или плазмидами (бактериоцины), для лечения бактериальных инфекций. Транспортные системы клеток используются многими фагами для инфекции, а бактериоцинами для достижения соответствующих мишеней внутри бактерий. Одной из функций хвостовых белков фага является опознавание специфических участков рецептора, находящегося в клеточной оболочке. Это первый этап взаимодействия клетки и фага, предшествующий инъекции вирусной ДНК внутрь клетки. Обычно один фаг узнает только один белок внешней мембраны, но существуют и исключения, когда фаг может использовать два или три различных белка в качестве рецепторов (Morona R. et al. 1984). Вторым этапом инфицирования является инъекция ДНК фага внутрь клетки. Для этого некоторым вирусам необходимы дополнительные белки внутренней мембраны или периплазмы.

Одним из способов, позволяющим находить минорные, несущественные в лабораторных условиях белки мембран, является изучение бактериальных мутантов, дефектных по адсорбции соответствующих фагов и транспорту бактериоцинов. В тоже время, чтобы увеличить возможности фаготерапевтических методов лечения необходимо:

1) исследование механизмов бактериальной устойчивости, свойственных данному виду бактерий, и относительная частота возникновения спонтанных мутаций, приводящих к даному виду устойчивости ;

2) исследование способности фагов преодолевать разные типы устойчивости (расширение коллекций, отбор мутантов и т.п.);

3) осуществление поиска новых фагов, использующих разные рецепторы для адсорбции (В.Н. Крылов. 2001).

Исходя из вышеизложенного, изучение мембранных белков необходимых для проникновения фагов в клетку грамотрицательных бактерий имеет большое значение для практики:

- в биологии, для более полного понимания процессов транспортировки макромолекул через оболочку бактерий и механизмов взаимодействия систем хозяин-паразит; в биотехнологии, для получения фагоустойчивых штаммов - продуцентов;

- в эпидемиологии, для фаготипирования и таксономии; в медицине, для развития методов фаготерапии;

- в генной инженерии, для конструирования новых векторов.

Заключение диссертации по теме «Ботаника», Самсонов, Валерий Васильевич

VI. ВЫВОДЫ.

1. Из сточных вод выделен и охарактеризован новый бактериофаг, названный С6, для адсорбции которого необходимы продукты генов dcrA и dcrB;

2. Идентифицирован белок внешней мембраны, являющийся рецептором для Сб - это FhuA, широко используемый фагами и колицинами;

3. Показано, что для инфекции фагов С1 и Сб необходимы продукты генов dcrA и dcrB одновременно. Эти результаты свидетельствуют, что DcrA и DcrB работают в комплексе. Комплекс DcrA В охарактеризован как новая транспортная система Е. coli, которая, подобно Ton, Tol, Pel системам, может взаимодействовать с различными рецепторными белками в процессе транспорта разных макромолекул;

4. Показано, что белки DcrA и DcrB не влияют на стабильность связывания фагов С1 и Сб с рецепторами, а участвуют в процессе инъекции ДНК.

5. Показано, что при адсорбции фагов С1 и Сб наблюдается DcrAB зависимое увеличение чувствительности клеток к детергентам. Это свидетельствует об участие DcrA и DcrB в открытие или формирование канала во внешней мембране клетки в процессе взаимодействия клетки хозяина с бактериофагом;

6. Показана способность фагов С1 и Сб осуществлять общую трансдукцию, т.е. неспецифический перенос генов от штамма к штамму, что может найти применение в генетических исследованиях. Данное свойство является редким свойством для бактериофагов Е. coli

7. Предложен новый метод прямого отбора при клонировании фрагментов ДНК и интеграции их в хромосому;

8. Сконструирован и применен в исследовательских целях новый вектор прямой селекции для клонирования фрагментов ДНК.

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Ранее нами были охарактеризованы гены Е. coli, существенные для адсорбции бактериофага С1: ген dcrA(sdaC), который располагается во внутренней мембране клетки, и ген dcrB, впервые описанный нами ген, продукт которого располагается в периплазме и, возможно, заякорен в цитоплазматическую мембрану. В настоящей работе мы попытались ответить на вопрос: связаны ли данные белки функционально только с BtuB или могут иметь связи и с другими рецепторными белками подобно полифункциональным системам TonBExbBD, ToIAQR или Pel (смотри обзор)? Для этого мы осуществили поиск новых фагов, использующих продукты генов dcrA и dcrB для своего развития. Направленное выделение интересующих нас фагов было проведено при помощи нового метода отбора фагов из негативных колоний (НК), образованных на смешанном газоне пермиссивных для искомых фагов (W3350) и изогенных, но непермиссивных клеток (W3350dcrAB). Во время поиска обнаружен бактериофаг, получивший название С6, который не растет на клетках мутантных по генам dcrA и/или dcrB, но растет на клетках BtuB". Фаг С6 образует ясные бляшки среднего размера с узким ореолом и по морфотипу относится к группе Т1-подобных фагов. Мы определили, что бактериофаг С6 использует для адсорбции внешний мембранный рецептор FhuA. Это означает, что продукты генов dcrA и dcrB могут контролировать развитие бактериофага, распознающего не только внешнемембранный белок BtuB (в случае бактериофага С1), но также и бактериофага, способного распознавать белок внешней мембраны FhuA (в случае бактериофага С6). Это означает, что систему DcrAB можно тоже отнести к полифункциональным, т.е. в процессе действия она может функционально связываться с разными белками внешней мембраны.

В тоже время наши результаты добавили ещё один новый компонет в систему FhuA-зависимого транспорта макромолекул. Показано, что белок внешней мембраны FhuA в процессах транспорта функционально может быть связан не только с "Топ" системой, но и с ещё одной новой системой "DcrAB" (Рис.V-10).

Pnc.V-10. Схема, демонстрирующая функциональные связи белка FhuA в процессе транспорта макромолекул. мы определили, что dcrA и dcrB мутации не оказывают влияния на эффективность развития фагов внутри клетки после проникновения в нее фаговой ДНК, так как при трансфекции ДНК фага С1 (С6) происходит нормальный выход фаговых частиц. Данные мутации не затрагивают и первую стадию процесса инфекции бактериофага - взаимодействие с рецепторами, так как бактериофаги С1 и С6 образуют довольно устойчивую связь с бактериальной поверхностью, которую не изменяют мутации dcr. Таким образом, можно предположить, что белки, один из которых функционирует во внутренней мембране (DcrA), а другой в периплазме (DcrB), участвуют в процессе проникновения ДНК фага через мембраны.

Внешняя мембрана Е. coli проявляет большую устойчивость к различным детергентам, таким как SDS. Однако SDS получает доступ к внутренней мембране и разрушает её, если нарушена проницаемость внешнемембранного барьера. Так, фаг Т5, при взаимодействии с FhuA, открывает канал в наружной мембране, и после добавления бактериофага к бактериям клетки становятся чувствительными к SDS. Поэтому изучая влияние белков DcrA и DcrB на проницаемость внешней мембраны бактерии в процессе адсорбции фагов С1 и С6, мы определили устойчивость клеток к SDS после взаимодействия с фагами. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что DcrA и DcrB белки участвуют в открытии диффузионного канала через внешнюю мембрану после адсорбции бактериофага или в его формировании.

Остается неясным, взаимодействуют ли продукты dcrA и dcrB генов непосредственно с внешнемембранными рецепторами FhuA и BtuB. Если система DcrAB для С1 и С6 играет роль подобную Pel для инфекции бактериофага лямбда, то такое взаимодействие, не обязательно, потому что попытки продемонстрировать такое взаимодействие для Pel оказались неудачными (Scandella, D., and Arber, W. 1974). В тоже время показано, что TonB непосредственно взаимодействует как с рецепторами, так и с молекулами, в переносе которых он участвует.

Исследуя свойства бактериофагов С1 и С6 мы обнаружили не специфическую для фагов Е. coli способность осуществлять общую трансдукцию бактериальных генов, а следовательно участвовать во всеобщем природном процессе переноса генов, по крайней мере, внутри некоторых штаммов Escherichia coli и их эволюции.

На основании данных, полученных в работе о взаимоотношении бактериофаг-клетка хозяин, нами предложена новая стратегия конструирования векторов позитивной селекции и интегративных векторов, в которых отсутствуют гены антибиотикоустойчивости. Ключевым звеном этой стратегии является методология использования фагов, как инструмента для контр-селекции. Сконструированная в работе плазмида pDcrB - это удобный вектор для основных задач клонирования фрагментов ДНК и интеграции их в хромосому. Предложенный принцип использования фагов для контр-селекции может лечь в основу создания нового поколения многоцелевых векторов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Самсонов, Валерий Васильевич, 2003 год

1. Albritton W., Setlow /., Thomas M. et al. 1984 Heterospecific transformation in the genus Haemophilus. Mol. Gen. Genet. 193:358-363

2. Ames, G., and C. Higgins.1983. The organization, mechanism of action, and evolution of periplasmic transport systems. Trends Biochem. Sci. 8: 97-100

3. Anderson. J.J., Wilson. J.M. and Oxender. D. L. 1979 Defective transport and other phenotypes of a periplasmic 'leaky' mutant of Escherichia coli K-I2. J. Bacteriol. 140:351-358

4. Anderson, E.S., and A.H. Rogers. 1963. Slime polysaccharides of the Enterobacteriaceae. Nature (London) 198: 714-715.

5. Armstrong, J., R. N. Pcrham, and J. E. Walker. 1981. Domain structure of bacteriophage fd adsorption protein. FEBS Lett. 135:167-172;

6. Armstrong, J., J. A. Hewitt, and R. N. Perham. 1983. Chemical modification of the coat protein in hacteriophage-fd and orientation of the virion during assembly and disassemly. EMBO J. 2:1641-1646;

7. Barany F., Kahn M., Smith H. 1983 Directional transport and integration of donor DNA in Haemophilus influenzae transformation. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 80:72747278

8. BASSFORD, P. J., JR., and KADNER, R. J. 1977. Genetic analysis of components involved in vitamin B12 uptake in Escherichia coli. J. Bacteriol. 132:796-805

9. Bayer, M.E. 1979. The fusion sites between outer membrane and cytoplasmic membrane of bacteria: their role in membrane assembly and virus infection, p. 167-202. In M. Inouye (ed.) Bacterial outer membranes. John Wiley & Sons, Ins., New York.

10. Bayer, M.E. 1991. Zones of membrane adhesion in the cryofixed envelope of Escherichia coli. J. Struct. Biol. 107:268-280

11. Beck, K., and B. Zink. 1981. Nueteotide sequence anil genome organisation of filamentous bacteriophages f! iinti id. Gene 16:35-58.

12. Beckendorf, S. К. 1973 Structure of the distal half of the bacteriophage T4 tail fiber. J Mol Biol. Jan;73:37-53.

13. Benedetti, H., L. Letellier, R. Lloubes, V. Geli, D. Baty, and C. Lazdunski. 1992 Study of the import mechanisms of colicins through protein engineering and K+ efflux kinetics. NATO Adv. Study Inst. Ser. H65:215-223

14. Benedetti, H., M. Frenette, D. Baty, M. Knibiehler, F. Pattus, and C. Lazdunski. 1991 Individual domains of colicins confer specificity in colicin uptake, in pore-properties and in immunity requirements. J. Mol. Biol. 217:429-439

15. BenzR. 1985. Porin from bacterial and mitochondrial outer membranes. Crit. Rev. Biochem. 19:145-190

16. Benzinger R. 1978 Transfection of Enterobacteriaceae and its applications. Microbiological Reviews, 42:194-236

17. Bernadac, A., Gavioli, M., Lazzaroni, J-C., Raina, S., and Lloubes, R. 1998 Escherichia coli tol-pal mutants form outer membrane vesicles. J Bacteriology. 180:4872-4878

18. Birge, E. A. 1981. Bacterial and bacteriophage genetics. Springer Verlag. New York

19. Bonhivers, M., Ghasi, A., Boulanger, P., and Letellier, L. 1996 FhuA, a transporter of the Escherichia coli outer membrane, is converted into a channcl upon binding of bacteriophage T5. EMBO J 15: 1850-1856

20. Boulanger, P., Ie Maire, M., Bonhivers, M., Dubois, S., Desmadril, M and Letellier, L. 1996. Purification and structural and functional characterization of FhuA, a transporter of the E. coli outer membrane, Biochemistry, 35:14216-14224

21. Boulanger, P. and Letellier, L. 1992. Ion channels are likely to be involved in the two steps of phage T5 DNA penetration into E. coli cell. J. Biol. Chem. 267:3168-3172

22. Bouveret. E. Derouiche. R. Rigal, A. Lloubes. R. Lazdunski. C. and Benedetti. H. 1995 Peptidoglycan-associated lipoprotein-TolB interaction. J. Biol. Chem. 270: 11071-11077

23. Bouveret. E., Rigal. A., Lazdunski. C. and Benedetti. H. 1998 Distinct regions of the colicin A translocation domain are involved in the interaction with TolA and TolB proteins upon import into Escherichia coli. Mol. Microbiol. 27: 143-157

24. Bradbeer С., Woodrow M. L., and Khalifah L. I. 1976 Transport of vitamin B)2 in E. coli: common receptor system for vitamin B12 and bacteriophage BF23 on the outer membrane of the cell envelope. J Bacterid 125: 1032-1039

25. Braun. V. and Herrman. C. 1993 Evolutionary relationship of uptake systems for biopolymers in Escherichia coli: cross-complementation between the TonB-ExbB-ExbD and the TolA-TolQ-TolR proteins. Mol. Microbiol. 8: 261-268

26. Braun, V., Frenz, S., Hantke, K., and Schaller, K. 1980 Penetration of colicin M into cells of Escherichia coli. J. Bacteriol. 142:162-168

27. Braun, V., Gunter, K., and Hantke, K. 1991 Transport of iron across the outer membrane. Biol Metals. 4:14-22

28. Braun, V. 1995 Energy-coupled transport and signal transduction through the Gram-negative outer membrane via TonB-ExbB-ExbD-dependent receptors proteins. FEMS Microbiol. Rev. 16:295-307.

29. Buxton R.S. 1971. Genetic analysis of Escherichia coli К 12 mutants resistant to bacteriophage BF23 and the E group colicins. Molec. gen. Genet. 113: 154-156

30. Cadieux N., and Kadner R. J. 1999 Site-directed disulfide bonding reveals an interaction site between energy- coupling protein TonB and BtuB, the outer membrane cobalamin transporter. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 19: 10673-10678

31. Caro, L. G., and M. Schnos. 1966. The attachment of the male-specific bacteriophage fl to sensitive strains of Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 56:126-132;

32. Ceglowski P. Kawezynski M., Dohrzanski W. 1981 Role of Streptococcus sanguis (strain Wicky) cell surface-located deoxyribonucleic acid-binding factor in transformation of a homologous strain. J. Bacteriol. 146:1-10

33. Chang S., Cohen S 1979 High frequency transformation of Bacillus subtilis protoplasts bv plasmid DNA. Mol. Gen. Genet. 168:111-115

34. Charpac M. Dedonder R. 1965 Production d'un "facteum competence" soluble par Bacillus subtilis Marburg inc 168. Compt. rend. Acad. Sci. 260:5638-5641;

35. Clavel, Т., Germon, P., Vianney, A., Portalier, R. and Lazaroni, J. C. 1998 TolB protein of Escherichia coli K-12 interacts with the outer membrane peptidoglycan-associated proteins Pal, Lpp and OmpA. Mol. Microbiol. 29:359-367

36. Click. E.M. and Webster. R.E. 1998 The ToIQRA proteins are required for membrane insertion of the major capsid protein of the filamentous phage fl during infection. J. Bacteriol. 180: 1723-1728;

37. Deich R. Hoyer H. 1982 Generation and release of DNA-binding vesicles by Haemophilus influenzae during induction and loss of competence. J. Bacteriol. 152:855864

38. Demchick, P. and Koch, A. L. 1996 The permeability of the cell wall fabric of Escherichia coli and Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 178:768-773

39. Derouiche. R. Gavioli. M. Benedetti. H. Prilipof, A. Lazdunski. C. and Lloubes. R. 1996 TolA central domain interacts with Escherichia coli porins. EMBO J. 15. 6408-6415;

40. Di Masi, D. R., White, J. C., schnaitman, C. A., and Bradbeer, C. 1973. Transport of vitamin В12 in Escherichia co/zVCommon receptor sites for vitamin BI2 and the E colicins on the outer membrane of the cell envelope. J. Bacteriol. 115: 506-513;

41. Dinh, Т., I. Paulsen, and M. Saier. 1994 A family of extracytoplasmic protein that allow transport of large molecules across the outer membrane of gram-negative bacteria. J. Bacteriol. 176:3825-3831;

42. Dityatkin S.I., Lisovskaya K.T. Panzhava N.N., Iliashenko B.N. 1972 Frozen-thwawed bacteria as recipients of isolated coliphage DNA. Bioch. Bioph. Acta. 251:319323.

43. Doulanger, P., and Letellier, L. 1988 Characterization of ion channels involved in the penetration of phage T4 DNA into Escherichia coli. L. Biol. Chemistry. 263:97679775

44. Dreisekelman, B. 1994. Translocation of DNA across bacterial membranes. Microbiol. /tev.58:293-316;

45. Elliott, J., and Arber, W. 1978 E. co//K-12 pel mutants, which block phage A. DNA injection, coincide with pts, which determines a component of a sugar transport system. Molec. Gen. Genet. 161:1-8.

46. Engebrecht J, Simon M, Silverman M. 1985 Measuring gene expression with light. Science 227: 1345-7

47. Eppens. E.F., Nouwen. N. and Tommassen. J. 1997 Folding of a bacterial outer membrane protein during passage through the periplasm. EMBO J. 16. 4295-4301

48. Fani R., Mastromei G. Polsinelli M. Venema G. 1984 Isolation and characterization of Bacillus subtilis mutants altered in competence. J. Bacteriol. 157:152157

49. Fox M.S., Hotchkiss R.D. 1960 Fate of transforming deoxyribonucleate following fixation by transformable bacteria. Nature. V. 187.10: 1002-1004

50. Fralick JA, Diedrich PL, Casev-VVood S. 1990 Isolation of an Lc-spccific Escherichia coli bacteriophage. J Bacteriol. 172:1660-2

51. Garcia, L. R., and Molineux, I. J. 1995 Rate of translocation of bacteriophage T7 DNA across the membranes of Escherichia coli. J. Bacteriol. 177:4066-4076

52. Germon. P. Clavel. Т. Vianney. A. Portalier. R. and Lazzaroni. J.C. 1998 Mutational analysis of the Escherichia coli K-I2 Tol A N-terminal region and characterization of its TolQ-interacting domain by genetic suppression. J. Bacteriol. 180: 6433 6439;

53. Goldberg, E. B. 1980 in Virus Receptors (Randall, L., and Philipson, L., eds) pp.115-141, Chapman and Hall, London

54. Goodgal S. Mitchell M. 1984 Uptake of heterologous DNA by Haemuphilus influenzae. J. Bacteriol. 157:785-788

55. Grant, W.D., T.W. Sutherland, and J.F. Wilkinson. 1969. Exopolysaccharide colanic acid its occurrence in the Enterobacteriaceae. J. Bacteriol. 100: 1187-1193.

56. Grant, R., T.-C. Lin, W. Konigsberg, and R. E. Webster. 1981. Structure of the filamentous bacteriophage fl. J. Biol. Chem. 256:539-546

57. Grinius, L.1980. Nucleic acid transport driven by ion gradient across cell membranes. FEBS Lett. 113: 1-10

58. Gudmundsdottir A., Bell P. E., Lundrigan M. D., Bradbeer C., and Kadner R. J. 1989 Point mutation in a conserved region (TonB box) of E. coli outer membrane protein BtuB affect vitamin Bn transport. 171: 6526-6533

59. Guthrie G., Sinsheimer R 1960 Infection of protoplasts by subviral particles of bacteriophage OX 174. J. Mol. Biol. 2:297-305

60. Hahn.J., Inamine G.-S., Kozlov Y., Dubnau D. 1994 Characterization of comE, a late competence operon of Bacillus subtilis required for the binding and uptake of transforming DNA. Mol. Microbiol. 10:99-111.

61. Hancock R.E. 1987. Role of porins in outer membrane permeability. J. Bacteriol. 169: 929-933

62. Hancock, R. E. W., and Braun, V. 1976 Nature of the energy requirement for the irreversible adsorption of bacteriophages Tl and <j>80 to Escherichia coli. J. Bacteriol. 125:409-415

63. Hantke, K., and Braun, V. 1978 Functional interaction of the tonA/tonB receptor system in Escherichia coli. J Bacteriol.135: 190-197.

64. Havarstein L.S., Coomaraswamy G. Morrison D.A. 1995 An unmodified heptadecapeptide pheromone induces competence for genetic transformation in Streptococcus pneumoniae. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 92:11140-11144

65. Heller К. J. 1984 Identification of the phage gene for host receptor specificity by analyzing hibrid phages of T5 and BF23. Virology, 139:11-21

66. Heller, K., and Braun, V. 1979. Accelerated adsorption of bacteriophage T5 to Eshcerichia co.'i F, rezulting from reversible tail fiber-lipopolysaccharide binding. J. Bactcriol. 139: 32-38;

67. Heller, K., and Braun, V. 1982. Polymannose 0 antigens of Escherichia coli, the binding sites for the reversible adsorption of bacteriophage T5+ via the L-shaped tail fibers. J. Virol. 41: 222-227.

68. Holster M., de Waele D., Depicer A. et al. 1978 Transfection and transformation of Agrobacterium tumefaciens. Mol. Gen. Genet. 163:181-188

69. Jacobson, A. 1972. Role of F pili in the penetration of bacteriophage fi. J. Virol. 10:835-843

70. Jussum K. Jussum К 1970 Specific uptake of homologous DNA accompanying transformation in Neisseria meningitidis. Acta pathol. et microbiol. Scand. Section B. 78:140-148

71. KADNER, R. J., HELLER, K., COULTON, J. W., and BRAUN, V. 1980. Genetic control of hydroxamate-mediated iron uptake in Escherichia coli. J. Bacteriol. 143:256-264

72. Kadner, R.J. 1990 Vitamin Bu transport in Escherichia coli: energy cuopling between membranes. Mol Microbiol 4:2027-2033

73. Kahn M., Concino M., Gromcova R., Goodgal S. 1979 DNA binding activity of vesicles produced by competence deficient mutants of Haemuphilus. Bioch. Bioph. Res. Corn. 87:764-772

74. Karlsson. M. Hannavy. K. and Higgins, C.F. 1993 A sequence-specific function for the N-terminal signal-like sequence of the TonB protein. Mol. Microbiol. 8. 379-388

75. Kiino, D. R., and Rothman-Denes, L. B. 1989 Genetic analysis of bacteriophage N4 adsorption. J. Bacteriol. 171:4595-4602

76. Killmann, H., Videnov, G., Jung, G., Schwarz, H., and Braun, V. 1995 Identification of receptor binding sites by competitive peptide mapping: phages Tl, 'Г5, and D80 and colicin M bind to the gating loop of fhuA. J Bacteriol 177: 694-698

77. Killmann, H., Benz, R., and Braun, V. 1993 Conversion of the FhuA transport protein into a diffusion channel through the outer membrane of Escherichia coli. EMBO J 12:3007-3016;

78. Killmann, H., Benz, R., and Braun, V. 1996 Properties of the FhuA channel in the Escherichia coli outer membrane after deletion of FhuA portions within and outside the predicted gating loop. J Bacteroil 178: 6913-6920;

79. Kleeman,W., and H.M.McConnel.1974. Lateralphase separations in Escherichia coli membranes. Biochem. Biophys. Acta 345: 220-230.

80. Krebber, C., S. Spada, D. Desplancq, A. Krebber, L. Ge, and A. Pluckthun. 1997. Selectively-infective phage (SIP): a mechanistic dissection of a novel in vivo selection for protein-ligand interactions. J. Mol. Biol. 268:607-618

81. Ma, D., D. Cook, J. Hearst, and H. Nikaido.1994 Efflux pumps and drug resistance in Gram-negative bacteria. Trends Microbiol. 2:489-493.

82. Magnuson R. Solomon J., Grossman A.D. 1994 Biochemical and genetic characterization of a competence pheromone from Вас. subtilis. Cell. 77:207-216

83. Mandel M., Higa A. 1970 Calcium depcndens bacteriophage DNA infection. J. Mol. Biol. 53:159-166

84. Maniatis, Т., E. F. Fritsch, and J. Sambrook. 1982. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y

85. Maniloff, J., and Ackermann, H.-W. 1998 Taxonomy of bacterial viruses: establishment of tailed virus genera and the order Caudovirales. Arch Virol. 143:20512063

86. Manning P.A., Reeves P. 1976. Outer membrane of Escherichia coli К12: tsx mutants (resistent to bacteriophage T6 and colicin K) lack an outer membrane protein. Biochem. bioph. Res. Commun. 71:466-471.

87. Marwin, D. A. 1998. Filamentous phage structure, infection and assembly. Curr. Opin. Struct. Biol. 8:150-158;

88. Matsuyama, S. Tajima, T. and Tokuda, H.1997 A novel membrane lipoprotein, LolB (HemM) involved in the LolA (p20)-dependent localizationof lipoproteins to the outer membrane of Escherichia coli. EMBO J. 16: 6947-6955.

89. Mayer, H., and G. Schmidt. 1979. Chemistry and biology of the enterobacterial common antigen (ECA). Curr. Top. Microbiol. 85: 99-153.

90. Mejean V., Claverys J.-P. 1988. Polarity of DNA entry in transformation of Streptococcus pneumoniae. Mol. Gen Genet. V. 213. 3: 444-448.

91. Mende, J., and Braun, V. 1990 Import-defective colicin В derivatives mutatedin the TonB box. Mol Microbiol 4:1523-1533

92. Miller, J.H. 1972 Experiments in molecular genetics. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y

93. Moffatt, B. A., and Studier, F. W. 1988 Entry of bacteriophage T7 DNA into the cell and escape from host restriction. J. Bacteriol. 170:2095-2105

94. Mondigler, M., Vogele, R.T., Heller, K.J. 1995 Overproduced and purified receptor binding protein pb5 of bacteriophage T5 binds to the T5 receptor protein FhuA. FEMS Microbiol Lett. 130: 293-300

95. Montag, D., Hashemolhosseini, S., and Henning, U. 1990 Receptor-recognizing area of protein 37 of phage T4, Tula andTuIb. J. Mol. Biol. 216:327-334

96. Morona R. Klose M. Henning V. 1984. Esherichia coli K-12 outer membrane protein (OmpA) as a bacteriophage receptor: analysis of mutant genes expressing altered proteins. J. Bacteriol. 159: 570-578

97. Morona, R., and Henning, U. 1984 Host range mutants of bacteriophage 0x2 can use two different outer membrane proteins of Escherichia coli K-12 as reseptors. J. Bacteriology. 159:579-582.

98. Morrison D., Baker M. 1979. Competence for genetic transformation in Pneumococcus depends on synthesis of a small set of proteins. Nature. V. 282.5735: 215-217;

99. Murialdo, H., Siminovitch, L. 1972 The morphogenesis of bacteriophage lambda. IV. Identification of gene products and control of the expression of the morphogenetic information. Virology. 48:785-823

100. Nelson, F. К., S. M. Friedman, and G. P. Smith. 1981. Filamentous phage DNA cloning vectors: a noninfective mutant with a nonpolar deletion in gene III. Virology 108:338-350

101. Nester E., Stocker B. 1963. Biosynthetic latency in early stages of deoxyribonucleic acid transformation in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. V. 86. 4: 785-796;

102. Nimmich W., G. Schmidt and U. Krallmann-Wenzel. 1991. Two different Escherichia coli capsular polysaccharide depolymerases each associated with one of the coliphage ФК5 and ФК20. FEMS Microbiology Letters. 82: 137-142.

103. Nina Nilsson, Ann-Christin Malmborg, and Carl A. K. Borrebaeck 2000 The Phage Infection Process: a Functional Role for the Distal Linker Region of Bacteriophage Protein 3 J. Virol. 74:4229-4235

104. Oishi M., Cosloy S. 1972 The genetic and biochemical basis of the transformability of Escherichia coli K12. Bioch. Bioph. Res. Com. 49:1568-1572.

105. Oishi M., Irbe R. 1977 Circular chromosomes and genetic transformation in Escherichia coli. Modem trends bacterial transformation and transfection. Amsterdam, P.121-134

106. Overath, P., and J. Wright. 1983. Lactose permease: a carrier on the move. Trends Biochem. Sci. 8:404-408.

107. Pakula R. 1965 Factor regulating competence in transformation of Streptococcus. J. Bacteriol. 90:1320-1324

108. Palmen, R., Driessen, A.J. and Hellingwerf, K.J. 1994, Bioenergetic aspects of the translocation of macromolecules across bacterial membranes;Biochem. Biophys. Acta, 1183:417-451;

109. Parkinson, J.S. 1993. Signal transduction schemes of bacteria. Cell. 73: 857-871.

110. Piechowska M., Soltyk A., Shugar D. 1975. Fate of heterologous deoxyribonucleic acid in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. V. 122.2: 610-622.

111. Pilsl, H. Braun, V. 1998 The Ton system can functionally replace the TolB protein in the uptake of mutated colicin U. FEMS Microbiology Letters. 164:363-367

112. Postle, К. 1990 TonB and the Gram-negative dilemma. Mol Microbiol. 4:2019-2025

113. Postle, K. 1990. Aerobic regulation of the Escherichia coli tonB gene by changes in iron availability and the fur locus. J. Bacteriol, 172:2287-2293

114. Prehm, P., Jann, В., Jann, K., Schmidt, G., and Stirm, S. 1976 On a bacteriophage T3 and T4 receptor region within the cell wall lipopolysaccharide of Escherichia coli B. J. Mol. Biol. 101:277-281

115. Prozorov A.A. Bashkirov V.I. Lacomova N.M. Surikov N.N. 1982 Study of the phenomenon of marker resque in plasmid transformation of intact cells, protoplasts and different rec-mutants of Bacillus subtilis. Mol. Gen. Genet. 185:363-364

116. Pugsley, A.P. 1984 The ins and outs of colicins. Part I. Production and translocation across membranes. Microbiol.Sci. 1:168-175; Part II. Lethal action, immunity and ecological implications. Microbiol. Sci. 1:203-205

117. Raina R., Ravin A. 1980. Switches in macromolecular synthesis during induction of competence for transformation of Streptococcus sanguis. Proc. Natl Acad. Sci. USA. V. 77.10: 6062-6068

118. Rasched, L, and E. Oberer. 1986. Ff coliphages: structural and functional relationships. Microbiol. Rev. 50:401-427

119. Reynolds, P. R., Mottur, G. P., and Bradbeer, C. 1980 Trasport of vitamin B12 in Escherichia coli. J Biol Chem. 255:4313-4319

120. Riechman. L. and Holliger. P. 1997 The C-terminal domain of TolA is the coreceptor for filamentous phage infection of E. coli. Cell 90: 351-360

121. Sabet, S.F., and Schnaitman, C.A. 1973 Purification and properties of the colicin E3 receptor of Escherichia coli. J Biol Chem 248: 1797-1806.

122. Scandella, D., and Arber, W. 1974 An Escherichia coli mutant which inhibits the injection of phage ЮЫА. Virology 58:504-513;

123. Scandella, D., and Arber, W. 1976 Phage X DNA injection into Escherichia coli pel mutants is restored by mutations in phage V or H. Virology 69: 206-215

124. Schicklmaier, P., and H. Schmieger. 1994. Frequency of genralized transducing phages in natural isolates of the Salmonella typhimurium complex. Appl. Environ. Microbiol. 61:1637-1640.

125. Schmidt, M.A., and K. Jann.1982. Phospholipid substitution of capsular (K) polysaccharide antigens from Escherichia coli causing extraintestinal infections. FEMS Micribiol. Lett. 14: 69-74.

126. Schoffler, H., and Braun, V. 1989 Transportacross the outer membrane of Escherichia coli K-12 via the FhuA receptor is regulated by the TonB protein of the cytoplasmic membrane. Mol Gen Genet 217: 378-383

127. Schramm, E., Mende, J., Braun, V., and Kamp, R.M. 1987 Nucleotide sequence of the colicin В activity gene cba: consensus pentapeptide among TonB-dependent colicins and receptors. J Bacteriol 169: 3350-3357

128. Schweizer M., Hindennach I., Garten W., Henning U. 1978. Major proteins of Escherichia coli outer cell envelope membrane. Interaction of protein II* with lipopolysaccharide. Europ. J. Biochem. 1978. 82: 211-217

129. Singh R.N. 1972 Number of deoxyribonucleic acid uptake sites in competent cells of Bacillus subtilis. J. Bacteriol. V. 110.1: 226-272,

130. Sisco K. Smith H. 1979 Sequence-specific DNA uptake in Haemophilus transformation. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 36:764-772;

131. Skare, J., B. Ahmer, C. Seachord, R. Darveau, and K. Postle. 1993 Energy transduction between membranes. TonB, a cytoplasmic membrane protein, can be chemically cross-linked in vitro to the outer membrane receptor FepA. J. Biol. Chem. 268:16302-16308.

132. Skurray R.A., Hancock R.E., Reeves P. 1974. Con- mutants: class of mutants in Escherichia coli K-12 lacking a major cell wall protein and defective in conjugation and adsorption of a bacteriophage. J. Bacteriol. 119: 726-735

133. Smilowitz, H. 1974. Bacteriophage fl infection: fate sif the parental major coat protein. J. Virol. 13:94-99

134. Smith H.O., Tomb J.-F. Dougherty B.A. Fleischman R.D, et a I. 1995 Frequency and distribution of DNA uptake signal sequences in the Haemophilus influenzae genome. Science. 269:538-540

135. Smith H., de Vos W., Bron S. 1983 Transformation in Bacillus subtilis: properties of DNA- binding- deficient mutants.! Bacteriol. V. 153.1: 12-20.;

136. Smith H., Wiersma K., Venema G., Bron S. 1984. Transformation in Bacillus subtilis: a 75000 dalton protein complex is involved in binding and entry of donor DNA. J. Bacteriol. V. 157.3: 733-738

137. Snyder, С. E. 1984 Bacteriophage T5 gene A2 protein alters the outer membrane of E. coli. J. Bacteriol. 160:1191-1195

138. Sparling Ph. 1966 Genetic transformation of Neisseria gonorrhoeae to streptomycin resistance J. Bacteriol. 92:1364-1371

139. Stein D.C. 1991 Transformation of Neisseria gonorrhoeae: physical requirements of the transforming DNA. Can. J. Microbiol. 37:345-349

140. Stengele, I., P. Bross, X. Garces, J. Giray, and I. Rasched. 1990. Dissection of functional domains in phage fd adsorption protein. J. Mol. Biol. 212:143-149

141. Stintzi, A., Barnes, C., Xu, J., and Raymond, K.N. 2000 Microbial iron transport via a siderophore shuttle: a membrane ion transport paradigm. PNAS. 97: 10691-10696.

142. Taketo A., Hayashi A. Kuno S. 1972 Sensitivity of Escherichia coli to viral nucleic acid. 4. Transfection of phage DNA to mutant thermosensitive in wall synthesis. J. Biochem. 71:513-518.

143. Thanabalu, T. Koronakis, F. Hughes, C. and Koronakis, V. 1998 Substrate-induced assembly of a contiguous channel for protein export from E. coli reversible bridging of an in-ner-membrane translocase to an outer-membrane exit pore. EMBO J. 17. 6487-6496;

144. Tomacz A. 1965 Control of the competent .state in Pneumococcus by a hormonelike cell product: an example for a new type of regulatorymechanism in bacteria. Nature. 208:155-159

145. Tomacz A. Mosser I. 1966 On the nature of the pneumococcal activator substance. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 55:58-66

146. Tomasz A. 1968. Biological consequences of the replacement of choline by ethanolamine in the cell wall of Pneumococcus: chain formation, loss of transformability, and loss of autolysis. Proc. Natl Acad. Sci. USA.V. 59.1: 86-93.

147. Vagner V., Claverys J.-P., Ehrlich S., Mejean V. 1990. Direction of DNA entry in competent cells of Bacillus subtilis. Mol. Microbiol. V. 4.12: 1785-1788

148. Van de Pol I., Veldhuisen G., Cohen I. 1961 Phage transformation: a new criterium for the biological activity of bacteriophage DNA. Bioch. Bioph. Acta. 48:417418

149. Van der Ley,P., P. deGraaff, J.Tomassen .1986, Shielding of Escherichia coli outer membrane proteins as receptors for bacteriophages and colicins by o-antigenic chains of lipopolysaccharide. J. Bacteriol. 168: 449-451.

150. Vosman В., Kuiken G., Venema G. 1988. Transformation in Bacillus subtilis: involvement of the 17-kilodaIton DNA-entry nucleease and the competence- specific 18-kilodalton protein. J. Bacteriol. V. 170. 8: 3703-3710

151. Wackernagel W. 1973 Genetic transformation in E. coli: the inhibitory role of the recBC DNAse. Bioch. Bioph. Res. Com. 51:306-311.

152. Webster, R.E. 1991 The tol gene products and the import of macromolecules into Escherichia coli. Mol. Microbiol. 5: 1005-1011

153. Whitfield. C. and Valvano. M.A. 1993 Biosynthesis and expression of cell-surface polysaccharides in gram-negative bacteria. Adv. Microb. Physiol. 35: 135- 246

154. Williams, N., Fox, D. K., Shea, C., and Roseman. S. 1986 Pel, the protein that permits X DNA penetration of Escherichia coli, is encoded by a gene in ptsM and is required for mannose utilizatoin by the phosphotransferase system. PNAS USA. 83:89348938

155. Wilson, G.G., Young, K.K.Y., Edlin, G.J., and Konigsberg, W. 1979 High frequency, generalized transduction by bacteriophage T4. Nature. 280: 80-82

156. Winans, S. C., S. J. Elledge, J. H. Krueger, and G. C. Walker. 1985. Site-directed insertion and deletion mutagenesis with cloned fragments in Escherichia coli. J. Bacteriol. 161:1219-1221

157. Young F., Tipper D., Strominger J. 1964. Autolysis of cell walls of Bacillus subtilis. Mechanism and possible relationship to competence. J. Biol. Chem. V 239. 4: 3600-3602.;

158. Zgurskaya, U.I. and Nikaido, H. 1999 AcrA is a highly asymmetric protein capable of spanning the periplasm. J. Mol. Biol. 285: 409 420

159. Zusheng, L., Clarke, J. and Beveridge, T. J. 1998 Gram-negative bacteria produce membrane vesicles which are capable of killing other bacteria. J. Bacteriol. 180:54785483

160. Крылов B.H. 2001. Фаготерапия с точки зрения генетики бактериофага: надежды, перспективы, проблемы безопасности, ограничения. Генетика, т.37, №7, с 869-887

161. Лихачева Н.А., Е.А. Хренова, С.П. Синеокий. 1990 Генетический контроль резистентности Escherichia coli К12 к фагу С1. «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология». 12: 12-15

162. Парийская А. А., Пухова Е. С. 1967 О "факторе компетентности" у Bacillus suutilis. Микробиология. 36:456-463.

163. Прозоров А.А. 1965. Влияние яичного лизоцима на проницаемость клеток Bacillus subtilis для трансформирующей ДНК. Доклю АН СССР. Т. 160. 2: 472-474

164. Прозоров А.А. 1987 Дифференцировка клеток и её регуляция при генетической трансформации у бактерий. Микробиология. 66:5-13.; 4.

165. Прозоров А.А. 1998 Поглощение ДНК бактериальной клеткой: естественный процесс и лабораторные приемы. Генетика. 34:581-592.

166. Прозоров А.А. 1988 Трансформация у бактерий. М.: Наука. 255с.; Хмель. И. А. 1999 Микроцины- пептидные антибиотики энтеробактерий: генетический контроль синтеза, структура, механизм действия. ГЕНЕТИКА. 35:516