Роль DUF1471-содержащего белка SrfN в адаптации Serratia marcescens к неблагоприятным условиям окружающей среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Елистратова Анна Анатольевна

• Елистратова Анна Анатольевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Елистратова Анна Анатольевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Механизмы защиты бактерий от неблагоприятных условий среды

1.1.1 Окислительный стресс и метаболизм железа

1.1.2 Кислотный стресс

1.1.3 Антимикробные препараты и биопленкообразование

1.2 Белки, содержащие домен с неизвестной функцией DUF1471

1.3. Serratia marcescens

1.3.1 Факторы вирулентности Serratia marcescens

1.3.2 Устойчивость к антибиотикам

1.3.3 Внеклеточные ферменты

1.3.4 ВиБ1471-содержащие белки S. marcescens

Заключение к обзору литературы

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Штаммы и условия культивирования

2.2 Чувствительность штаммов S. marcescens к перекиси водорода

2.3 Приготовление среды, содержащей метаболиты Serratia marcescens SM6

2.4 Термическая обработка и обработка протеиназой К

2.5 Фракционирование среды, содержащей метаболиты S. marcescens SM6

2.6 Идентификация низкомолекулярных белков в среде, содержащей метаболиты S. marcescens SM6

2.7 Детекция TBU67220 (SrfN) в среде, содержащей метаболиты S. marcescens SM6

2.8 Конструирование делеционного штамма AsrfN

2.9 Конструирование комплементационной плазмиды

2.10 Тест на подвижность

2.11 Тест на активность внеклеточных ферментов

2.12 Рост S. marcescens в среде с низким pH

2.13 Смешанное культивирование в присутствии перекиси водорода

2.14 Чувствительность мутанта AsrfN к перекиси водорода в присутствии экзогенного белка SrfN

2.15 Выделение РНК из образцов Serratia marcescens

2.17 Биоинформатический анализ полученных данных

2.18 ПЦР в реальном времени

2.19 Анализ данных

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Определение роли секретируемых метаболитов в защите штаммов Serratia marcescens к перекиси водорода

3.2 Определение размера метаболитов, поддерживающих рост штамма-индикатора при окислительном стрессе

3.3 Идентификация метаболитов, обеспечивающих защитный эффект от окислительного стресса, в низкомолекулярной фракции

3.4 Оценка влияния потери гена srfN на активность внеклеточных ферментов и подвижность штаммов S. marcescens

3.5 Определение роли белка SrfN в адаптации S. marcescens к росту в среде с низким pH

3.6 Определение роли белка SrfN в защите S. marcescens к от окислительного стресса

3.7 Определение концентрации белка SrfN, необходимой для защиты штаммов Serratia marcescens от окислительного стресса

3.8 Изменения в экспрессии генов дикого типа и мутантного штамма S. marcescens SM6 при росте в условиях пониженного pH

3.9. Подтверждение результатов экспрессии методом ПЦР в режиме реального времени

3.10. Анализ генов с измененной экспрессией

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Идентификация белка SrfN S. marcescens SM6 и его роль в физиологии бактерии

4.2. Влияние делеции гена srfN на транскриптом S. marcescens SM6 при росте в условиях пониженного pH

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Бактерии могут быстро адаптироваться к постоянно меняющейся среде с помощью ряда механизмов, включая секрецию вторичных метаболитов, пептидов и белков. Serratia marcescens, патоген с растущим клиническим значением из-за присущей ему устойчивости к нескольким классам антибиотиков, может вызывать множество инфекций у людей с ослабленным иммунитетом. Крайне важно определить дополнительные мишени для ингибирования роста бактерий, чтобы лучше контролировать распространение инфекций, вызванных S. marcescens.

Одним из механизмов адаптации бактерий к меняющимся условиям окружающей среды является секреция вторичных метаболитов, пептидов и белков. Однако о роли секреции низкомолекулярных белков в адаптации к выживанию в неблагоприятных условиях известно немного. Представители порядка Enterobacterales несут в геноме гены, кодирующие небольшие белки, содержащие домен DUF1471 с неизвестной функцией. Эти консервативные белки принадлежат к семейству PF07338, также известного как YhcN или BhsA/McbA. Ранее было показано, что белки из этого семейства вовлечены в различные клеточные процессы, такие, как адаптация к стрессу, образование биопленок, патогенез. Однако вклад подобных белков в адаптацию Serratia marcescens SM6 к стрессу неизвестен.

Целью работы явилось выяснение роли низкомолекулярного белка SrfN в стрессоустойчивости S. marcescens SM6.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Идентифицировать метаболиты, участвующие в защите S. marcescens от негативного воздействия перекиси водорода.

2. Установить роль низкомолекулярного белка SrfN с доменом DUF1471 в защите S. marcescens SM6 от оксидативного стресса и стресса, вызванного

понижением кислотности среды путем инактивации гена srfN.

5

3. Провести комплементацию мутантного штамма ^ marcescens SM6 по гену srfN и исследовать его фенотип.

4. Провести сравнительный анализ транскриптомов дикого типа marcescens SM6 и мутантного штамма с делецией по гену srfN в ответ на понижение кислотности среды.

Научная новизна работы.

Все результаты, описанные в диссертационной работе, получены впервые. Впервые был обнаружен и охарактеризован низкомолекулярный белок БгШ. Впервые было показано, что БгШ marcescens БМ6 защищает бактерию от оксидативного и кислотного стрессов. Впервые был проанализирован транскриптом 5. marcescens БМ6 с отсутствующим геном srfN, выращенной в условиях кислотного стресса.

Практическая значимость результатов.

5. marcescens - оппортунистический патоген из порядка Enterobacterales, способный поражать разные системы организма (дыхательную, кровеносную, выводящую и т.п.). 5. marcescens обладает природной устойчивостью к ряду антибиотиков, включая полимиксины. В связи с этим, крайне важно найти альтернативные способы борьбы с этими бактериями, не зависящие от применения антибиотиков. Бактерии часто подвергаются неблагоприятным воздействиям окружающей среды, следовательно, у них должны быть способы адаптироваться к этим изменениям. В частности, бактерии должны обладать способностью пережить оксидативный стресс, который испытывают при взаимодействии с нейтрофилами и фагоцитами на ранних этапах инфекции, и кислотный стресс, который переживают при прохождении через желудочно-кишечный тракт или при поглощении фагоцитами. Поиск дополнительных мишеней ингибирования роста 5. marcescens крайне важен в связи с множественной лекарственной устойчивостью этой бактерии, и обнаруженный

нами белок БгШ может стать одной из таких мишеней.

6

Положения, выносимые на защиту:

1. Низкомолекулярный белок SrfN участвует в защите Serratia marcescens SM6 от оксидативного и кислотного стрессов.

2. Транскриптомный анализ мутантного штамма AsrfN и дикого типа S. marcescens, выращенных в среде с низким pH, показал, что отсутствие белка SrfN изменяет экспрессию 220 генов, ответственных за регуляцию транскрипции и транспорта веществ.

Методология и методы исследования.

Для решения поставленных задач применяли методы биоинформатического анализа, а также адаптированные к работе с S. marcescens микробиологические, биохимические и молекулярно-генетические методы исследования. В работе использовались современные методы инактивирования генов грамотрицательных бактерий, метод высокоэффективного анализа низкомолекулярных соединений с помощью жидкостной хроматографии-тандемной масс-спектрометрии, а также сравнительный анализ экспрессии генов и метод ПЦР в реальном времени.

Достоверность результатов.

Представленные результаты проведенных исследований получены с использованием современной научно-технической базы. Достоверность проведенных экспериментов подтверждается многократным воспроизведением. Полученные экспериментальные данные статистически достоверны.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль DUF1471-содержащего белка SrfN в адаптации Serratia marcescens к неблагоприятным условиям окружающей среды»

Апробация работы.

Основные положения диссертации представлены на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019» (Москва, 2019), Конгрессе Федерации европейских микробиологических обществ (FEMS) (Белград, Сербия, 2020), Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021» (Москва, 2021),

Международной конференции, посвященной 100-летию кафедры микробиологии Казанского университета: «Микробиология: вчера, сегодня, завтра» (Казань, 2021), Международной научной студенческой конференции «МНСК-2023» (Новосибирск, 2023).

Место выполнения работы и личный вклад соискателя.

Работа выполнена на базе научно-исследовательской лаборатории «Агробиоинженерия» Казанского (Приволжского) федерального университета.

Автором диссертации, совместно с научным руководителем, определена основная цель исследования, поставлены задачи и сформулированы выводы. Личный вклад диссертанта заключался в анализе и обработке данных литературы, выполнении лабораторных исследований, получении и статистической обработке экспериментальных данных, подготовке публикаций.

Выделение и секвенирования РНК и проверка полученных результатов методом ПЦР в реальном времени, а также масс-спектрометрические исследования проводились на базе Междисциплинарного центра протеомных исследований КФУ.

Связь работы с научными программами.

Исследования выполнены в рамках Российской Правительственной Программы стратегического академического лидерства Казанского федерального университета «Приоритет-2023» и поддержаны грантом Российской фонда фундаментальных исследований № 20-34-90049 «Роль белка SrfN с доменом DUF1471 в физиологии Serratia marcescens» (исполнитель).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи и 9 тезисов.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю к.б.н., в.н.с. Л.М. Богомольной за постановку проблемы, всестороннюю поддержку, консультации и внимательное отношение к работе; д.б.н., профессору ИФМиБ М.Р. Шариповой за консультации и обсуждение результатов. Автор признателен коллегам из Междисципллинарного центра протеомных исследований КФУ А.В. Лайкову за проведение масс-спектрометрического анализа, И.А. Байчуриной и Е.А. Куприяновой за проведение секвенирования РНК и ПЦР в реальном времени. Автор выражает глубокую признательность всем сотрудникам кафедры микробиологии Казанского (Приволжского) федерального университета, сотрудникам научно-исследовательской лаборатории «Агробиотехнологии» за всестороннюю помощь и поддержку.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 15 рисунков, включает следующие разделы: «Введение», «Обзор литературы», «Материалы и методы», «Результаты исследований», «Обсуждение результатов», «Заключение» и список использованной литературы (196 наименований).

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Механизмы защиты бактерий от неблагоприятных условий среды

Микроорганизмы постоянно подвергаются воздействию меняющихся условий в своей естественной среде обитания как в планктонной форме, так и в микробных сообществах. Среди этих экологических изменений - ограничение доступа к питательным веществам, слишком низкая или слишком высокая температура, колебания pH среды, воздействие активных форм кислорода, изменения осмотической концентрации, радиация, чрезмерное количество супероксидов и тяжелых металлов. [Gao et al., 2011]. Выживание бактерий в окружающей среде во многом зависит от их способности к минимизации ущерба, наносимого стрессом. Реагируя на неблагоприятные условия окружающей среды, микроорганизмы воспринимают и передают экстраклеточные стимулы в виде специфических клеточных сигналов, и адаптируются к изменениям, изменяя экспрессию своих генов и активность белков ^ао et al., 2011].

1.1.1 Окислительный стресс и метаболизм железа

Оксидативный стресс грозит бактериальным клеткам, когда кислород присоединяет к себе одиночные электроны, что приводит к возникновению в среде частично восстановленных активных форм кислорода (АФК), к которым относятся анионы супероксида, перекись водорода и гидроксильные радикалы, которые могут повреждать клетки и вызывать их гибель. [Е7га1у et al., 2017]. Бактерии адаптируются к этому виду стресса разными методами. Большинство организмов вырабатывают каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы, представляющие собой ферменты, которые реагируют с вредными окислителями и превращают их в безвредные продукты, нейтрализуя их до того, как они нанесут ущерб клеточным компонентам [Е7га1у et al., 2017].

Одним из наиболее распространенных среди грамотрицательных бактерий

регулоном, активирующимся в ответ на оксидативный стресс и защищающим

бактерию, является фактор транскрипции OxyR, Белок OxyR состоит из двух

доменов: амино-концевого ДНК-связывающего домена и карбокси-концевого

10

регуляторного домена, содержащего консервативные остатки цистеина (Cys199 и Cys208), которые воспринимают перекись водорода [Silva et al., 2019]. Регулон OxyR в Escherichia coli состоит примерно из 40 генов, кодирующих ферменты, которые активируются в ответ на H2O2, восстанавливая окислительно-восстановительный баланс и из регуляторов, таких как регуляторная РНК OxyS. Перекись водорода активирует фактор транскрипции OxyR посредством окисления двух цистеинов и образования внутримолекулярной дисульфидной связи. Затем активированный OxyR индуцирует транскрипцию ряда генов, вовлеченных в защиту клеток от АФК, включая katG (ген гидропероксидазы I), ahpCF (ген алкилгидропероксидазы), dps (кодирует неспецифический ДНК-связывающий белок), gorA (ген глутатионредуктазы), grxA (ген глутаредоксина I) и oxyS (регуляторная РНК) [Zheng et al., 1999]. Несмотря на наличие общих генов, таких как kat, ahpC и dps, в целом регулоны OxyR различаются у разных бактерий, что позволяет предположить, что у бактерий развилась более специфическая реакция на этот стресс [Silva et al., 2019].

У грамположительных бактерий распространен аналог OxyR - регулон PerR. Он содержит большую часть тех же генов ответа на стресс, что и регулон OxyR [Helmann et al, 2003]. Оба фактора транскрипции индуцируют ферменты, нейтрализующие H2O2, однако, только регулон OxyR включает дисульфид-редуцирующие редоксины для восстановления уже поврежденных белков [Imlay, 2015; Seo et al., 2015; Fasnacht and Polacek, 2021].

Помимо OxyR/OxyS E. coli использует два последовательных фактора транскрипции - SoxR и SoxS - для защиты клеток от повышения концентрации супероксида. Сначала, в ответ на повышение уровня супероксида, активируется SoxR, и индуцирует транскрипцию SoxS. SoxS, в свою очередь, способствует транскрипции защитного регулона, включающего 25 белков, для предотвращения проникновения и накопления редокс-активных молекул в клетке [Blanchard et al., 2007; Seo et al., 2015]. Эти факторы используют не только E. coli - SoxR распространен также у других протеобактерий, а также актинобактерий, но SoxS

был обнаружен исключительно в семействе Enterobacteriaceae [Dietrich et al., 2008: Fasnacht and Polacek, 2021].

Существует тесная связь между метаболизмом железа и окислительным стрессом. Железо является незаменимым элементом для живых клеток и, вместе с марганцем, является важным кофактором для ферментов антиоксидантной защиты бактерий, например, каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы (СОД) [Horsburgh et al., 2001; Zheng et al., 1999]. С другой стороны, посредством реакции Фентона железо также способствует образованию гидроксильных радикалов, которые без разбора повреждают все клеточные компоненты. В результате эволюции клетки бактерий приобрели регуляторные системы, нацеленные на поглощение железа, достаточного для удовлетворения своих физиологических потребностей, и в то же время на минимизирование его токсичности [Zheng et al., 1999]. Эти металлозависимые белки объединяются в четыре различных семейства, представленных Fur (регулятор поглощения железа), DtxR (репрессор дифтерийного токсина), MerR (оперон устойчивости к ртути) и ArsR (оперон, защищающий бактерии от избыточной концентрации мышьяка) [Horsburgh et al., 2001].

В условиях избытка железа Fur подавляет экспрессию генов, участвующих в увеличении количества внутриклеточного железа, чтобы предотвратить перегрузку железом [Kim et al., 2016]. Большинство Fur-регулируемых генов активируется при низком уровне железа и подавляются репрессируются в условиях высокого уровня железа, высокий уровень железа также благоприятствуют ассоциации Fur с ДНК. Таким образом, Fur считается железозависимым репрессором [Zheng et al., 1999]. Гомеостаз цинка в бактериях достигается с помощью транскрипционных факторов, которые участвуют либо в поглощении ионов цинка, либо в его экспорте/внутриклеточной изоляции. Поглощение цинка регулируется белками-регуляторами его поглощения, Zur (регулятор транскрипции семейства Fur) или AdcR (семейство MarR/SlyA), а экспорт/изоляция - ZntR или членами семейств ArsR/SmtB. Эти

транскрипционные факторы регулируют внутриклеточную концентрацию ионов цинка, связываясь с доступным в клетке цинком, который затем может либо усиливать, либо уменьшать их способность связываться с ДНК, тем самым изменяя транскрипцию генов [Kandari et al., 2021]. Оба этих регулятора, Fur и Zur, широко распространены и у грамположительных, и у грамотрицательных бактерий [Kim et al., 2016]. За гомеостаз марганца в основном отвечает семейство транспортеров MntH и транспортер типа ABC (АТФ-связывающая кассета) MntABC [Bosma et al., 2021].

1.1.2 Кислотный стресс

Одним из наиболее важных параметров в окружающей среде, влияющих на рост бактерий, является концентрация протонов (H+), то есть pH. Особенные сложности возникают, если концентрация протонов высокая (кислотная среда или низкий pH). Такое может произойти из-за естественно протекающих геохимических процессов или посредством бактериальных метаболических процессов, которые приводят к накоплению органических кислот.

Бактерии обычно отвечают на кислотный стресс предотвращением падения внутриклеточного pH. Это достигается тремя способами [Foster, 2004; Krulwich et al., 2011; Lund et al., 2014]. Во-первых, поддержание рН достигается при помощи ферментативных реакций, которые потребляют протоны, например, реакции декарбоксилирования [Lund et al., 2014]. Во-вторых, клетки могут производить простые соединения, способные нейтрализовать низкий pH. Например, производство аммиака из мочевины. И в-третьих, многие бактерии удаляют протоны из клетки за счет потребления АТФ при помощи эффлюкс систем. Наконец, есть и специфичные способы защиты от кислотного стресса [Lund et al., 2014]. Например, модификация липидного состава цитоплазматической мембраны с целью уменьшить ее проницаемость для протонов, осуществляемая при помощи фермента циклопропансинтазы жирных кислот. Этот фермент преобразует существующие ненасыщенные жирные кислоты в циклопропановые жирные

кислоты (CFA), что изменяет физические свойства мембраны [Lund et al., 2020; Bianco et al., 2019].

Listeria monocytogenes и Escherichia coli полагаются на несколько систем декарбоксилирования для защиты клетки от резкого падения рН. Эти системы зависят от активности декарбоксилаз аминокислот, содержащих пиридоксаль-5'-фосфат (PLP), которые потребляют один протон и выделяют одну молекулу СО2 на каждую молекулу аминокислоты-субстрата, помогая тем самым поддерживать рН цитоплазмы. Эти системы декарбоксилирования включают глутаматдекарбоксилазу (GAD) и аргининдекарбоксилазу (ADI). E. coli также имеет две дополнительные системы декарбоксилирования аминокислот: лизиндекарбоксилазу CadA и орнитиндекарбоксилазу SpeF. [Feehily and Karatzas, 2013; Arcari et al., 2020]. Фермент GAD присутствует в самых разных организмах, в том числе у млекопитающий, в растениях. Однако, именно в микроорганизмах эта система связана в основном с устойчивостью к низким значениям рН, хотя была замечена и связь с другими стрессами. Система GAD является наиболее важным механизмом кислотоустойчивости у высокотолерантных к кислоте E. coli [Feehily and Karatzas, 2013].

Аргинин-зависимая система кислотоустойчивости E. coli состоит из индуцируемой снижением рН аргининдекарбоксилазы (AdiA) и аргинин/агматинового антипортера (AdiC), который меняет внеклеточный аргинин на внутриклеточный продукт декарбоксилирования агматин [Arcari et al., 2020]. Система GAD состоит из двух изоферментов, а именно GadA и GadB, и антипортера глутамата/у-аминомасляной кислоты (ГАМК) GadC [Arcari et al., 2020]. В периплазме также есть два белка-шаперона, HdeA и HdeB, которые транскрибируются как часть GadE-зависимого оперона, вовлеченного в адаптацию бактерий к низким значениям рН. HdeA и HdeB представляют собой небольшие а-спиральные белки, которые являются димерными при нейтральном рН, но диссоциируют на частично развернутые мономеры при низком рН и связываются с денатурированными кислотой белками-субстратами. По мере

увеличения pH HdeA и HdeB медленно высвобождают субстратные белки в конформации, способной к восстановлению исходной пространственной структуры. [Kanjee and Houry, 2013]. Гены gad активируются в стационарной фазе при выращивании клеток на богатой среде, а при выращивании клеток на минимальной среде при рН 5,5 активация также происходит в экспоненциальной фазе роста. Декарбоксилазы обладают оптимальной ферментативной активностью в условиях повышенной кислотности, и их активность резко снижается при повышении рН. Так, оптимальный рН GadA/B составляет 3,7-3,8, что указывает на то, что эти ферменты будут полностью активны в экстремально кислых условиях [Castanie-Cornet and Foster, 2001; Kanjee and Houry, 2013; Arcari et al., 2020].

E. coli также реагирует на стрессы изменениями в метаболизме, обеспечивающими защиту от низкого pH. Среди этих изменений —увеличение активности генов, участвующих в транспорте и метаболизме вторичных источников углерода. Эти источники углерода включают сахара (рибозу, арабинозу, фукозу), также их производные (галактит, сорбит, мелибиозу, маннит, глюконат), которые производят меньше кислот при метаболизме по сравнению с глюкозой, что полезно для клеток, испытывающих кислотный стресс [Kanjee and Houry, 2013]. Кроме того, существует прямое потребление внутриклеточных протонов для противодействия кислотному стрессу. Идентифицированы два основных класса таких систем: формиат-водород-лиазный (FHL) комплекс и пиридоксаль-5'-фосфат (pyridoxal phosphatase, РЬР)-зависимые системы кислотоустойчивости декарбоксилазы аминокислот [Kanjee and Houry, 2013].

1.1.3 Антимикробные препараты и биопленкообразование

Еще одним испытанием для бактерий являются антимикробные препараты. Самозащита является необходимым условием для любой бактерии, продуцирующей антибиотики. Большинство известных антибиотиков вырабатываются различными почвенными бактериями, например, представителями родов Streptomyces и Bacillus, а также некоторыми грибами, в

частности, представителями родов PeniciШum и Cephalosporium [Е1ветгеюЬ et al., 2022]. Кластеры генов биосинтеза антибиотиков (BGC) обычно содержат гены, кодирующие ферменты, необходимые как для биосинтетической сборки каркаса антибиотиков, так и для механизмов самозащиты ^епсе^шс7, 2019].

Самозащиту организмов-продуцентов антибиотиков обычно называют врожденной резистентностью, тогда как появление генов самозащиты у непродуцентов известно как приобретенная резистентность. Врожденная устойчивость характеризуется отсутствием у микроорганизмов мишени действия антибиотика или недоступностью мишени вследствие исходно низкой проницаемости клеточной стенки или ферментативной инактивации антимикробного агента. Такая устойчивость является видоспецифичной для бактерий. Приобретенная устойчивость возникает вследствие отбора микроорганизмов при действии антимикробного средства либо за счет возникновения мутаций хромосомной или плазмидной ДНК, либо путем горизонтального переноса генов устойчивости [Землянко с соавт., 2018]. Обычно клиническая устойчивость патогенов человека подпадает под категорию приобретенной устойчивости; однако патогены человека часто обладают врожденной устойчивостью к определенным антибиотикам. Приобретение внешнего гена не является строгим требованием для приобретенного механизма сопротивления. Кроме того, резистентность, вызванная однонуклеотидным полиморфизмом, приводящим к точечным аминокислотным мутациям в белке-мишени антибиотика, подпадает под категорию спонтанной резистентности ^епсе^шс7, 2019].

Большая часть приобретенной устойчивости к антибиотикам распространяется посредством горизонтального или латерального переноса генов между бактериями, часто из-за полимикробной природы инфекций и близости патогенов. Классическим примером горизонтального переноса генов, приводящего к устойчивости к антибиотикам, является плазмидно-опосредованная резистентность к колистину за счет мобильной резистентности к

колистину (mcr) у Enterobacteriaceae [Sionov and Steinberg, 2022]. Горизонтальный трансфер генов мультиустойчивости к антибиотикам внутри и между видами бактерий осуществляется в основном тремя основными генетическими механизмами: трансформацией, трансдукцией и конъюгацией. Так, основным механизмом переноса генов устойчивости к антибиотикам у Streptococcus pneumoniae, Helicobacter pylori, Campylobacter jejuni, Neisseria gonorrhoeae и Acetinobacter spp. является естественная трансформация, а у Staphylococcus aureus - трансдукция. Конъюгация, вероятно, является наиболее эффективным механизмом переноса, так как трансформация и трансдукция обычно зависят от гомологичной рекомбинации и репарации ДНК, что ограничивает успешный перенос ДНК родственным бактериям с достаточной гомологией между геномами донора и реципиента, конъюгация позволяет осуществлять перенос ДНК (включая гены ABR) без гомологичной рекомбинации. Плазмиды с особенно широким кругом хозяев позволяют распространять гены устойчивости от бактерии-донора даже к отдаленно родственным бактериям-реципиентам [Eisenreich et al., 2022].

Одной из самых продуктивных форм устойчивости к антибиотикам считается их ферментативная инактивация. Например, гидролазы расщепляют чувствительные к гидролизу химические связи, которые часто необходимы для биологической активности антибиотиков, а трансферазы совершают ковалентные модификации антибиотиков, таким образом ингибируя связывание антибиотика с мишенью [Schroeder et al., 2017; Wencewicz, 2019].

Активный выброс антибиотиков из бактерий так же играет важную роль как во врожденной, так и в приобретенной множественной лекарственной устойчивости. Он также взаимодействует с другими механизмами резистентности, такими как снижение проницаемости мембраны, ферментативная инактивация, изменение мишени антибиотика, значительно повышая уровни и профили резистентности [Li et al., 2015]. Бактериальные эффлюксные помпы развились как защитный механизм у грамположительных и грамотрицательных

бактерий для поддержания клеточного гомеостаза и коммуникации путем активного откачивания растворенных веществ, метаболитов, молекул, чувствительных к кворуму, и токсинов, особенно противомикробных соединений. Они являются активными переносчиками, которые опосредуют устойчивость к широкому спектру структурно разнообразных антибиотиков [Shirshikova et al., 2021; Schroeder et al., 2017].

Устойчивость к антибиотикам часто связана с формированием структуры сообщества биопленок. Образование биопленок является неотъемлемой частью патогенности (комбинации вирулентности и устойчивости к антибиотикам), и сильно регулируется сетью регуляции транскрипции [Schroeder et al., 2017]. Биопленки представляют собой сообщества бактерий, встроенные в гидратированную, преимущественно анионную матрицу бактериальных экзополимеров, которые улавливают другие компоненты бактерий или окружающей среды, включая белки, нуклеиновые кислоты, липиды, тейхоевые кислоты и прочие органические молекулы. Биопленки могут образовываться как на биотических поверхностях (соединительная ткань, слизь, эпителий, эндотелий, кишечник, сердечные клапаны, костный мозг и кожа), так и на абиотических поверхностях (протезы, имплантаты, стенты и катетеры). Бактерии в биопленках в 100-1000 раз более устойчивы к антибиотикам по сравнению с теми же бактериями в планктонном состоянии [Sionov and Steinberg, 2022].

Образование биоплёнок тесно связано с механизмом кворум-сенсинга -бактериальным способом «общения» между собой, который регулирует метаболическую активность клеток, способствует образованию биопленок и повышает вирулентность. Механизм кворум-сенсинга основан на координации клеточных действий в зависимости от плотности бактерий. В механизмах кворума отдельные бактерии выделяют химические сигнальные молекулы, аутоиндукторы. По мере увеличения концентрации бактерий, концентрация аутоиндукторов в ближайшем окружении также увеличивается и взаимодействует с рецепторами клеточных сигналов на окружающих бактериях. Таким образом,

сигнальная система кворум-сенсинга позволяет группам бактерий синхронно изменять поведение в ответ на изменения плотности популяции и видового состава местного сообщества, например, модифицировать свой профиль экспрессии генов в ответ на изменения условий окружающей среды, таких как нехватка питательных веществ, изменения температуры, рН, окислительный стресс, мембранный стресс, повышение концентрации антибиотиков и других токсических веществ. Это дает бактериям избирательное преимущество в выживании в различных неблагоприятных условиях. [Mukherjee and Bassler, 2019; Sionov and Steinberg, 2022].

У грамотрицательных бактерий в роли аутоиндукторов выступают ацил-гомосеринлактоны (AHL), которые являются продуктами аутоиндукторных синтаз LuxI-типа. Эти небольшие молекулы детектируются родственными цитоплазматическими белками LuxR, которые при связывании с партнером-аутоиндуктором связываются с ДНК и активируют транскрипцию генов-мишеней, отвечающих за кворум сенсинг. Грамположительные бактерии взаимодействуют преимущественно с короткими пептидами, которые часто содержат химические модификации. Эти сигнальные пептиды распознаются мембраносвязанными двухкомпонентными сенсорными гистидин киназами. Передача сигнала происходит за счет каскадов фосфорилирования, которые в конечном итоге воздействуют на ДНК-связывающие факторы транскрипции, ответственные за регуляцию генов-мишеней [Bassler and Losick, 2006; Papenfort and Bassler, 2016].

Типичная сенсорная гистидин киназа состоит из двух доменов: вариабельного N-концевого сенсорного домена и консервативного С-концевого домена, который взаимодействует с регулятором ответа. В свою очередь регулятор ответа содержит один консервативный N-концевой домен-получатель и один вариабельный С-концевой эффекторный домен. При стимуляции сенсорный белок катализирует аутофосфорилирование в консервативном остатке гистидина с использованием фосфорильной группы аденозинтрифосфата (АТФ). Затем высокоэнергетическая фосфорильная группа перемещается в консервативный

остаток аспартата регулятора ответа, потенциально изменяя его способность нацеливаться на последовательности ДНК [Wang, 2012; Tiwari et al., 2017].

При стрессе, вызванном антибиотиками, двухкомпонентные системы защищают бактерию одним из следующих способов: модификацией клеточной поверхности, снижением инфлюкса или усилением эффлюкса препаратов, активацией ферментов, разлагающих антибиотики, а также задействованием альтернативных форм устойчивости к антибиотикам, например, образование биопленок [Tierney and Rather, 2019]. Помимо защиты от антибиотиков, двухкомпонентные системы также принимают участие в ответе клеток на прочие стрессовые условия окружающей среды. Так, в ответ на опасное повышение ионов металла, у E. coli активируется система BasRS, активируя продуцирование мембранных транспортеров металла. Эта же система у E. coli реагирует на умеренный кислотный стресс, индуцируя гены aceF и aceE, которые являются частью оперона пируватдегидрогеназы, что в конечном итоге приводит к усилению метаболизма ацетата. Подобные системы реагируют на повышение концентрации других металлов. Так, двухкомпонентная система CusRS у E. coli and Klebsiella pneumoniae улавливает положительно заряженные ионы меди и серебра и передает их внутреннему регулятору ответа CusR, который, в свою очередь, активирует транскрипцию кластера генов cusCFBA. Этот оперон кодирует трехкомпонентную эффлюксную помпу, которая позволяет удалять ионы металлов, когда их концентрация превышает клеточный порог [Shaw et al., 2022].

Двухкомпонентный регулятор RssB E. coli контролирует сигма-фактор стресса RpoS, который индуцируется при входе в стационарную фазу и в ответ на множественные стрессовые состояния. Сигма фактор RpoS является главным регулятором общей реакции на стресс у Escherichia coli. Он представляет собой сигма-субъединицу РНК-полимеразы и присутствует в очень низких количествах в быстро растущих клетках, не испытывающих никаких стрессов. Однако, в ответ на стрессовые состояния, RpoS быстро и резко индуцируется, координируя

транскрипцию генов, связанных с защитой от стрессов окружающей среды, таких как высокая осмолярность, свободные радикалы кислорода, низкая температура и другие [Hengge, 2008; Mata et al., 2017].

Помимо описанных выше механизмов защиты бактерий от внешнего стресса, существуют также менее изученные к настоящему моменту белки. Одними из из таких белков, перспективных для изучения в связи с их консервативным статусом, широким распространением среди бактерий, а также до конца не изученной функцией, являются белки, содержащие DUF-домены, в частности, домен DUF147.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Елистратова Анна Анатольевна, 2024 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Achard, M. E. S. An antioxidant role for catecholate siderophores in Salmonella [Text] / M. E. S. Achard, K. W. Chen, M. J. Sweet, R. E. Watts, K. Schroder, M. A. Schembri, A. G. McEwan // Biochem J . - 2013. - V. 454(3). - P. 5439.

2. Adler, C. The alternative role of enterobactin as an oxidative stress protector allows Escherichia coli colony development [Text] / C. Adler, N. S. Corbalan, D. R. Peralta, M. F. Pomares, R. E. de Cristóbal, P. A. Vincent // PLoS One. - 2014. -V. 9(1).

3. Asha, H., Gowrishankar, J. Regulation of kdp operon expression in Escherichia coli: evidence against turgor as signal for transcriptional control [Text] // J.Bacteriol. - 1993. - V. 175. - P. 4528-4537.

4. Almagro Armenteros, J.J. SignalP 5.0 improves signal peptide predictions using deep neural networks [Text] / J.J. Almagro Armenteros, K. D. Tsirigos, C. K. S0nderby, T. N. Petersen, O. Winther, S. Brunak, G. von Heijne, H. Nielsen // Nat Biotechnol. - 2019. - V. 37(4). - P. 420-423.

5. Anderson, M.T. Capsule Production and Glucose Metabolism Dictate Fitness during Serratia marcescens Bacteremia [Text] / M.T. Anderson, L.A. Mitchell, L. Zhao, H.L.T. Mobley // mBio. - 2017. - V. 23(3). - e00740-17. doi: 10.1128/mBio.00740-17.

6. Angerer, A. Nucleotide sequences of the sfuA, sfuB, and sfuC genes of Serratia marcescens suggest a periplasmic-binding-protein-dependent iron transport mechanism [Text] / A. Angerer, S. Gaisser, V. Braun // J Bacteriol. - 1990. - V. 172(2). - P. 572-578.

7. Angerer, A. Iron transport systems of Serratia marcescens / A. Angerer, B. Klupp, V. Braun // J Bacteriol. - 1992. - V. 174(4). - P. 1378-1387.

8. Arcari, T. Comparative Review of the Responses of Listeria monocytogenes and Escherichia coli to Low pH Stress [Text] / T. Arcari, M.L. Feger, D.N. Guerreiro, J. Wu, C.P. O'Byrne // Genes (Basel). - 2020. - V. 11(11). doi: 10.3390/genes11111330.

9. Aucken, H. M. Antibiotic resistance and putative virulence factors of Serratia marcescens with respect to O and K serotypes [Text] / H. M. Aucken, T. L. Pitt // J. Med. Microbiol. - 1998. - V.47. - P. 1105-1113.

10. Azriel, S. The Stringent Response Regulator DksA Is Required for Salmonella enterica Serovar Typhimurium Growth in Minimal Medium, Motility, Biofilm Formation, and Intestinal Colonization [Text] / S. Azriel, A. Goren, G. Rahav, O. Gal-Mor // Infect Immun. - 2016. - V. 84(1). - P. 375-384.

11. Ballal, A. The Kdp-ATPase system and its regulation [Text] / A. Ballal, B. Basu, S.K. Apte // Journal of Biosciences. - 2007. - V. 32. - P. 559-568.

12. Bateman A. DUFs: families in search of function [Text] / A. Bateman, P. Coggill, R. D. Finn // Acta Cryst. - 2010. - V. (66). - P. 1148-1152.

13. Bao, X. Factors Influencing the Competition between Streptococcus Oligofermentans and Streptococcus Mutans in Dual-Species Biofilms [Text] / X. Bao, J. Yang, J. J. De Soet, H. Liu, X. Gao, C. Van Loveren, et al // Caries Res. - 2017. - V. 51. - P. 507-514.

14. Bay, D.C. Secondary multidrug efflux pump mutants alter Escherichia coli biofilm growth in the presence of cationic antimicrobial compounds [Text] / D.C. Bay, C.A. Stremick, C.J. Slipski, R.J. Turner // Res Microbiol. - 2017. - V. 168(3). - P. 208221. doi: 10.1016/j.resmic.2016.11.003.

15. Bassler, B.L., Losick, R. Bacterially speaking [Text] // Cell. - 2006. - V. 21(2). - P. 237-246. doi: 10.1016/j.cell.2006.04.001.

16. Begic, S., Worobec, E.A. The role of the Serratia marcescens SdeAB multidrug efflux pump and TolC homologue in fluoroquinolone resistance studied via gene-knockout mutagenesis [Text] // Microbiology. - 2008. - V. 154. - P. 454-461.

17. Bekhit, A. The role of OmpC and OmpF in acidic resistance in Escherichia coli [Text] / A. Bekhit, T. Fukamachi, H. Saito, H. Kobayashi // Biol Pharm Bull. -2011. - V.34(3). - P. 330-334. doi: 10.1248/bpb.34.330.

18. Beliaeva, M.I. Nucleic acids utilized as the main source of bacterial

nutrition [Text] / M.I. Beliaeva, M.N. Kapranova, M.I Vitol, I.A. Golubenko, I.B.

Leshchinskaia // Mikrobiologiia. - 1976. - V. 45. - P. 420-424.

102

19. Benedik, M. J., Strych, U. Serratia marcescens and its extracellular nuclease [Text] // FEMS Microbiology Letters. - 1998.

20. Bessaiah, H. What Flips the Switch? Signals and Stress Regulating Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli Type 1 Fimbriae (Pili) [Text] / H. Bessaiah, C. Anamale, J. Sung, C.M. Dozois // Microorganisms. - 2021. - V. 21(1). doi: 10.3390/microorganisms 10010005.

21. Beuzon, C.R. pH-dependent secretion of SseB, a product of the SPI-2 type III secretion system of Salmonella typhimurium [Text] / C. R. Beuzon, G. Banks, J. Deiwick, M. Hensel, D. W. Holden // Mol Microbiol. - 1999. - V. 33(4). - P. 806-816.

22. Bianco, C.M. Bacterial Cyclopropane Fatty Acid Synthase mRNA Is Targeted by Activating and Repressing Small RNAs [Text] / C.M. Bianco, K.S. Fröhlich, C.K. Vanderpool // J Bacteriol. - 2019. - V. 6(19). - e00461-19. doi: 10.1128/JB.00461-19.

23. Bogomolnaya, L.M. Linearized siderophore products secreted via MacAB efflux pump protect Salmonella enterica serovar Typhimurium from oxidative stress [Text] / L.M. Bogomolnaya, R. Tilvawala, J.R. Elfenbein, J.D. Cirillo, H.L. Andrews-Polymenis // mBio. - 2020. - V. 11(3).

24. Bogomolnaya, L.M. The ABC-type efflux pump MacAB protects Salmonella enterica serovar typhimurium from oxidative stress [Text] / L.M. Bogomolnaya, K. D. Andrews, M. Talamantes, A. Maple, Y. Ragoza, A. Vazquez-Torres, H. Andrews-Polymenis // MBio. - 2013. - V. 4(6).

25. Bosma, E.F. Regulation and distinct physiological roles of manganese in bacteria [Text] / FEMS Microbiol Rev. - 2021. - V. 23(6). - fuab028. doi: 10.1093/femsre/fuab028.

26. Blanchard, J. L. Rapid Changes in Gene Expression Dynamics in Response to Superoxide Reveal SoxRS-dependent and Independent Transcriptional Networks [Text] / J. L. Blanchard, W. Y. Wholey, E. M. Conlon, P. J. Pomposiello // PLoS One. - 2007.

27. Blattner F. R. The complete genome sequence of Escherichia coli K-12 [Text] / F. R. Blattner et al // Science. - 1997. - V. 277. P. 1453-1462

103

28. Datsenko, K. A., Wanner, B. L. One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K-12 using PCR products [Text] // PNAS. - 2000. - V. 97(12).

- P. 6640-6645.

29. Castanie-Cornet, M.P. Foster, J.W. Escherichia coli acid resistance: cAMP receptor protein and a 20 bp cis-acting sequence control pH and stationary phase expression of the gadA and gadBC glutamate decarboxylase genes [Text] // Microbiology. - 2001. - V. 147. - P. 709-715.

30. Coulthurst, S. J. Metabolic and regulatory engineering of Serratia marcescens: mimicking phage-mediated horizontal acquisition of antibiotic biosynthesis and quorum-sensing capacities [Text] / S. J. Coulthurst, N. R. Williamson, A. K. Harris, D. R. Spring, G. P. Salmond // Microbiology. - 2006. - V. 152. - P. 1899-1911.

31. Deng, K. Functional analysis of ycfR and ycfQ in Escherichia coli O157:H7 linked to outbreaks of illness associated with fresh produce [Text] / K. Deng, S. Wang, X. Rui, W. Zhang, M. L. Tortorello // Appl Environ Microbiol. - 2011. - V. 77(12). - P. 3952-3959 .

32. Dietrich, L. E. P. Redoxactive Antibiotics Control Gene Expression and Community Behavior in Divergent Bacteria [Text] / L. E. P. Dietrich, T. K. Teal, A. Price-Whelan, D. K. Newman // Science. - 2008. - V. 321. - P. 1203-1206.

33. Donlan, R. M. Biofilm formation: a clinically relevant microbiological process [Text] // Clin Infect Dis. - 2001. - V. 33(8). - P. 1387-1392.

34. Encyclopedia of Food Microbiology 2nd Edition [Text] // C. Batt, P. Patel.

- 2nd Ed. - US: Academic Press, - 2014. - 3248 p.

35. Eisenreich, W. Link Between Antibiotic Persistence and Antibiotic Resistance in Bacterial Pathogens [Text] / W. Eisenreich, T. Rude, J. Heesemann, W. Goebe // Front Cell Infect Microbiol. - 2022. - V. 12. doi.org/10.3389/fcimb.2022.900848.

36. Eletsky A. Structural and Functional Characterization of DUF1471 Domains of Salmonella Proteins SrfN, YdgH/SssB, and YahO [Text] / A. Eletsky et al. // PLoS One. - 2014. - V. 9(7).

37. Elistratova A. A. Serratia marcescens DUF1471-Containing Protein SrfN Is Needed for Adaptation to Acid and Oxidative Stresses [Text] / A. A. Elistratova, L. E. Matrosova, I. V. Khilyas, T. V. Shirshikova, I. V. Danilova, A. V. Laikov, Y. D. Romanova, C. G. Sierra-Bakhshi, M. R. Sharipova, L. M. Bogomolnaya // mSphere. -2022. - V. 21(6). - e0021222. doi: 10.1128/msphere.00212-22.

38. Ezraty, B. Oxidative stress, protein damage and repair in bacteria [Text] /

B. Ezraty, A. Gennaris, F. Barras, J.F. Collet // Nat Rev Microbiol. - 2017. - V. 15(7). -P. 385-396. doi: 10.1038/nrmicro.2017.26.

39. Fasnacht M., Polacek N. Oxidative Stress in Bacteria and the Central Dogma of Molecular Biology [Text] // Front. Mol. Biosci. - 2021.

40. Feehily, C., Karatzas, K.A.G. Role of glutamate metabolism in bacterial responses towards acid and other stresses [Text] // J Appl Microbiol. - 2013. - V. 114(1). - P. 11-24. doi: 10.1111/j.1365-2672.2012.05434.x.

41. Fink R. C. Transcriptional Responses of Escherichia coli K-12 and O157:H7 Associated with Lettuce Leaves [Text] / R. C. Fink, E. P. Black, Z. Hou, M. Sugawara, M. J. Sadowsky, F. Diez-Gonzalez // Appl Environ Microbiol. - 2012. - V. 78(6). - P. 1752-1764.

42. Finn, R. D. The Pfam protein families database [Text] / R. D. Finn, J. Tate, J. Mistry, P. C. Coggill, S. J. Sammut, H. R. Hotz, G. Ceric, K. Forslund, S. R. Eddy, E. L. Sonnhammer, A. Bateman // Nucleic Acids Res. - 2008.

43. Flemming, H. C. Biofilms: an emergent form of bacterial life [Text] / H.

C. Flemming, J. Wingender, U. Szewzyk, P. Steinberg, S. A. Rice, S. Kjelleberg // Nat Rev Micro. - 2016. - V. 14(9). - P. 563-75.

44. Foster J. W. Escherichia coli acid resistance: tales of an amateur acidophile [Text] // Nat. Rev. Microbiol. - 2004. - V. 2. - P. 898-907.

45. Furman, R. pH Dependence of the Stress Regulator DksA [Text] / R. Furman, E.M. Danhart, M. NandyMazumdar, C. Yuan, M.P. Foster, I. Artsimovitch // PLoS One. - 2015. - V. 23(3). - e0120746. doi: 10.1371/journal.pone.0120746.

46. Gao, H. Coping with the environment: how microbes survive environmental challenges [Text] / H. Gao, T. Weitao, Q. He // Int J Microbiol. - 2011. -e379519. doi: 10.1155/2011/379519.

47. Givskov, M. Cloning and expression in Escherichia coli of the gene for extracellular phospholipase A1 form Serratia liquefaciens [Text] / M. Givskov, L. Olsen, S. Molin // J. Bacteriol. - 1988. - V. 170. - P. 5855-5862.

48. Goldring, J.P. Spectrophotometric methods to determine protein concentration [Text] / Methods Mol Biol. - 2015. - V. 1312. - P. 41-47.

49. Gonzalez-Escobedo G., Gunn J. S. Identification of Salmonella enterica Serovar Typhimurium Genes Regulated during Biofilm Formation on Cholesterol Gallstone Surfaces [Text] / G. Gonzalez-Escobedo, J. S. Gunn // Infect Immun. - 2013. - V. 81(10). - P. 3770-3780.

50. Grimont, F. The genus Serratia [Text] / F. Grimont, P. A. D. Grimont // The prokaryotes. - 3rd Ed. - NY: Springer Science and Business Media. - 2006. - P. 219-244.

51. Guzman L.M. Tight Regulation, Modulation, and High-Level Expression by Vectors Containing the Arabinose pBAD Promoter [Text] / L.M. Guzman, D. Belin, M. J. Carson, J. Beckwith // J Bacteriol. - 1995. - V. 177(14). - P. 4121-4130.

52. Hancock V. Functional genomics of probiotic Escherichia coli Nissle 1917 and 83972, and UPEC strain CFT073: comparison of transcriptomes, growth and biofilm formation [Text] / V. Hancock, R. Munk Vejborg, P. Klemm // Mol Genet Genomics. - 2010. - V. 284. - P. 437-454.

53. Hamdallah I. Experimental Evolution of Escherichia coli K-12 at High pH and with RpoS Induction [Text] / I. Hamdallah, N. Torok, K. M. Bischof, N. Majdalani, S. Chadalavada, N. Mdluli, K. E. Creamer, M. Clark, et al // Appl Environ Microbiol. - 2018. - V. 84(15).

54. Helmann, J. D. The Global Transcriptional Response of Bacillus subtilis to Peroxide Stress is Coordinated by Three Transcription Factors [Text] / J. D. Helmann, M. F. W. Wu, A. Gaballa, P. A. Kobel, M. M. Morshedi, P. Fawcett, et al // J. Bacteriol. - 2003. - V. 185. - P. 243-253.

55. Hengge, R. The two-component network and the general stress sigma factor RpoS (sigma S) in Escherichia coli [Text] // Adv Exp Med Biol. - 2008. - V. 631.

- P. 40-53. doi: 10.1007/978-0-387-78885-2_4.

56. 31. Hertle, R. The family of Serratia type pore forming toxins [Text] // Curr. Protein Pept. Sci. - 2005. - V.6. - P. 313-325.

57. Horng Y. T. A protein containing the DUF1471 domain regulates biofilm formation and capsule production in Klebsiella pneumoniae [Text] / Y. T. Horng, N. Sari, D. Panjaitan, H. J. Chang, Y.H. Wei, C. C. Chien, H. C. Yang, H. Y. Chang, P. C. Soo // J Microbiol Immunol Infect. - 2021.

58. Horsburgh, M.J. PerR controls oxidative stress resistance and iron storage proteins and is required for virulence in Staphylococcus aureus [Text] / M.J. Horsburgh, , M.O. Clements, H. Crossley, E. Ingham, S.J. Foster // Infect Immun. - 2001. - V. 69(6). - P. 3744-3754. doi: 10.1128/IAI.69.6.3744-3754.2001.

59. Huang, C. Stringent Response Factor DksA Contributes to Fatty Acid Degradation Function to Influence Cell Membrane Stability and Polymyxin B Resistance of Yersinia enterocolitica [Text] / C. Huang, W. Li, J. Chen // Int J Mol Sci.

- 2023. - V. 26(15). doi: 10.3390/ijms241511951.

60. Ibanez-Ruiz M. Identification of RpoS (aS)-regulated genes in Salmonella enterica serovar Typhimurium [Text] / M. Ibanez-Ruiz, V. Robbe-Saule, D. Hermant, S. Labrude, F. Norel // J Bacteriol. - 2000. - V. 182. - P. 5749-5756.

61. Imlay, J. A. A Metabolic Enzyme that Rapidly Produces Superoxide, Fumarate Reductase of Escherichia coli [Text] // J. Biol. Chem. - 1995. - V. 270. - P. 19767-19777.

62. Imlay, J. A. Cellular Defenses against Superoxide and Hydrogen Peroxide [Text] / Annu. Rev. Biochem. - 2008. - V. 77. - P. 755-776.

63. Imlay, J. A. The Molecular Mechanisms and Physiological Consequences of Oxidative Stress: Lessons from a Model Bacterium [Text] // Nat. Publ. Gr. - 2013. -V. 11. - P. 443-454.

64. Imlay, J. A. Transcription Factors that Defend Bacteria against Reactive Oxygen Species [Text] // Annu. Rev. Microbiol. - 2015. - V. 69. - P. 93-108

107

65. 37. Imlay, J. A. Where in the World Do Bacteria Experience Oxidative Stress? [Text] // Environ. Microbiol. - 2019. - V. 21. - P. 521-530.

66. Jacquamet, L. Structural Characterization of the Active Form of PerR: Insights into the Metal-Induced Activation of PerR and Fur Proteins for DNA Binding [Text] / L. Jacquamet, D. A. K. Traore, J. L. Ferrer, O. Proux, D. Testemale, J. L. Hazemann, et al // Mol. Microbiol. -2009. - V. 73. - P. 20-31.

67. Jenney Jr, F. E. Anaerobic microbes: oxygen detoxification without superoxide dismutase [Text] / F. E. Jenney Jr, M. F. J. M. Verhagen, X. Cui, M. W. W. Adams // Science. - 1999. - V. 286. - P. 306-309.

68. Kammel, M. FocA and its central role in fine-tuning pH homeostasis of enterobacterial formate metabolism [Text] / M. Kammel, C. Pinske, R.G. Sawers // Microbiology (Reading). - 2022. - V. 168(10). doi: 10.1099/mic.0.001253.

69. Kandari, D. Zur: Zinc-Sensing Transcriptional Regulator in a Diverse Set of Bacterial Species [Text] / D. Kandari, H. Joshi, R. Bhatnagar // Pathogens. - 2021. -V. 15(3). doi: 10.3390/pathogens10030344.

70. Kanjee, U., Houry, W.A. Mechanisms of acid resistance in Escherichia coli [Text] // Annu Rev Microbiol. - 2013. - V. 67. - P. 65-81. doi: 10.1146/annurev-micro-092412-155708.

71. Kamaletdinova, L. K. Inactivation of Chromosomal Genes in Serratia marcescens [Text] / L. K. Kamaletdinova, E. K. Nizamutdinova, T. V. Shirshikova, I. M. Skipina, L. M. Bogomolnaya // BioNanoSci. - 2016. - V. 6. - P. 376-378.

72. Kelley, L.A. The Phyre2 web portal for protein modeling, prediction and analysis [Text] / L.A. Kelley, S. Mezulis, C. M. Yates, M. N. Wass, M. J. E. Sternberg // Nat Protoc. - 2015. - V. 10(6). - P. 845-58.

73. Khilyas I.V. Production of Siderophores by Serratia marcescens and the Role of MacAB Efflux Pump in Siderophores Secretion [Text] / I.V. Khilyas, T.V. Shirshikova, L.E. Matrosova, A.V. Sorokina, M.R. Sharipova, L.M. Bogomolnaya // BioNanoSci. - 2016. - V. 6(4). - P. 480-482.

74. Khilyas, I.V. Genome Sequence of Pigmented Siderophore-Producing

Strain Serratia marcescens SM6 [Text] / I.V. Khilyas, K.A. Tursunov, T.V.

108

Shirshikova, L.K. Kamaletdinova, L.E. Matrosova, P.T. Desai, M. McClelland, L.M. Bogomolnaya // Microbiol Resour Announc. - 2019.

75. Kidwai, A.S. Diverse secreted effectors are required for Salmonella persistence in a mouse infection model [Text] / A.S. Kidwai, I. Mushamiri, G. S. Niemann, R.N. Brown, J. N. Adkins, F. Heffron // PloS one. - 2013. - V. 8.

76. Kim S. A Small Periplasmic Protein with a Hydrophobic C-Terminal Residue Enhances DegP Proteolysis as a Suicide Activator [Text] / S. Kim, I. Song, G. Eom, S. Kim // J Bacteriol. - 2018.

77. Kim S., Yoon H. Roles of YcfR in Biofílm Formation in Salmonella Typhimurium ATCC 14028 [Text] / S. I. Kim, H. Yoon // Mol Plant Microbe Interact. -2019. - V. 32(6). - P. 708-716.

78. Kim S. I. öS-Mediated Stress Response Induced by Outer Membrane Perturbation Dampens Virulence in Salmonella enterica serovar Typhimurium [Text] / S. Kim, E. Kim, H. Yoon // Front Microbiol. - 2021. - V. 12.

79. Kim, J.H. Bacillus licheniformis Contains Two More PerR-Like Proteins in Addition to PerR, Fur, and Zur Orthologues [Text] / J.H. Kim, C.J. Ji, S.Y. Ju, Y.M. Yang, S.H. Ryu, Y. Kwon, Y.B. Won, Y.E. Lee, H. Youn, J.W. Lee // PLoS One. -2016. - V. 13(5). - e0155539. doi: 10.1371/journal.pone.0155539.

80. Korshunov, S., Imlay, J. A. Two Sources of Endogenous Hydrogen Peroxide in Escherichia coli [Text] // Mol. Microbiol. - 2010. - V. 75. - P. 1389-1401

81. Krulwich T. A. Molecular aspects of bacterial pH sensing and homeostasis [Text] / T. A. Krulwich, G. Sachs, E. Padan // Nat. Rev. Microbiol. - 2011. - V. 9. - P. 330-343.

82. Kurz, C. L. Virulence factors of the human opportunistic pathogen Serratia marcescens identified by in vivo screening [Text] // EMBO J. - 2003. -V. 22. -P. 1451-1460.

83. Kussmaul, L., Hirst, J. The Mechanism of Superoxide Production by NADH: ubiquinone Oxidoreductase (Complex I) from Bovine Heart Mitochondria [Text] // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2006. - V. 103. - P. 7607-7612.

84. Kyle, J.L. Transcriptome analysis of Escherichia coli O157:H7 exposed to lysates of lettuce leaves [Text] / J.L. Kyle, C.T. Parker, D. Goudeau, M.T. Brandl // Appl Environ Microbiol. - 2010. - V. 76. - P. 1375-1387.

85. Labbate, M. Quorum sensing-controlled biofilm development in Serratia liquefaciens MG1 [Text] / M. Labbate, , S. Y. Queck, K. S. Koh, S. A. Rice, M. Givskov, S. Kjelleberg // J. Bacteriol. - 2004. - V. 186. - P. 692-698.

86. Lachica, R.V.F. Metachromatic Agar-Diffusion Methods for Detecting Staphylococcal Nuclease Activity [Text] / R.V.F. Lachica, C. Genigeorgis, P.D. Hoeprich // Appl Microbiol. - 1971. - V. 21(4). - P. 585-587.

87. Lai, H. C. The RssAB two-component signal transduction system in Serratia marcescens regulates swarming motility and cell envelope architecture in response to exogenous saturated fatty acids [Text] // J. Bacteriol. - 2005. - V. 187. - P. 3407-3414.

88. Laupland, K. B. Population-based laboratory surveillance for Serratia species isolates in a large Canadian health region [Text] // Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. - 2008. - V.27. - P. 89-95.

89. Lazarus E. J. A Genome-Scale Antibiotic Screen in Serratia marcescens Identifies YdgH as a Conserved Modifier of Cephalosporin and Detergent Susceptibility [Text] / E.J. Lazarus, A. R. Warr, K. A. Westervelt, D. C. Hooper, M. K. Waldorb // Antimicrob Agents Chemother. - 2021. - V. 65(12).

90. Lee, Y.H. CadC has a global translational effect during acid adaptation in Salmonella enterica serovar Typhimurium / Y.H. Lee, B.H. Kim, J.H. Kim, W.S. Yoon, S.H. Bang, Y. K. Park // J Bacteriol. - 2007. - V. 189(6). - 2417-25. doi: 10.1128/JB.01277-06.

91. Lee J. Identification of stress-related proteins in Escherichia coli using the pollutant cis-dichloroethylene [Text] / J. Lee, S. R. Hiibel, K. F. Reardon, T. K. Wood // J Appl Microbiol. - 2010. - V. 108(6). - P. 2088-2102.

92. Li, H. Differential Gene Expression in Response to Hydrogen Peroxide and the Putative PerR Regulon of Synechocystis Sp. Strain PCC 6803 [Text] / H. Li, A.

K. Singh, L. M. McIntyre, L. A. Sherman // J. Bacteriol. - 2004. - V. 186. - P. 33313345.

93. Li, Z. RNA-seq analyses of antibiotic resistance mechanisms in Serratia marcescens [Text] / Z. Li, M. Xu, H. Wei, L. Wang, M. Deng // Mol Med Rep. - 2019. -V. 20(1). P. 745-754.

94. Li, X.Y. Gene cloning, sequence analysis, purification and secretion by Escherichia coli of an extracellular lipase from Serratia marcescens [Text] / X.Y. Li, S. Tetling, U.K. Winkler, K.E. Jaeger, M.J. Benedik // Appl. Environ. Microbiol. - 1995. -V. 61. - P. 2674-2680.

95. Li, X.Z. The challenge of efflux-mediated antibiotic resistance in Gramnegative bacteria / X.Z. Li, P. Plesiat, H. Nikaido // Clin Microbiol Rev. - 2015. - V. 28(2). - P. 337-418. doi: 10.1128/CMR.00117-14.

96. Li, X., Imlay, J. A. Improved Measurements of Scant Hydrogen Peroxide Enable Experiments that Define its Threshold of Toxicity for Escherichia coli [Text] // Free Radic. Biol. Med. - 2018. - V. 120. - P. 217-227.

97. Lin, C. S. RssAB-FlhDC-ShlBA as a major pathogenesis pathway in Serratia marcescens [Text] // Infect. Immun. - 2010. - V. 78. - P. 4870-4881.

98. Liu, X. Characterization of two quorum sensing systems in the endophytic Serratia plymuthica strain G3: differential control of motility and biofilm formation according to life-style [Text] // BMC Microbiol. - 2011a. - V. 11. - P. 26.

99. Liu, X. Real-time Mapping of a Hydrogen Peroxide Concentration Profile across a Polymicrobial Bacterial Biofilm Using Scanning Electrochemical Microscopy [Text] / X. Liu, M. M. Ramsey, X. Chen, D. Koley, M. Whiteley, A. J. Bard // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2011b. - V. 108. - P. 2668-2673.

100. Liu Y. Transcriptomic dissection of the horizontally acquired response regulator EsrB reveals its global regulatory roles in the physiological adaptation and activation of T3SS and the cognate effector repertoire in Edwardsiella piscicida during infection toward turbot [Text] // Y. Liu, L. Zhao, M. Yang, K. Yin, X. Zhou, K. Y. Leung, Q. Liu, Y. Zhang, Q. Wang // Virulence. - 2017. - V. 8(7). - P. 1355-1377.

101. Livak, K.J., Schmittgen, T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method [Text] // Methods. - 2001. - V. 25(4). - P. 402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262.

102. Livermore, D. M. Interpretative reading: recognizing the unusual and inferring resistance mechanisms from resistance phenotypes [Text] / D. M Livermore, T. G. Winstanley, K. P. Shannon // J. Antimicrob. Chemother. - 2001. - V. 48. - P. 87102.

103. Lombard, M. Reaction of the desulfoferrodoxin from Desulfoarculus baarsii with superoxide anion. Evidence for a superoxide reductase activity [Text] / M. Lombard, M. Fontecave, D. Touati, V. Niviere // J Biol Chem. - 2000. - V. 275. - P. 115-121.

104. Lopes J. G., Sourjik V. Chemotaxis of Escherichia coli to major hormones and polyamines present in human gut [Text] / J. G. Lopes, V. Sourjik // The ISME Journal. - 2018. - V. 12. - P. 2736-2747.

105. Lund P. Coping with low pH: molecular strategies in neutralophilic bacteria [Text] / P. Lund, A. Tramonti, D. De Biase // FEMS Microbiol. Rev. - 2014. -V. 38. - P. 1091-1125.

106. Lund P. A. Understanding How Microorganisms Respond to Acid pH Is Central to Their Control and Successful Exploitation [Text] / P.A. Lund, D. D. Biase, O. Liran, O. Scheler, N. P. Mira, Z. Cetecioglu, E. N. Fernández, S. Bover-Cid, R. Hall, M. Sauer, C. O'Byrne // Front. Microbiol. - 2020.

107. Luo M. The KP1_4563 gene is regulated by the cAMP receptor protein and controls type 3 fimbrial function in Klebsiella pneumoniae NTUH-K2044 [Text] / M. Luo, S. Yang, X. Li, P. Liu, J. Xue, K. Su, X. Xu, Y. Qing, J. Qiu, Y. Li // PLoS One. -2017. - V. 12(7).

108. Lyerly, D.M., Kreger A.S. Importance of Serratia protease in the pathogenesis of experimental Serratia marcescens pneumonia [Text] // Infect Immun. -1983. - V. 40(1). - P. 113-119.

109. Mahlen, S. D. Serratia infections: from military experiments to current

practice [Text] // Clin Microbiol Rev. - 2011. - V.24(4). - P. 755-91.

112

110. Manes N. P. Targeted protein degradation by Salmonella under phagosome-mimicking culture conditions investigated using comparative peptidomics [Text] / N.P. Manes, J.K. Gustin, J. Rue, H. M. Mottaz, S. O. Purvine, et al // Mol Cell Proteomics. - 2007. - V. 6. - P.717-727.

111. Mata, G.M.S.C. RpoS role in virulence and fitness in enteropathogenic Escherichia coli [Text] / G.M.S.C. Mata, G.M. Ferreira, B. Spira // PLoS One. - 2017. -V. 29(6). - e0180381. doi: 10.1371/journal.pone.0180381.

112. McHugh, J.P. Global iron-dependent gene regulation in Escherichia coli. A new mechanism for iron homeostasis [Text] / J.P. McHugh, F. Rodriguez-Quinones, H. Abdul-Tehrani, D.A. Svistunenko, R.K. Poole, C.E. Cooper, S.C. Andrews // J Biol Chem. - 2003. - V. 8(32). - P. 29478-82946. doi: 10.1074/jbc.M303381200.

113. Messner, K. R., Imlay, J. A. The Identification of Primary Sites of Superoxide and Hydrogen Peroxide Formation in the Aerobic Respiratory Chain and Sulfite Reductase Complex of Escherichia coli [Text] // J. Biol. Chem. - 1999. - V. 274. - P. 10119-10128.

114. Mermod M. The copper-inducible ComR (YcfQ) repressor regulates expression of ComC (YcfR), which affects copper per meability of the outer membrane of Escherichia coli [Text] / M. Mermod, D. Magnani, M. Solioz, J. V. Stoyanov // Biometals. - 2012. - V. 25. - P. 33-43.

115. Miller-Fleming, L. Remaining Mysteries of Molecular Biology: The Role of Polyamines in the Cell [Text] / L. Miller-Fleming, V. Olin-Sandoval, K. Campbell, M. Ralser // J Mol Biol. - 2015. - V. 23(21). - P. 3389-3406. doi: 10.1016/j.jmb.2015.06.020.

116. Minato, Y. Functional gene cloning and characterization of the SsmE multidrug efflux pump from Serratia marcescens [Text] / Y. Minato, F. Shahcheraghi, W. Ogawa, T. Kuroda, T. Tsuchiya // Biol Pharm Bull. - 2008. - V. 31(3). - P. 516-519. doi: 10.1248/bpb.31.516.

117. Mukherjee, S., Bassler, B.L. Bacterial quorum sensing in complex and dynamically changing environments [Text] // Nat Rev Microbiol. - 2019. - V. 17(6). - P. 371-382. doi:10.1038/s41579-019-0186-5.

118. My, L. Reassessment of the Genetic Regulation of Fatty Acid Synthesis in Escherichia coli: Global Positive Control by the Dual Functional Regulator FadR / L. My, N.G. Achkar, J.P. Viala, E. Bouveret // J Bacteriol. - 2015. - V. 197(11). - 1862-72. doi: 10.1128/JB.00064-15.

119. Nakahama, K. Cloning and sequencing of Serratia protease gene [Text] / K. Nakahama, K. Yoshimura, R. Marumoto, M. Kikuchi, I. S. Lee, T. Hase, H. Matsubara // Nucleic Acids Res. - 1986. - V. 14(14). - P. 5843-5855.

120. Nandre, R. M. Immunogenicity of a Salmonella enteritidis mutant as vaccine candidate and its protective efficacy against salmonellosis in chickens [Text] // R. M. Nandre, A. A. Chaudhari, K. Matsuda, J. H. Lee // Vet Immunol Immunopathol. -2011. - V. 144(3-4). - P. 299-311.

121. Nandre, R. M. A genetically engineered derivative of Salmonella enteritidis as a novel live vaccine candidate for salmonellosis in chickens [Text] / R. M. Nandre, K. Matsuda, A. A. Chaudhari, B. Kim, J. H. Lee // Res Vet Sci. - 2012. - V. 93(2). - P. 596-603.

122. National Center for Biotechnology Information (NCBI) [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/data-hub/genome/GCF_003516165.1/ (дата обращения: 01.09.23).

123. Niemann G. S. Discovery of novel secreted virulence factors from Salmonella enterica serovar Typhimurium by proteomic analysis of culture supernatants [Text] / G. S. Niemann, R. N. Brown, J. K. Gustin, A. Stufkens, A. S. Shaikh-Kidwai // Infect Immun. - 2011. - V. 79. - P. 33-43.

124. Osborne, S. E. Pathogenic adaptation of intracellular bacteria by rewiring a cis-regulatory input function [Text] / S.E. Osborne, D. Walthers, A. M. Tomljenovic, D. T. Mulder, U. Silphaduang, et al // PNAS. - 2009. - V. 106. - P. 3982-3987.

125. Pan, X. Regulator RcsB Controls Prodigiosin Synthesis and Various Cellular Processes in Serratia marcescens JNB5-1 / X. Pan, M. Tang, J. You, F. Liu, C. Sun, T. Osire, W. Fu, G. Yi, T. Yang, S.T. Yang, Z. Rao // Appl Environ Microbiol. -2021. - V. 87(2). - e02052-20. doi: 10.1128/AEM.02052-20.

126. Papenfort, K., Bassler, B.L. Quorum sensing signal-response systems in Gram-negative bacteria [Text] // Nat Rev Microbiol. - 2016. - V. 11(9). - P. 576-588. doi: 10.1038/nrmicro.2016.89.

127. Parker B. W. The RclR protein is a reactive chlorine-specific transcription factor in Escherichia coli [Text] / B. W. Parker, E. A. Schwessinger, U. Jakob, M. J. Gray // J Biol Chem. - 2013. - V. 288(45).

128. Peralta, D. R. Enterobactin as Part of the Oxidative Stress Response Repertoire [Text] / D.R. Peralta, C. Adler, N. S. Corbalán, E. C. Paz García, M. F. Pomares, P. A. Vincent // PLoS One. - 2016. - V. 11(6).

129. Petersen, L.M. Tisa, L.S. Friend or foe? A review of the mechanisms that drive Serratia towards diverse lifestyles [Text] // Can J Microbiol. - 2013. - V. 59(9). -P. 627-40.

130. Petersen, L.M., Tisa, L.S. Molecular Characterization of Protease Activity in Serratia sp. Strain SCBI and Its Importance in Cytotoxicity and Virulence [Text] // J Bacteriol. - 2014. - V. 196(22). - P. 3923-3936.

131. Qian, Z.G. Proteome-based identification of fusion partner for high-level extracellular production of recombinant proteins in Escherichia coli [Text] / Z. G. Qian, X. X. Xia, J. H. Choi, S. Y. Lee // Biotechnol Bioeng. - 2008. - V. 101(3). - P. 587-601.

132. Ray, C. Killing of Serratia marcescens biofilms with chloramphenicol / C. Ray, A. T. Shenoy, C. J. Orihuela, N. González-Juarbe // Ann Clin Microbiol Antimicrob. [Text] - 2017.

133. Reyes-Fernández, R.Z. Schuldiner, S. Acidification of Cytoplasm in Escherichia coli Provides a Strategy to Cope with Stress and Facilitates Development of Antibiotic Resistance / R.Z. Reyes-Fernández, S. Schuldiner // Sci Rep. - 2020. - V. 19(1). doi: 10.1038/s41598-020-66890-1.

134. Rice, S.A. Biofilm Formation and Sloughing in Serratia marcescens Are Controlled by Quorum Sensing and Nutrient Cues [Text] / S.A. Rice, K.S. Koh, S.Y. Queck, M. Labbate, K.W. Lam, S. Kjelleberg // J Bacteriol. - 2005. - V. 187(10). - P. 3477-3485.

135. Rudd K. E. Low molecular weight proteins: A challenge for post-genomic research [Text] / K. E. Rudd, I. Humphery-Smith, V. C. Wasingel, A. Bairoch // Electrophoresis. - 1998. - V. 19. - P. 536-544.

136. Salazar J. K. Genes ycfR, sirA and yigG Contribute to the Surface Attachment of Salmonella enterica Typhimurium and Saintpaul to Fresh Produce [Text] / J. K. Salazar, K. Deng, M. L. Tortorello, M. T. Brandl, H. Wang, W. Zhang // PLoS One. - 2013. - V. 8(2).

137. Santiviago, C.A. Analysis of pools of targeted Salmonella deletion mutants identifies novel genes affecting fitness during competitive infection in mice [Text] / C. A. Santiviago, M. M. Reynolds, S. Porwollik, S.-H. Choi, F. Long, H. L. Andrews-Polymenis, M. McClelland // PLoS Pathog. - 2009. - V. 5(7).

138. Sargentini N. J. Screen for genes involved in radiation survival of Escherichia coli and construction of a reference database [Text] / N. J Sargentini, N. P. Gularte, D. A. Hudman // Mutat Res. - 2016. - V. 793.

139. Satpathy, S. Review on bacterial biofilm: an universal cause of contamination [Text] / S. Satpathy, S. K. Sen, S. Pattanaik, S. Raut // Biocatal Agric Biotechnol. - 2016. - V. 7. - P. 56-66.

140. Sawant, N. Overview of the Cellular Stress Responses Involved in Fatty Acid Overproduction in E. coli / N. Sawant, H. Singh, D. Appukuttan // Mol Biotechnol. - 2022. - V. 64(4). - P. 373-387. doi: 10.1007/s12033-021-00426-4.

141. Schultz J. SMART, a simple modular architecture research tool: Identification of signaling domains [Text] / J. Schultz, F. Milpetz, P. Bork, C. P. Ponting // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1998.

142. Schroeder, M. The Complex Relationship between Virulence and Antibiotic Resistance [Text] / M. Schroeder, B.D. Brooks, A.E. Brooks // Genes (Basel). - 2017. - V. 8(1). doi: 10.3390/genes8010039.

143. Segal, A. W. The Function of the NADPH Oxidase of Phagocytes and its Relationship to Other NOXs in Plants, Invertebrates, and Mammals [Text] // Int. J. Biochem. Cel Biol. - 2008. - V. 40. - P. 604-618.

144. Seo, S. W. Genome-wide Reconstruction of OxyR and SoxRS Transcriptional Regulatory Networks under Oxidative Stress in Escherichia coli K-12 MG1655 [Text] / S. W. Seo, D. Kim, R. Szubin, B. O. Palsson // Cell Rep. - 2015. - V. 12. - P. 1289-1299.

145. Shah, J. Preadaptation to cold stress in Salmonella enterica serovar Typhimurium increases survival during subsequent acid stress exposure [Text] / J. Shah, P.T. Desai, D. Chen, J.R. Stevens, B.C. Weimer // Appl Environ Microbiol. - 2013. - V. 79(23). - P. 7281-7289.

146. Shanks, R. M. Q. A Serratia marcescens OxyR homolog mediates surface attachment and biofilm formation [Text] / R. M. Q. Shanks, N. A. Stella, E. J. Kalivoda, M. R. Doe, D. M. O'Dee, K. L. Lathrop, F. L. Guo, G. J. Nau // J. Bacteriol. - 2007. - V. 189. - P. 7262-7272.

147. Shaw, C. Two-component systems regulate bacterial virulence in response to the host gastrointestinal environment and metabolic cues [Text] / C. Shaw, M. Hess, B.C. Weimer // Virulence. - 2022. - V. 13(1). - P. 1666-1680. doi: 10.1080/21505594.2022.2127196.

148. Schlundt, A. Structure-function analysis of the DNA-binding domain of a transmembrane transcriptional activator / A. Schlundt, S. Buchner, R. Janowski, T. Heydenreich, R. Heermann, J. Lassak, A. Geerlof, R. Stehle, D. Niessing, K. Jung, M. Sattler // Sci Rep. - 2017. - V. 7. doi: 10.1038/s41598-017-01031-9.

149. Shirshikova, T. V. The ABC-Type Efflux Pump MacAB Is Involved in Protection of Serratia marcescens against Aminoglycoside Antibiotics, Polymyxins, and Oxidative Stress [Text] / T. V. Shirshikova, C. G. Sierra-Bakhshi, L. K. Kamaletdinova, L. E. Matrosova, N. N. Khabipova, V. G. Evtugyn, I. V. Khilyas, I. V. Danilova, A. M. Mardanova, M. R. Sharipova, L. M. Bogomolnaya // mSphere. - 2021.

150. Silva, L.G. OxyR and the hydrogen peroxide stress response in Caulobacter crescentus [Text] / L.G Silva, A.P.R. Lorenzetti, R.A. Ribeiro, I.R. Alves, L. Leaden, R.S. Galhardo, T. Koide, M.V. Marques // Gene. - 2019. - V. 5. - P. 70-84. doi: 10.1016/j.gene.2019.03.003.

151. Sionov, R.V. Steinberg, D. Targeting the Holy Triangle of Quorum Sensing, Biofilm Formation, and Antibiotic Resistance in Pathogenic Bacteria [Text] // Microorganisms. - 2022. -V.16(6). doi: 10.3390/microorganisms10061239.

152. Shayanfar, S. Acid stress induces differential accumulation of metabolites in Escherichia coli O26:H11 [Text] / S. Shayanfar, A. Broumand, S.D. Pillai // J Appl Microbiol. - 2018. doi: 10.1111/jam.14081.

153. Srinivasan, R. Piper betle and its bioactive metabolite phytol mitigates quorum sensing mediated virulence factors and biofilm of nosocomial pathogen Serratia marcescens in vitro [Text] / R. Srinivasan, K. R. Devi, A. Kannappan, S. K. Pandian, A. V. Ravi // J Ethnopharmacol. - 2016. - V. 193. - P. 592-603.

154. Stock, I. Natural antimicrobial susceptibilities of 'unusual' Serratia species: S. ficaria, S. fonticola, S. odorifera, S. plymuthica, and S. rubidaea [Text] / I. Stock, S. Burak, K. J. Sherwood, T. Gruger, B. Wiedemann // J. Antimicrob. Chemother. - 2003a. - V.51. - P. 865-885.

155. Stock, I. Natural antibiotic susceptibility of strains of Serratia marcescens and the S. liquefaciens complex: S. liquefaciens sensu stricto, S. proteamaculans, and S. grimesii [Text] / I. Stock, T. Grueger, B. Wiedemann // Int. J. Antimicrob. Agents. -2003b. - V. 22. - P. 35-47.

156. Tagourti, J. Cloning, expression, purification and characterization of the stress kinase YeaG from Escherichia coli [Text] / J. Tagourti, A. Landoulsi, G. Richarme // Protein Expr Purif. - 2008. - V. 59(1). - P. 79-85. doi: 10.1016/j.pep.2008.01.005.

157. Tal, N., Schuldiner, S. A coordinated network of transporters with overlapping specificities provides a robust survival strategy [Text] // PNAS. - 2009. - V. 2(22). - P. 9051-9056. doi: 10.1073/pnas.0902400106.

158. Tamura, K. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11 [Text] / K. Tamura, G. Stecher, S. Kumar // Mol Biol Evol. - 2021. - V. 38(7). - P. 3022-3027.

159. Tavares-Carreon, F. Serratia marcescens antibiotic resistance mechanisms of an opportunistic pathogen: a literature review [Text] / F. Tavares-Carreon, K. De Anda-Mora, I.C. Rojas-Barrera, A. Andrade // PeerJ. - 2023. - V. 11. - e14399.

160. Tierney A.R., Rather, P.N. Roles of two-component regulatory systems in antibiotic resistance [Text] // Future Microbiol. - 2019. - V. 14(6). - P. 533-552. doi: 10.2217/fmb-2019-0002.

161. Tiwari, S. Two-Component Signal Transduction Systems of Pathogenic Bacteria As Targets for Antimicrobial Therapy: An Overview [Text] / S. Tiwari, S.B. Jamal, S.S. Hassan, P.V.S.D. Carvalho, S. Almeida, D. Barh, P. Ghosh, A. Silva, T.L.P. Castro, V. Azevedo // Front Microbiol. - 2017. - V. 10(8). doi: 10.3389/fmicb.2017.01878.

162. Tong, H. Streptococcus Oligofermentans Inhibits Streptococcus Mutans through Conversion of Lactic Acid into Inhibitory H2O2: A Possible Counteroffensive Strategy for Interspecies Competition [Text] / H. Tong, W. Chen, J. Merritt, F. Qi, W. Shi, X. Dong // Mol. Microbiol. - 2007. - V. 63. - P. 872-880.

163. Thomson, N. R. Biosynthesis of carbapenem antibiotic and prodigiosin pigment in Serratia is under quorum sensing control [Text] / N. R. Thomson, M. A. Crow, S. J. McGowan, A. Cox, G. P. Salmond // Mol. Microbiol. - 2000. - V. 36. - P. 539-556.

164. Ulyanova, V. Anti-Influenza Activity of the Ribonuclease Binase: Cellular Targets Detected by Quantitative Proteomics [Text] / V. Ulyanova, R. Shah Mahmud, A. Laikov, E. Dudkina, M. Markelova, A. Mostafa, S. Pleschka, O. Ilinskaya // Int J Mol Sci. - 2020. - V. 21(21).

165. Vadyvaloo V. Role of the PhoP-PhoQ gene regulatory system in adaptation of Yersinia pestis to environmental stress in the flea digestive tract [Text] / V. Vadyvaloo, A. K. Viall, C. O. Jarrett, A. K. Hinz, D. E. Sturdevant, B. J. Hinnebusch // Microbiology. - 2015. - V. 161(6). - P. 1198-1210.

166. Van Dyk, T.K. Characterization of the Escherichia coli AaeAB efflux pump: a metabolic relief valve? [Text] / T.K. Van Dyk, L.J. Templeton, K.A. Cantera,

P.L. Sharpe, F.S. Sariaslani // J Bacteriol. - 2004. - V. 186(21). - P. 7196-7204. doi: 10.1128/JB.186.21.7196-7204.2004.

167. Van Vliet, A. H. M. Campylobacter jejuni Contains Two Fur Homologs: Characterization of Iron-Responsive Regulation of Peroxide Stress Defense Genes by the PerR Repressor [Text] / A. H. M. Van Vliet, M. L. A. Baillon, C. W. Penn, J. M. Ketley // J. Bacteriol. - 1999. - V. 181. - P. 6371-6376.

168. Vidovic S. Molecular and Physiological Characterization of Fluoroquinolone-Highly Resistant Salmonella Enteritidis Strains [Text] / S. Vidovic, R. An, A. Rendahl // Front Microbiol. - 2019. - V. 10.

169. Wand, M.E. SmvA is an important efflux pump for cationic biocides in Klebsiella pneumoniae and other Enterobacteriaceae [Text] / M.E. Wand, S. Jamshidi, L.J. Bock, K.M. Rahman, J.M. Sutton // Sci Rep. - 2019. - V. 4(1). doi: 10.1038/s41598-018-37730-0.

170. Wang, S. Bacterial Two-Component Systems: Structures and Signaling Mechanisms [Text] // Protein Phosphorylation in Human Health. - 2012. - P. 439-466. dx.doi.org/10.5772/48277.

171. Wang, S. Transcriptomic response of Escherichia coli O157:H7 to oxidative stress [Text] / S. Wang, K. Deng, S. Zaremba, X. Deng, C. Lin, Q. Wang, M. L. Tortorello, W. Zhang // Appl Environ Microbiol. - 2009. - V. 75. - P. 6110-6123.

172. Wang, S. Transcriptomic responses of Salmonella enterica serovars Enteritidis and Typhimurium to chlorine-based oxidative stress [Text] / S. Wang, A. M. Phillippy, K. Deng, X. Rui, Z. Li, M. L. Tortorello, W. Zhang // Appl Environ Microbiol. - 2010. - V. 76. - P. 5013-5024.

173. Wang, K.C. Role of wzxE in Salmonella Typhimurium lipopolysaccharide biosynthesis and interleukin-8 secretion regulation in human intestinal epithelial cells / K.C. Wang, C.H. Huang, P.R. Chang, M.T. Huang, S.B. Fang // Microbiol Res. - 2020. - V. 238. doi: 10.1016/j.micres.2020.126502.

174. Weakland, D.R. The Serratia marcescens Siderophore Serratiochelin Is Necessary for Full Virulence during Bloodstream Infection [Text] / D.R. Weakland,

S.N. Smith, B. Bell, A. Tripathi, H.L.T. Mobley // Infect Immun. - 2020. - V. 21(8). -e00117-20. doi: 10.1128/IAI.00117-20.

175. Weatherspoon-Griffin, N. The CpxR/CpxA two-component regulatory system up-regulates the multidrug resistance cascade to facilitate Escherichia coli resistance to a model antimicrobial peptide [Text] / N. Weatherspoon-Griffin, D. Yang, W. Kong, Z. Hua, Y. Shi // J Biol Chem. - 2014. - V. 21(47). - P. 32571-32582. doi: 10.1074/jbc.M114.565762.

176. Weber, M.M. A previously uncharacterized gene, yjfO (bsmA), influences Escherichia coli biofilm formation and stress response [Text] / M. M. Weber, C. L. French, M. B. Barnes, D. A. Siegele, R. J. C. McLean // Microbiology. - 2010. - V. 156. - P. 139-147.

177. Wencewicz, T.A. Crossroads of Antibiotic Resistance and Biosynthesis [Text] // J Mol Biol. - 2019. - V. 431(18). - P. 3370-3399.

178. Wiebe, M.A. Serine Deamination Is a New Acid Tolerance Mechanism Observed in Uropathogenic Escherichia coli [Text] / M.A. Wiebe, J.R. Brannon, B.D. Steiner, A. Bamidele, A.C. Schrimpe-Rutledge, S.G. Codreanu, S.D. Sherrod, J.A. McLean, M. Hadjifrangiskou // mBio. - 2022. - V. 13(6). doi.org/10.1128/mbio.02963-22.

179. Wilson, C. L. Hydrogen Peroxide Cycling in Surface Geothermal Waters of Yellowstone National Park [Text] / C. L. Wilson, N. W. Hinman, W. J. Cooper, C. F. Brown // Environ. Sci. Technol. - 2000a. - V. 34. - P. 2655-2662.

180. Wilson, C. L. Hydrogen Peroxide Formation and Decay in Iron-Rich Geothermal Waters: The Relative Roles of Abiotic and Biotic Mechanisms [Text] / C. L. Wilson, N. W. Hinman, R. P. Sheridan // Photochem. Photobiol. - 2000b. - V. 71. -P. 699.

181. Whitfield, C., Paiment, A. Biosynthesis and assembly of Group 1 capsular polysaccharides in Escherichia coli and related extracellular polysaccharides in other bacteria [Text] // Carbohydr Res. - 2003. - V. 14(23). - P. 2491-502. doi: 10.1016/j.carres.2003.08.010.

182. Xu, Y. An acid-tolerance response system protecting exponentially growing Escherichia coli / Y. Xu, Z. Zhao, W. Tong, Y. Ding, B. Liu, Y. Shi, J. Wang, S. Sun, M. Liu, Y. Wang, Q. Qi, M. Xian, G. Zhao // Nat Commun. - 2020. - V. 11. doi: 10.1038/s41467-020-15350-5.

183. Xu, Y. An acid-tolerance response system protecting exponentially growing Escherichia coli [Text] / Y. Xu, Z. Zhao, W. Tong, Y. Ding, B. Liu, Y. Shi, J. Wang, S. Sun, M. Liu, Y. Wang, Q. Qi, M. Xian, G. Zhao // Nat Commun. - 2020. - V. 20(1). doi: 10.1038/s41467-020-15350-5.

184. Yan, Z. Chaperone OsmY facilitates the biogenesis of a major family of autotransporters [Text] / Z. Yan, S. Hussain, X. Wang, H. D. Bernstein, J. C. A. Bardwell // Mol Microbiol. - 2019. - V. 112(5). - P. 1373-1387.

185. Yim, H.H. Villarejo, M. OsmY, a new hyperosmotically inducible gene, encodes a periplasmic protein in Escherichia coli [Text] // J Bacteriol. - 1992. - V. 174(11). - P. 3637-364.

186. Yoon H. Systems analysis of multiple regulator perturbations allows discovery of virulence factors in Salmonella [Text] / H. Yoon, C. Ansong, J. E. McDermott, M. Gritsenko, R. D. Smith, et al // BMC Syst Biol. - 2011. - V. 5.

187. Zakataeva, N.P. The novel transmembrane Escherichia coli proteins involved in the amino acid efflux [Text] / N.P. Zakataeva, V.V. Aleshin, I.L. Tokmakova, P.V. Troshin, V.A. Livshits // FEBS Letters. - 1999. - V. 452. - P. 228-232.

188. Zhang, X.S. YcfR (BhsA) influences Escherichia coli biofilm formation through stress response and surface hydrophobicity [Text] / X.S. Zhang, R. Garcia-Contreras, T.K. Wood // J Bacteriol. - 2007. - V. 189(8). - P. 3051-62.

189. Zhang, L. Interdomain Contacts and the Stability of Serralysin Protease from Serratia marcescens [Text] / L. Zhang, A.J. Morrison, P.H. Thibodeau // PLoS One. - 2015. - V. 10(9).

190. Zhao, Z. Systematic Identification of CpxRA-Regulated Genes and Their Roles in Escherichia coli Stress Response [Text] / Z. Zhao, Y. Xu, B. Jiang, Q. Qi, Y.J. Tang, M. Xian, J. Wang, G. Zhao // mSystems. - 2022. - V. 26(5). - e0041922. doi: 10.1128/msystems.00419-22.

191. Zheng, M. OxyR and SoxRS Regulation of fur [Text] / M. Zheng, B. Doan, T.D. Schneider, G. Storz // J Bacteriol. - 1999. - V. 181(15). - P. 4639-4643. doi: 10.1128/JB.181.15.4639-4643.1999.

192. Zhou, A. Global transcriptomic analysis of Cronobacter sakazakii CICC 21544 by RNA-seq under inorganic acid and organic acid stresses [Text] / A. Zhou, Y. Cao, D. Zhou, S. Hu, W. Tan, X. Xiao, Y. Yu, X. Li // Food Res Int. - 2020. - V. 130. doi: 10.1016/j.foodres.2019.108963.

193. Землянко, О.М. Механизмы множественной устойчивости бактерий к антибиотикам [Текст] / О.М. Землянко, Т.М. Рогоза, Г.А. Журавлева // Экологическая генетика. - 2018. - Т. 16(3). - С. 4-17. doi: 10.17816/ecogen1634-17.

194. Кузьменков А.Ю. AMRcloud: новая парадигма мониторинга антибиотикорезистентности [Текст] / А.Ю. Кузьменков, А.Г. Виноградова, И.В. Трушин, А.А. Авраменко, М.В. Эйдельштейн, А.В. Дехнич, Р.С. Козлов // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. - 2019 - Т. 21(2). - с. 119-124.

195. Кузьменков А.Ю. AMRmap - система мониторинга антибиотикорезистентности в России [Текст] / А.Ю. Кузьменков, А.Г. Виноградова, И.В. Трушин, А.А. Авраменко, М.В. Эйдельштейн, А.В. Дехнич, Р.С. Козлов // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. -2021 - Т. 23(2). - с. 198-204.

196. Марданова, А.М. Чувствительность штаммов Serratia marcescens к перикиси водорода [Текст] / А.М. Марданова, Т.В. Ширшикова, Л.Х. Камалетдинова, Е.О. Михайлова, М.Р. Шарипова, Л.М. Богомольная // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16(19). - С. 215-219.