Роль сенсорных РНК в регуляции пуринового метаболизма у Bacillus subtilis тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат биологических наук Лобанов, Константин Владимирович

• Лобанов, Константин Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Лобанов, Константин Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Пуриновый метаболизм у Bacillus subtilis и его регуляция. стр.

1.1.1. Синтез пуриновых нуклеотидов de novo. стр.

1.1.2. Ферменты, участвующие в процессе биосинтеза IMP de novo. стр.

1.1.3. Генетический контроль биосинтеза пуринов у В. subtilis. стр.

1.1.4. Регуляция экспрессии генов пуринового метаболизма у В. subtilis. стр.

1.2. Регуляция экспрессии генов с участием сенсорных РНК. стр.

1.2.1. Структурная организация сенсорных РНК. стр.

1.2.2. Механизмы регуляции экспрессии генов с участием сенсорных РНК. стр.

1.2.3. Классификация сенсорных РНК. стр.

1.2.4. Пуриновые сенсорные РНК. стр.

1.2.4.1. Структура аптамерного домена пуриновых сенсорных РНК. стр.

1.2.4.2. Гуаниновая и адениновая сенсорная РНК: похожие аптамеры, но различные лиганды. стр.

1.2.4.3. Разновидности 2 ’-дезоксигуанозин-специфичных сенсорных

I РНК. стр.

1.2.4.4. PreQi (7-аминометил-7-дезазагуанин) сенсорные РНК. стр.

1.2.4.5. Комплексные функции и применение пуриновых сенсорных РНК. стр.

1.2.4.5.1. Тандемное действие гуанинового аптамера и элемента ykkC. стр.

1.2.4.5.2. Кинетические и термодинамические аспекты функционирования сенсорных РНК. стр.

1.2.4.5.3. Гуаниновые сенсорные РНК как потенциальные антибактериальные мишени. стр.

1.3. AICAR как ре1улятор клеточного метаболизма. стр.

1.3.1. Метаболическая регуляция с участием AICAR в клетках животных. стр.

1.3.2. Роль AICAR в метаболизме бактерий. стр.

1.3.3. Участие AICAR в регуляции метаболизма дрожжей. стр.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. стр.

2.1. Бактериальные штаммы и плазмиды. стр.

2.2. Среды и условия культивирования. стр.

2.3. Выделение ДНК В. subtilis. стр.

2.4. Манипуляции с плазмидной ДНК. стр.

2.5. Препараты ферментов. стр.

2.6. Полимеразная цепная реакция (ПЦР). стр.

2.7. Выделение и очистка продуктов ПЦР.). стр.

2.8. Сайт-направленный мутагенез. стр.

2.9. Получение мутаций в лидерной области риг-оперона. стр.

2.10. Конструирование транскрипционных фъюзов purE-lacZ. стр.

2.11. Конструирование транскрипционных фъюзовpurH-lacZ. стр.

2.12. Получение делеции терминатора транскрипции в лидерной области гг/г-оперона. стр.

2.13. Транскрипция in vitro. стр.

2.14. Определение активности /3-галактозидазы. стр.

2.15. Условия ферментации. стр.

2.16. Определение концентрации AICAR в культуральной жидкости. стр.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ. стр.

3.1. Изучение регуляторных элементов, контролирующих экспрессию пуринового оперона Bacillus subtilis. стр.

3.1.1. Клонирование лидерной области риг-оперона и ее компьютерный анализ. стр.

3.1.2. Сайт-направленный мутагенез лидерной области риг-оперона. стр.

3.1.3. Изучение экспрессии транскрипционных фъюзов purE-lacZe клетках В. subtilis. стр.

3.1.4. Опыты in vitro по идентификации эффекторов сенсорной РНК риг-оперона. стр.

3.1.5. Синергидный эффект мутации в регуляторном локусе purR и делеции терминатора транскрипции в лидерной области на экспрессию риг-оперона. стр.

3.1.6. Изучение влияния внутреннего Rho-независимого терминатора транскрипции на экспрессию дистальных генов риг-оперона. стр.

3.2. Особенности структурно-функциональной организации лидерной области гена pbuE Bacillus subtilis и его регуляции. стр.

3.2.1. Определение старта транскрипции гена pbuE. стр.

3.2.2. Влияние пуриновых производных на экспрессию гена pbuE. стр.

3.2.3. Сайт-направленный мутагенез лидерной области гена pbuE. стр.

3.2.4. Характеристика мутантов, содержащих замены в лидерной области гена pbuE. стр.

3.3. Реконструкция пуринового метаболизма у Bacillus subtilis с целью получения штамма-продуцента AICAR (акадезина) — перспективного кандидата в лекарственные препараты широкого терапевтического применения. стр.

3.3.1. Усиление экспрессии риг-оперона В. subtilis. стр.

3.3.2. Получение делеции гена ригН в составе хромосомы В. subtilis. стр.

3.3.3. Конструирование интегративного экспрессионного вектора на основе плазмиды pDG268. стр.

3.3.4. Сайт-направленный мутагенез гена prs Е. coli (prs%). стр.

3.3.5. Сайт-направленный мутагенез гена purF Е. coli (purF^). стр.

3.3.6. Определение продуктивности штаммов в отношении накопления

AICAR. стр.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. стр.

ВЫВОДЫ. стр.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль сенсорных РНК в регуляции пуринового метаболизма у Bacillus subtilis»

Актуальность темы

Настоящая работа посвящена изучению роли сенсорных РНК в регуляции пуринового метаболизма у Bacillus subtilis. Изучение генетической регуляции пуринового метаболизма направлено на обнаружение молекулярных механизмов, открывающих новые возможности управления генетическими и метаболическими процессами организмов. Конечные продукты - аденозинмонофосфат и гуанозинмонофосфат (АМР и GMP), а также их предшественники и производные, являются не только компонентами нуклеиновых кислот и энергетическими переносчиками, но и выполняют не менее важные функции глобальных регуляторов общего метаболизма. Традиционные способы производства пуринов основаны на их микробиологическом синтезе, который осуществляется генетически модифицированными штаммами — продуцентами. Создание нового поколения высокопродуктивных штаммов требует углубленного понимания процессов генетической регуляции пуринового метаболизма, что является одной из задач настоящего исследования. Объектом исследования избран Bacillus subtilis, микроорганизм, который традиционно служит не только моделью для выявления новых механизмов регуляции биосинтеза пуринов, но и основой для конструирования промышленных продуцентов.

Пуриновый оперон В. subtilis purEKBCSOLFMNHD (далее - риг-оперон) кодирует ферменты синтеза de novo инозинмонофосфата (IMP), общего предшественника пуриновых нуклеотидов АМР и GMP. Известно, что гены пуринового метаболизма у В. subtilis подвержены множественной регуляции на уровне инициации и терминации транскрипции. В случае двух оперонов: риг- оперона и xpt-pbuX, кодирующего синтез ксантинфосфорибозилтрансферазы, показано, что их экспрессия регулируется как на уровне инициации транскрипции с участием белка-репрессора PurR, так и на уровне терминации транскрипции. На модели этих оперонов был обнаружен необычный метаболит-зависимый механизм аттенуации транскрипции: при добавлении в ростовую среду оснований гипоксантина и гуанина их транскрипция терминируется перед первыми структурными генами, тогда как в их отсутствии транскрибируется полный оперон. Как выяснилось позднее, влияние пуринов, на процесс терминации транскрипции осуществляется посредством нового механизма регуляции активности генов с участием так называемых сенсорных РНК, который был впервые обнаружен в лаборатории биохимической генетики ФГУП ГосНИИгенетика на модели рибофлавинового и тиаминового оперонов у В. знЫШб. Такие сенсорные РНК, расположенные в лидерной области мРНК бактериальных оперонов, получили наименование «рибопереключателей» (пЬоэхуйсЬ), так как в результате прямого взаимодействия со специфическим метаболитом они способны модулировать экспрессию прилегающих генов, включая или выключая их экспрессию на уровне терминации транскрипции или инициации трансляции. •

К настоящему моменту выяснилось, что лидерные области ряда генов пуринового метаболизма у В. БиЪИШ, включая рмг-оперон, хр^рЬиХ-оперон и ген рЬиЕ, кодирующий трансмембранный белок, ответственный за транспорт, пуринов из клетки, содержат консервативную последовательность, получившую наименование О-бокс, которая способна выступать в качестве сенсора пуриновых оснований, а также расположенный- за ней классический Шю-независимый терминатор транскрипции. В' то же время, детального анализа структурно-функциональной организации лидерной области риг-оперона В. 8иЬИИя, позволяющего выяснить роль кодируемой этой областью сенсорной РНК в регуляции экспрессии риг-оперона, не проводилось. Кроме того, оставалась неясной роль внутреннего Ию-независимого терминатора транскрипции, расположенного в межгенном участке ригР-ригМ /?мг-оперона, в координации синтеза предшественников пуриновых нуклеотидов.

Изучение механизмов регуляции риг- оперона и других генов, вовлеченных в метаболизм пуринов, имеет и важный практический аспект, поскольку некоторые промежуточные соединения, образующиеся в процессе биосинтеза пуринов, обладают рядом чрезвычайно важных положительных качеств. В частности, 5-аминоимидазол-4-карбоксамидрибофуранозид или сокращенно - AICAR (также известный как акадезин), который образуется в процессе биосинтеза пуринов de novo у В. subtilis, является активатором аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы (АМРК), которая, в свою очередь, является глобальным регулятором метаболических процессов, обеспечивающих энергетический статус эукариотических организмов. В настоящее время проводится ряд клинических исследований препаратов на основе акадезина, результаты которых дают обнадеживающие положительные данные, в области борьбы с.хронической лимфоцитарной лейкемией В-клеток, лечения метаболического синдрома и кардиохирургии. В связи с этим, получение высокоактивного штамма-продуцента AICAR на основе генетически модифицированных бактерий с измененной регуляцией генов пуринового метаболизма представляется весьма актуальной практической задачей для разработки процесса дешевого микробиологического синтеза AICAR.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы являлось изучение механизма регуляции метаболизма и транспорта пуринов у В. subtilis с участием* сенсорных РНК и создание на этой основе штамма-продуцента AICAR - перспективного кандидата в лекарственные препараты широкого терапевтического применения.

В процессе работы были решены следующие задачи:

1. Проведение детального анализа структурно-функциональной организации лидерной области /?мг-оперона В. subtilis и выявление регуляторных элементов, участвующих в контроле экспрессии этого оперона.

2. Изучение структурно-функциональной организации лидерной области гена pbuE В. subtilis, кодирующего синтез трансмембранного белка, ответственного за экспорт пуриновых оснований из клетки. Выявление эффекторов, влияющих на экспрессию гена pbuE.

3. Создание штамма-продуцента, накапливающего AICAR в культуральной жидкости в концентрациях, достаточных для дальнейшего промышленного производства.

Научная новизна и практическая ценность работы

В результате детального» анализа структурно-функциональной организации лидерной области /змг-оперона В. subtilis, впервые показано, что регуляция экспрессии этого оперона осуществляется с помощью сенсорной РНК в результате ее связывания со специфическими метаболитами-эффекторами гуанином и гипоксантином. Впервые показано, что уровень экспрессии четырех дистальных генов pwr-оперона (purMNHD) подавляется более чем в 2 раза в результате действия Rho-независимого терминатора транскрипции расположенного в межгенном участке purF-purM.

На основании мутационного анализа лидерной области гена pbuE В. subtilis, впервые показано, что присутствие в консервативной области лидера (A-бокс) двух нуклеотидных замен 70U—»С и А100—»G приводит к изменению специфичности сенсорной РНК in vivo: вместо аденина позитивным эффектором транскрипции становится гуанин.

Методом сайт-направленного мутагенеза получена коллекция мутантных вариантов лидерной области риг-оперона В. subtilis и лидерной области гена pbuE В. subtilis с нуклеотидными заменами в участках лидерной мРНК, которые влияют на формирование вторичной структуры или на связывание мРНК с эффектором. Коллекция может быть использована для дальнейших исследований в этой области, а также для конструирования высокоактивных штаммов-продуцентов.

Сконструирован высокоактивный штамм-продуцент, накапливающий 1113 г/л AICAR в культуральной жидкости. Полученный штамм может послужить основой для промышленного микробиологического синтеза AICAR — перспективного кандидата в лекарственные препараты широкого терапевтического применения.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Лобанов, Константин Владимирович

ВЫВОДЫ:

1. Выявлена роль двух Rho-независимых терминаторов транскрипции, один из которых расположен в лидерной области, а второй - в межгенном участке purF-purM, в регуляции экспрессии рмг-оперона. Установлено, что максимальная экспрессия /?«г-оперона достигается при делетировании обоих терминаторов транскрипции и регуляторного гена purR.

2. Методом сайт-направленного мутагенеза изучена структурнофункциональная, организация лидерной области риг-оперона В. subtilis. Установлено, что помимо негативного контроля с участием белка-репрессора PurR, регуляция экспрессии этого оперона осуществляется на уровне терминации транскрипции с помощью сенсорной РНК в результате ее связывания со специфическими' метаболитами-эффектороми гуанином и гипоксантином.

3. Проведен мутационный анализ лидерной области гена pbuE В. subtilis, кодирующего синтез трансмембранного белка, ответственного за экспорт пуриновых оснований из клетки. Установлено, что лидерная область гена pbuE кодирует специфическую сенсорную РНК. Показано, что главными низкомолекулярными эффекторами, этой сенсорной РНК являются пуриновые основания* аденин и диаминопурин, добавление которых в среду приводит к усилению -экспрессии гена pbuE.

4. Показано, что присутствие в консервативной области лидерной РНК гена pbuE (A-бокс) двух нуклеотидных замен 70U—»С и А100—*G приводит к изменению специфичности сенсорной РНК in vivo: вместо аденина позитивным эффектором транскрипции становится гуанин. Подтверждена трехмерная модель структурно-функциональной организации A-бокса гена pbuE В. subtilis.

5. Проведена реконструкция пуринового метаболизма у штамма В. subtilis, направленная на сверхпродукцию AICAR клетками бактерий.

Полученный в результате проведенных генетических манипуляций штамм В. быЫШб накапливает 11-13 г/л АІСАН в культуральной жидкости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Лобанов, Константин Владимирович, 2011 год

1. Buchanan, J.M., Ohnoki, S. and Hong, B. S. 2-Formamido-N-ribosylacetamide 5'-phosphate: 1-glutamine amido-ligase (adenosine diphosphate) // Methods Enzymol. 1978. V.51. PP. 193-201.

2. Messenger, L. J., and Zalkin, H. Glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase from Escherichia coli. Purification and properties // J. Biol. Chem. 1979. V. 254. PP. 3382-3392.

3. Zhou, G., Smith, J. L. and Zalkin, H. Binding of purine nucleotides to two regulatory sites results in synergistic feedback inhibition of glutamine 5-phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. PP. 6784-6789.

4. Krahn, J. M., Kim, J. H., Bums, M*. R., Parry, R. J., Zalkin, H. and Smith, J. L. Coupled formation of an amidotransferase interdomain ammonia channel and a phosphoribosyltransferase active site // Biochemistry. 1997. V. 36. PP. 11061— 11068.

5. Muchmore, C. R., Krahn, J. M., Kim, J. H. Zalkin, H. and Smith., J. L. Crystal structure of glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase from Escherichia coli II Protein Sci. 1998. V.7. PP. 39—51.

6. Zalkin, H., Ebbole, D. Cloning and characterization of a 12-gene cluster from Bacillus subtilis encoding nine enzymes for de novo purine nucleotide synthesis // J. Biol. Chem. 1987. V. 262. PP. 8274-8287.

7. Gendron, N., Breton, R., Champagne, N., and Lapointe, J. Adenylosuccinate lyase of Bacillus subtilis regulates the activity of the glutamyl-tRNA synthetase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1992. V. 89. PP. 5389-5392.

8. Gots, J. S., Dalai, F. R., and Shumas, S. R. Genetic separation of the inosinic acid cyclohydrolase-transformylase complex of Salmonella typhimurium II J. Bacteriol. 1969. V. 99. PP. 441-449.

9. Aiba, A., and Mizobuchi, K. Nucleotide sequence analysis of genes purH and purD involved in the de novo purine nucleotide biosynthesis of Escherichia coli // J. Biol. Chem. 1989. V. 264. PP. 21239-21246.

10. Flannigan, K. A., Hennigan, S. H., Vogelbacker, H. H., Gots, J. S., and Smith, J. M. Purine biosynthesis in Escherichia coli K12: structure and DNA sequence studies of the purHD locus // Mol. Microbiol. 1990. V. 4. PP. 381—392.

11. Greasley, S. E., Horton, P., Ramcharan, J., Beardsley, G. P., Benkovic, S. J. and Wilson, I. A. Crystal structure of a bifunctional transformylase and cyclohydrolase enzyme in purine biosynthesis // Nat. Struct. Biol. 2001. V. 8. PP. 402-406.

12. Wolan, D. W., Cheong, C. G., Greasley, S. E., and Wilson, I. A. Structural insights into the human and avian IMP cyclohydrolase mechanism via crystal structures with the bound XMP inhibitor // Biochemistry 2004.43:1171—1183.

13. Axelrod, H. L., McMullan, D., Krishna, S. S., Miller, M. D., et.al. Crystal structure of AICAR transformylase IMP cyclohydrolase (TM1249) from Thermotoga maritima at 1.88 A resolution.// Proteins. 2008. V. 71. PP. 1042—1049.

14. Kunst, F., Ogasawara, N., Moszer, I. The complete genome sequence of the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis //Nature. 1997. V. 390. PP.249-256.

15. Saxild, H. H., and Nygaard, P. Gene-enzyme relationships of the purine biosynthetic pathway in Bacillus subtilis II Mol. Gen. Genet. 1988. V.211. PP. 160—167.

16. Vollmer, S. J., Switzer, R. L. Hermodson, M. A. and Zalkin, H. The glutamine-utilizing site of Bacillus subtilis glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase // J. Biol. Chem. 1983. V. 258. PP. 10582-10585.

17. Oppenheim, D., and Yanofsky, C. Translational coupling during expression of the tryptophan operon of Escherichia coli II Genetics. 1980. V. 95. PP. 785-795.

18. Petersen, C. Long range translational coupling in the rplJL-rpoBC operon of Escherichia coli // J. Mol. Biol. 1989. V. 206. PP. 323-332.

19. Zalkin, H., and Ebbole, D. J. Organization and regulation of genes encoding biosynthetic enzymes in Bacillus subtilis II J. Biol. Chem. 1988. V. 263. PP. 15951598.

20. Miyagawa, K., Kimura, H., Nakahama, K., Kikuchi, M., Doi, M., Akiyama,

21. S. and Nakao, Y. Cloning of the Bacillus subtilis IMP dehydrogenase gene and its application to increased production of guanosine // Nature Biotechnology. 1986. V.4. PP. 225 228.

22. Kanzaki, N.L., and Miyagawa , K. Nucleotide sequence of the Bacillus subtilis IMP dehydrogenase gene //Nucleic Acids Res. 1990.V.18. P. 6710.

23. Mantsala, P., Zalkin, H. Cloning and sequence of Bacillus subtilis pur A and guaA, involved in the conversion of IMP to AMP and GMP. J Bacteriol. 1992. V. 174(6). PP. 1883-1890.

24. Ebbole, D. J., and Zalkin, H. Interaction of a putative repressor protein with an extended control region of the Bacillus subtilis pur operon // J. Biol. Chem. 1989. V. 264. PP. 3553-3561.

25. Weng, М., Nagy, P. L. and Zalkin, H. Identification of the Bacillus subtilis pur operon repressor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. PP. 7455-7459.

26. Ogasawara, N., Nakai, S., and Yoshikawa, H. Systematic sequencing of the 180 kilobase region of the Bacillus subtilis chromosome containing the replication origin//DNA Res. 1994. V. l.PP. 1-14.

27. Ebbole, D. J., and Zalkin, H. Bacillus subtilis pur operon expression and regulation //J. Bacteriol. 1989. V. 171. PP. 2136-2141.

28. Shin, B. S., Stein, A. and Zalkin, H. Interaction of Bacillus subtilis purine repressor with DNA// J.' Bacteriol. 1997. V. 179. PP. 7394-7402.

29. Weng, М., and Zalkin, H. Mutations in the Bacillus subtilis purine repressor that perturb PRPP effector function in vitro and in vivo II Curr. Microbiol. 2000. V. 41. PP. 56-59.

30. Kilstrup, M. and Martinussen, J. A transcriptional activator, homologous to the Bacillus subtilis PurR repressor, is required for expression of purine biosynthetic genes in Lactococcus lactis I I J. Bacteriol. 1998. V. 180. PP: 3907— 3916.

31. Nygaard, P. Purine and pyrimidine salvage pathways, p. 359-378. In A. L. Sonenstein, J. A. Hoch, and R. Losick (ed.), Bacillus subtilis and other gram-positive bacteria: biochemistry, physiology, and molecular genetics. ASM Press, Washington D.C. 1993.

32. Amvig,.K., Hove-Jensen, B., and Switzer, R: L. Purification and properties ofphosphoribosyl-diphosphate synthetase from Bacillus subtilis. II Eur. J. Biochem. 1990: V. 192. PP. 195-200.

33. Sinha, S. C., and Smith, J. L. The PRT protein family // Curr. Opin. Struct. Biol. 2001. V. 11. PP. 733-739.

34. Sinha, S., Krahn, J. М., Shin, B. S., Tomchick, D. R., Zalkin, H. and Smith, J. L. The purine repressor of Bacillus subtilis'. a novel combination of domains adapted for transcription regulation // J. Bacteriol. 2003. V. 185. PP. 4087-4098.

35. Jinsong XUAN, Zalkin Howard & WENG Manli. Mutations in PurBoxl of the Bacillus subtilis pur operon control site affect adenine-regulated expression in vivo II Science in China Ser. С Life Sciences. 2005. V.48. No.2. PP. 133—138.

36. Вега, A. K., Zhu, J., Zalkin, H., Smith, J. L., Functional dissection of the Bacillus subtilis purine operator site // J. Bacteriol., 2003. V. 185(14). PP. 4099— 4109.

37. Browning, D.T. & Busby, S.J. The regulation of bacterial transcription initiation // Nat.Rev. Microbiol. 2004. V.2. PP. 57-65.

38. Yanofsky, C. Attenuation in the control of expression of bacterial operons // Nature. 1981. V. 289. PP. 751-758.

39. Babitzke, P. TRAP, the trp RNA-binding attenuation protein of Bacillus subtilis, is a multisubunit complex that appears to recognize G/UAG repeats in the trpEDCFBA and trpG transcripts // J. Biol. Chem. 1994 V. 269. PP. 16597-16604.

40. Gollnick, P. & Babitzke, P. Posttranscription initiation control of tryptophan metabolism in Bacillus subtilis by the trp RNA-binding attenuation protein (TRAP), anti-TRAP, and RNA structure // J. Bacteriol. 2001. V. 183. PP. 5795-58024.

41. Rutberg, B. Antitermination of transcription of catabolic operons // Mol. Microbiol. 1997 V. 23. PP. 413-421.

42. Grundy, F. & Henkin, T.M. Regulation of gene expression by effectors thatbind to RNA // Curr. Opin. Microbiol. 2004 V. 7. PP. 126-131.

43. Hannon, GJ. RNA interference // Nature 2002 V. 418. PP. 244-251.

44. Gold., L., Polisky, D:, Uhlenbeck, O. & Yarus, M. Diversity ofoligonucleotide functions // Annu. Rev. Biochem. 1995 V. 64. PP. 763-797.

45. Kruger, K., Grabowsri, P.J., Zang, A.J., Sands, J'., Gottschling, D.E. & Cech, T.H. Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal* RNA intervening sequence of Tetrahymena // Cell. 1982 V. 31. PP. 147-157.

46. Ellington, A.D. & Szostak, J.W. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands. Nature. 1990 V. 346. PP. 818-822.

47. Mironov, A. S., Gusarov, I., Rafikov, R. et al. Sensing small molecules by nascent RNA: a mechanism to control transcription in bacteria // Cell. 2002. V. 111. PP. 747-756.

48. Winkler, W., Nahvi, A., Breaker, R.R. Thiamine derivatives bind messenger RNAs directly to regulate bacterial gene expression // Nature. 2002. V. 419. PP. 952-956.

49. Serganov, A., Patel, DJ. Ribozymes, riboswitches and beyond: regulation of gene expression without proteins //Nat Rev Genet. 2007 V. 8. PP. 776-790.

50. Cromie, M.J., Shi, Y., Latifi, T., Groisman, E.A. An RNA sensor for intracellular Mg2+// Cell. 2006. V.125: PP. 71-84.

51. Dann, C.E., 3rd.,Wakeman, C.A., Sieling, C.L., Baker, S.C., Imov, I., et al. Structure and mechanism of a metal-sensing regulatory RNA// Cell. 2007. V. 130. PP. 878-892.

52. Morita, M.T., Tanaka, Y., Kodama, T.S., Kyogoku, Y., Yanagi, H., et al. Translational induction of heat shock transcription factor sigma32: evidence for a built-in RNA thermosensor // Genes Dev. 1999. V. 13. PP. 655-665.

53. Morita, M., Kanemori, M., Yanagi, H., Yura, T. Heat-induced synthesis of sigma32 in Escherichia coli: structural and functional dissection of rpoH mRNA secondary structure // J Bacteriol. 1999. V. 181. PP. 401-410.

54. Waters, L.S., Storz, G. Regulatory RNAs in bacteria // Cell. 2009. V. 136. PP. 615-628.

55. Serganov, A. The long and the short of riboswitches // Curr Opin Struct Biol. 2009. V. 19. PP. 251-259.

56. Dambach, M.D., Winkler, W.C. Expanding roles for metabolite-sensing regulatory RNAs // Curr Opin Microbiol. 2009. V. 12. PP. 161-169.

57. Henkin, T.M. Riboswitch RNAs: using RNA to sense cellular metabolism // Genes Dev. 2008. V. 22. PP. 3383-3390.

58. Henkin, T.M. RNA-dependent RNA switches in bacteria // Methods Mol Biol. 2009. V. 540. PP. 207-214.

59. Grundy, F.J., Henkin, T.M. tRNA as a positive regulator of transcription antitermination in Bacillus subtilis II Cell. 1993. V. 74. PP. 475-482.

60. Loh, E., Dussurget, O., Gripenland, J., Vaitkevicius, K., Tiensuu, T., et al. A trans-acting riboswitch controls expression of the virulence regulator PrfA in Listeria monocytogenes // Cell. 2009. V. 139. PP. 770-779.

61. Winkler, W.C., Breaker, R. Genetic control by metabolite-binding riboswitches // Chembiochem. 2003. V.4. PP. 1024—1032.

62. Garst, A.D., Edwards, A.L., Batey, R.T. Riboswitches: structures and mechanisms // Cold Spring Harb Perspect Biol. 201 l;3:a003533

63. Barrick, J.E., Breaker, R.R. The distributions, mechanisms, and structures of metabolite-binding riboswitches // Genome Biol. 2007.V.8. R239.

64. Gusarov, I., Nudler, E. The mechanism of intrinsic transcription termination // Mol Cell. 1999. V. 3. PP: 495-504.

65. Yamell, W.S., Roberts, J.W. Mechanism of intrinsic transcription termination and antitermination // Science. 1999. V. 284. PP. 611-615.

66. Skordalakes, E., Berger, J.M. Structure of the Rho transcription terminator: Mechanism of mRNA recognition and helicase loading // Cell. 2003. V. 114. PP. 135-146.

67. Sudarsan, N., Barrick, J.E., Breaker, R.R. Metabolite-binding RNA domains are present in the genes of eukaryotes // RNA. 2003 ; V.9. PP. 644-647.

68. Kubodera, T., et al. Thiamine-regulated gene expression of Aspergillus oryzae thiA requires splicing of the intron containing a riboswitchlike domain in the 5'UTR//FEBS Lett. 2003. V. 555. PP. 516-520.

69. Cheah, M.T., Wachter, A., Sudarsan, N., Breaker, R.R. Control of alternative RNA splicing and gene expression by eukaryotic riboswitches // Nature. 2007. V. 447. PP. 497-500.

70. Croft, M.T., Moulin, M.,Webb, M.E., Smith, A.G. Thiamine biosynthesis in algae is regulated by riboswitches // Proc Natl Acad Sci. 2007. V. 104. PP. 2077020775.

71. Bocobza, S., Adato, A., Mandel, T., Shapira, M., Nudler, E., Aharoni, A. Riboswitch-dependent gene regulation and its evolution in the plant kingdom // Genes Dev. 2007. V. 21. PP. 2874-2879.

72. Wachter, A., Tunc-Ozdemir, M., Grove, B.C., Green, P.J., Shintani, D.K., Breaker, R.R. Riboswitch control of gene expression in plants by splicing and alternative 3' processing of mRNAs // Plant Cell. 2007. V. 19. PP. 3437—3450.

73. Borsuk, P., Przykorska, A., Blachnio, K., Koper, M., Pawlowicz, J.M., Pekala, M., Weglenski, P. L-arginine influences the structure and function of arginase mRNA in Aspergillus nidulans // Biol Chem. 2007. V. 388. PP. 135-144.

74. Rodionov, D.A., Vitreschak, A.G., Mironov, A.A., Gelfand, M.S. Comparative genomics of the methionine metabolism in Gram-positive bacteria: a variety of regulatory systems // Nucleic Acids Res. 2004. V. 32. PP. 3340—3353.

75. Andre', G., et al. S-box and T-box riboswitches and antisense RNA control a sulfur metabolic operon of Clostridium acetobutylicum II Nucleic Acids Res. 2008. V. 36. PP. 5955-5969.

76. Winkler, W.C., Nahvi, A., Roth, A., Collins, J.A., Breaker, R.R. Control of gene expression by a natural metabolite-responsive ribozyme // Nature. 2004. V. 428. PP. 281-286.

77. Brooks, K.M., Hampel, K.J. A rate-limiting conformational step in the catalytic pathway of the glmS ribozyme // Biochemistry. 2009. V. 48. PP. 56695678.

78. Collins, J.A., Imov, I., Baker, S., Winkler, W.C. Mechanism of mRNA destabilization by the glmS ribozyme // Genes Dev. 2007. V. 21. PP. 3356-3368.

79. Breaker, R.R. Riboswitches and the RNA World // Cold Spring Harb Perspect Biol doi: 10.1101/cshperspect.a003566. 2010. Nov 24. PP. 1-15.

80. Meyer, M.M., Hammond, M.C., Salinas, ¥., Roth, A., Sudarsan, N., Breaker, R.R. Challenges of ligand identification for riboswitch candidates // RNA Biol. 2011. V. 8(1). PP. 5-10.

81. Hendrix, D.K., Brenner, S.E., Holbrook, S.R. RNA structural motifs: building blocks of a modular biomolecule // Q Rev Biophys. 2005. V.38. PP. 221-243.

82. Leontis, N.B., Lescoute, A., Westhof, E. The building blocks and motifs of RNA architecture // Current Opinion in Structural Biology. 2006. V. 16. PP. 279287.

83. Batey, R.T., Gilbert, S.D., Montange, R.K. Structure of a natural guanine-responsive riboswitch complexed with the metabolite hypoxanthine // Nature. 2004. V. 432. PP. 411-415.

84. Edwards, A.L., Batey, R.T. A structural basis for the recognition of 2'-deoxyguanosine by the purine riboswitch // J Mol Biol. 2009. V. 385. PP. 938-948.

85. Montange, R.K., Batey, R.T. Structure of the S-adenosylmethionine riboswitch regulatory mRNA element // Nature. 2006. V. 441. PP. 1172-1175.

86. Gilbert, S.D., Rambo, R.P., Van Tyne, D., Batey, R.T. Structure of the SAM1. riboswitch bound to S-adenosylmethionine // Nat Struct Mol Biol. 2008. V. 15. PP. 177-182.

87. Lu, C., Smith, A.M., Fuchs, R.T., Ding, F., Rajashankar, K., Henkin, T.M., Ke, A. Crystal structures of the SAM-III/S(MK) riboswitch reveal the SAM-dependent translation inhibition mechanism // Nat Struct Mol Biol. 2008. V. 15. PP. 1076-1083.

88. Edwards, T.E., Ferre-D’Amare, A.R. Crystal structures of the thi-box riboswitch bound to thiamine pyrophosphate analogs reveal adaptive RNA-small molecule recognition// Structure. 2006. V. 14. PP. 1459—1468.

89. Serganov, A., Polonskaia, A., Phan, A.T., Breaker, R.R., Patel, D.J. Structural basis for gene regulation by a thiamine pyrophosphate-sensing riboswitch // Nature.2006. V. 441. PP. 1167-1171.

90. Thore, S., Leibundgut, M., Ban, N. Structure of the eukaryotic thiamine pyrophosphate riboswitch with its regulatory ligand // Science. 2006. V. 312. PP. 1208-1211.

91. Serganov, A., Huang, L., Patel, D;J. Coenzyme recognition and gene regulation by aflavin mononucleotide riboswitch // Nature. 2009. V. 458. PP: 233237.

92. Cochrane, J.C., Lipchock, S.V., Strobel, S.A. Structural investigation of the GlmS ribozyme bound, to its catalytic cofactor // Chem Biol. 2007. V. 14. PP. 97— 105.

93. Klein, D.J., Ferre'-D’Amare', A.R. Structural basis of glmS' ribozyme activation by glucosamine-6-phosphate // Science. 2006. V. 313. PP. 1752—1756.

94. Kang, M., Peterson, R., Feigon, J. Structural Insights into riboswitch control of the biosynthesis of queuosine, a modified nucleotide found in the anticodon of tRNA // Mol Cell. 2009. V. 33. PP. 784-790.

95. Klein, D.J., Edwards, T.E., Ferre-D’Amare, A.R. Cocrystal structure of a class I' preQl riboswitch reveals a pseudoknot recognizing an essential hypermodified nucleobase // Nat Struct Mol Biol. 2009. V. 16. PP. 343-344.

96. Spitale, R.C., Torelli, A.T., Krucinska, J., Bandarian, V., Wedekind, J.E. The structural basis for recognition of the PreQ0 metabolite by an unusually small riboswitch aptamer domain // J Biol Chem. 2009. V. 284. PP. 11012-11016.

97. Kulshina, N., Baird, N.J., Ferre-D’Amare, A.R. Recognition of the bacterial second messenger cyclic diguanylate by its cognate riboswitch // Nat Struct Mol Biol. 2009. V.16. PP. 1212-1217.

98. Smith, K.D., Lipchock, S.V., Ames, T.D.,Wang, J., Breaker, R.R., Strobel,

99. S.A. Structural basis of ligand binding by a c-di-GMP riboswitch // Nat Struct Mol Biol. 2009. V. 16. PP. 1218-1223.

100. Mandal, M., Boese, B., Barrick, J.E., Winkler, W.C., Breaker, R.R. Riboswitches control fundamental biochemical pathways in Bacillus subtilis and other bacteria // Cell. 2003. V. 113. PP. 577—586.

101. Leontis, N.B.,Westhof, E. Geometric nomenclature and classification of RNA base pairs // RNA. 2001. V. 7. PP. 499-512.

102. Batey, R.T., Rambo, R.P., Doudna, J.A. Tertiary Motifs in RNA Structure and Folding // Angew Chem Int Ed Engl. 1999. V. 38. PP. 2326-2343.

103. Holbrook, S.R. Structural principles from large RNAs // Annu Rev Biophys. 2008.37: 445-464.

104. Varani, G. Exceptionally stable nucleic acid hairpins // Annu Rev Biophys Biomol Struct. 1995.24: 379^104.

105. Cate, J.H., Gooding, A.R., Podell, E., Zhou, K., Golden, B.L., Kundrot, C.E., Cech, T.R., Doudna, J.A. Crystal structure of a group I ribozyme domain: Principles of RNA packing // Science 1996. V. 273. PP. 1678—1685.

106. Jaeger, L., Michel, F.,Westhof, E. Involvement of a GNRA tetraloop in long-range RNA tertiary interactions // J Mol Biol. 1994. V. 236. PP. 1271—1276.

107. Murphy, F.L., Cech, T.R. GAAA tetraloop and conserved bulge stabilize tertiary structure of a group I intron domain // J Mol Biol. 1994. V. 236. PP. 49-63.

108. Sudarsan, N., Lee, E.R., Weinberg, Z., Moy, R.H., Kim, J.N., Link, K.H., Breaker, R.R. Riboswitches in eubacteria sense the second messenger cyclic di-GMP // Science. 2008 V. 321. PP. 411-413.

109. Blouin, S., Lafontaine, D.A. A loop loop interaction and a K-tum motif located in the lysine aptamer domain are important for the riboswitch gene regulation control //RNA. 2007. V. 13. PP. 1256—1267.

110. Winkler, W.C., Grundy, F.J., Murphy, B.A., Henkin, T.M. The GA.motif: An RNA element common to bacterial antitermination systems, rRNA, and eukaryotic RNAs//RNA. 2001. V. 7. PP. 1165-1172.

111. Grundy, F.J., Lehman, S.C., Henkin, T.M. The L box regulon: lysine sensing by leader RNAs of bacterial lysine biosynthesis genes // Proc Natl Acad Sci USA. 2003. V. 100. PP. 12057-12062.

112. Sudarsan, N., Wickiser, J.K., Nakamura, S., Ebert, M.S., Breaker, R.R. An mRNA structure in bacteria that controls gene expression by binding lysine // Genes Dev. 2003. V. 17. PP. 2688-2697.

113. McDaniel, B.A., Grundy, F.J., Henkin, T.M. A tertiary structural element in S box leader RNAs is required for S-adenosylmethioninedirected transcription termination. Mol Microbiol 2005. V. 57. PP. 1008—1021.

114. Montange, R.K., Batey, R.T. Riboswitches: emerging themes in RNA structure and function // Annu Rev Biophys. 2008. V. 37. PP. 117-133.

115. Gilbert, S.D., Love, C.E., Edwards, A.L., Batey, R.T. Mutational analysis of the purine riboswitch aptamer domain // Biochemistry. 2007. V. 46. PP. 1329713309.

116. Lemay, J.F., Penedo, J.C., Tremblay, R., Lilley, D.M., Lafontaine, D.A. Folding of the adenine riboswitch // Chem Biol. 2006. V. 13. PP. 857-868.

117. Stoddard, C.D., Gilbert, S.D., Batey, R.T. Ligand-dependent folding of the three-way junction in the purine riboswitch // RNA. 2008. V. 14. PP. 675-684.

118. Soukup, G.A. and Breaker, R.R. Relationship between intemucleotide linkage geometry and the stability of RNA // RNA. 1999. V. 5. PP. 1308-1325.

119. Mandal, M., Breaker, R.R. Adenine riboswitches and gene activation by disruption of a transcription terminator // Nat Struct Mol Biol. 2004. V. 11. PP. 2935.

120. Gilbert, S.D., Mediatore, S.J. and Batey, R.T. Modified pyrimidines specifically bind the purine riboswitch // J. Am.Chem. Soc. 2006. V. 128. PP. 14214-14215.

121. Lemay, J. and Lafontaine, D.A. Core requirements of the adenine riboswitch aptamer for ligand binding // RNA. 2007. V. 13. PP. 339—350.

122. Kim, J.N., Roth, A., Breaker, R.R. Guanine riboswitch variants from Mesoplasma florum selectively recognize 2'-deoxyguanosine // Proc Natl Acad Sci.2007. V. 104. PP. 16092-16097.

123. Kim, J.N., Breaker, R.R. Purine sensing by riboswitches // Biol Cell. 2008.V. 100: PP. 1-11.

124. Famulok, M. Molecular recognition of amino acids by RNA-aptamers: an 1-citrulline binding RNA motif and its evolution into an 1-arginine binder // J. Am. Chem. 1994. V. 116. PP. 1698-1706.

125. Yang, Y., Kochovan, M., Burgstaller, P., Westhof, E. and Famulok, M. Structural basis of ligand discrimination by two related RNA aptamers resolved by NMR spectroscopy // Science. 1996. V. 272. PP. 1343—1347.

126. Thelander, L. and Reichard, P. Reduction of ribonucleotides // Annu. Rev. Biochem. 1979 V. 48. PP. 133-158.

127. Kolberg, M., Strand, K.R., Graff, P. and Andersson, K.K. Structure, function, and mechanism of ribonucleotide reductases // Biochim. Biophys. Acta. 2004. V. 1699. PP. 1-34.

128. Cech, T.R., Zaug, A.J. and Grabowski, P.J. In vitro splicing of the ribosomal RNA precursor of Tetrahymena: involvement of a guanosine nucleotide in the excision of the intervening sequence // Cell. 1981. V. 27. PP. 487-496.

129. Shu, D. and Guo, P. A viral RNA that binds ATP and contains a motif similar to an ATP-binding aptamer from SELEX // J. Biol. Chem. 2003. V. 278. PP. 71197125.

130. Mandal, M., Lee, M., Barrick, J.E., Weinberg, Z., Emilsson, G.M., Ruzzo, W.L. and Breaker, R.R. A glycine-dependent riboswitch that uses cooperative binding to control gene expression // Science. 2004. V. 306. PP. 275-279.

131. Sudarsan, N., Hammond, M.C., Block, K.F., Welz, R., Barrick, J.E., Roth, A. and Breaker, R.R. Tandem riboswitch architectures exhibit complex gene control functions // Science. 2006. V. 314. PP. 300—304.

132. Welz, R. and Breaker, R.R. Ligand binding and gene control characteristics of tandem riboswitches in Bacillus anthracis // RNA. 2007. V. 13. PP. 573-582.

133. Edwards, T.E., Klein, D.J., Ferre-D’Amare, A.R. Riboswitches: Small molecule recognition by gene regulatory RNAs // Curr Opin Struct Biol; 2007. V.17. PP. 273-279.

134. Gilbert, S.D., Batey, R.T. Riboswitches: natural SELEXion // Cell Mol Life Sci. 2005. V. 62. PP. 2401-2404.

135. Jenison, R.D., Gill, S.C., Pardi, A., Polisky, B. High-resolution molecular discrimination by RNA // Science. 1994. V. 263. PP: 1425-1429.

136. Zimmermann, G.R., Jenison, R.D., Wick, C.L., Simorre, J.P., Pardi, A. Interlocking structural motifs mediate molecular discrimination by a theophylline-binding RNA // Nat Struct Biol. 1997. V. 4. PP. 644-649:

137. Zimmermann, G.R., Wick, C.L., Shields, T.P., Jenison, R.D., Pardi, A. Molecular interactions and metal binding in the theophylline-binding core of an RNA aptamer // RNA. 2000. V. 6. PP. 659-667.

138. Williamson, J.R. Induced fit in RNA-protein recognition // Nat Struct Biol. 2000. V.7 PP. 834-837.

139. Wickiser, J.K., Winkler, W.C., Breaker, R.R., Crothers, D.M. The speed of RNA transcription and metabolite binding kinetics operate an FMN riboswitch // Mol Cell. 2005. V. 18. PP. 49-60.

140. Gilbert, S.D., Stoddard, C.D., Wise, S.J., Batey, R.T. Thermodynamic and kinetic characterization of ligand binding to the purine riboswitch aptamer domain // J Mol Biol. 2006. V. 359. PP. 754-768.

141. Wickiser, J.K., Cheah, M.T., Breaker, R.R., Crothers, D.M. The kinetics of ligand binding by an adenine-sensing riboswitch // Biochemistry. 2005. V. 44. PP. 13404-13414.

142. Rieder, R., Lang, K., Graber, D. and Micura, R. Ligand-induced folding of the adenosine deaminase a-riboswitch and implications on riboswitch translational control // Chembiochem. 2007. V. 8. PP. 896-902.

143. Neu, H.C. The crisis in antibiotic resistance // Science. 1992. V. 257. PP. 1064-1073.

144. Gold, H.S. and Moellering, R.C. Antimicrobial-drug resistance // N. Engl. J. Med. 1996. V. 335. PP. 1445-1453.

145. Sudarsan, N., Cohen-Chalamish, S., Nakamura, S., Emilsson, G.M. and Breaker, R.R. Thiamine pyrophosphate riboswitches are targets for the antimicrobial compound pyrithiamine // Chem. Biol. 2005. V. 12. PP. 1325-1335.

146. Blount, K.F. and Breaker, R.R. Riboswitches as antibacterial drug targets // Nat. Biotechnol. 2006. V. 24. PP. 1558-1564.

147. Blount, K.F., Wang, J.X., Lim, J., Sudarsan, N. and Breaker, R.R. Antibacterial lysine analogs that target lysine riboswitches // Nat. Chem. Biol. 2006. V. 3. PP. 44-49.

148. Kim, J.N., Blount, K.F., Puskarz, I., Lim, J., Link, K.H., Breaker, R.R. Design and antimicrobial action of purine analogues that bind Guanine riboswitches //ACS Chem. Biol. 2009. V.4(ll). PP. 915-27.

149. Soukup, J.K., and Soukup, G.A. Riboswitches exert genetic control through metabolite-induced conformational change // Curr Opin Struct Biol. 2004. V. 14. PP. 344-349.

150. Gilbert, W. The RNA world // Nature. 1986 V. 319. P. 618.

151. Jeffares, D.C., Pool, A.M. and Penny, D. Relics from the RNA world // J. Mo.l Evol. 1998. V. 46. PP. 18-36.

152. White, H.D. 3rd. Coenzymes as fossils of an earlier metabolic state // J. Mol. Evol. 1976. V. 7. PP. 101-104.

153. Vitreschak, A.G., Rodionov, D:A., Mironov, A.A., Gelfand, M.S. Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression? // Trends Genet. 2004. V. 20. PPi 44-50.

154. Tucker, B. J. and Breaker, R. R. Riboswitches as versatile gene control elements // Current Opinion in Structural Biology. 2005. V. 15. PP. 342-348.

155. Sullivan, J.E., Brocklehurst, K.J., Marley, A.E., et al. Inhibition of lipolysis and lipogenesis in isolated rat adipocytes with AICAR, a cell-permeable activator of AMP-activated protein kinase // FEBS Lett. 1994. V. 353. PP. 33-36.

156. Karp, P.D., Riley, M., Paley, S.M., Pellegrini-Toole, A. The MetaCyc Database //Nucleic Acids Res. 2002. V. 30(1). PP. 59-61.

157. Van den Berghe, G., Gruber, H. Method for lowering blood lipid levels. W09303734; 1993.

158. Hardie, D.G., Hawley, S.A., Scott, J.W. AMP-activated protein kinase -development of the energy sensor concept // J Physiol. 2006. V. 574. PP. 7-15.

159. Gruber, H.E., Hoffer, M.E., McAllister, D.R., et al. Increased adenosine concentration in blood from ischemic myocardium by AICA riboside. Effects on flow, granulocytes, and injury// Circulation. 1989. V. 80. PP. 1400-1411.

160. Hardie, D.G. AMP-activated protein kinase: the guardian of cardiac energy status // J Clin Invent. 2004. V. 117. PP. 465-468.

161. Winder, W.W., Hardie, D.G. AMP-activated protein kinase, a metabolic master switch: possible roles in type 2 diabetes // Am J Physiol. 1999. V. 277. PP. 1-10.

162. Schimmack, G., Defronzo, R.A., Musi, N. AMP-activated protein kinase: role in metabolism and therapeutic implications // Diabetes Obes Metab. 2006. V. 8. PP. 591-602.

163. Consoli, A., Nurjhan, N., Capani, F., Gerich, J. Predominant role of gluconeogenesis in increased hepatic glucose production in NIDDM // Diabetes. 1989. V. 38. PP. 550-557.

164. Merrill, G.F., Kurth, E.J., Hardie, D.G., Winder, W.W. AICA riboside increases AMP-activated protein kinase, fatty acid oxidation, and glucose uptake in rat muscle // Am J Physiol. 1997. V. 273. PP. 1107-1112.

165. Kurth-Kraczek, E.J., Hirshman, M.F., Goodyear, L.J., Winder, W.W. 5’ AMP-activated protein kinase activation causes GLUT4 translocation in skeletal muscle // Diabetes. 1999. V. 48. PP. 1667-1671.

166. Narkar, V.A., Downes, M., Yu, R.T., et al. AMPK and PPARdelta agonists are exercise mimetics // Cell. 2008. V. 134. PP. 405-415.

167. Goransson, O., McBride, A., Hawley, S.A., et al. Mechanism of action of A-769662, a valuable tool for activation of AMP-activated protein kinase // J Biol Chem. 2007. V. 282. PP. 32549-32560.

168. Richter, E.A., Kiens, B., Wojtaszewski, J.F. Can exercise mimetics substitute for exercise? // Cell Metab. 2008. V. 8. PP. 96-98.

169. Xiang, X., Saha, A.K., Wen, R., et al. AMP-activated protein kinase activators can inhibit the growth of prostate cancer cells by multiple mechanisms // Biochem Biophys Res Commun. 2004. V. 321. PP. 161-167.

170. Swinnen, J.V., Beckers, A., Brusselmans, K., et al. Mimicry of a cellular low energy status blocks tumor cell anabolism and suppresses the malignant phenotype // Cancer Res. 2005. V. 65. PP. 2441-2448.

171. Rattan, R., Giri, S., Singh, A.K., Singh, I. 5-Aminoimidazole-4-carboxamide-1-beta-D-ribofuranoside inhibits cancer cell proliferation in vitro and in vivo via AMP-activated protein kinase // J Biol Chem. 2005. V. 280. P. 39582-39593.

172. Baumann, P., Mandl-Weber, S., Emmerich, B., et al. Activation of adenosine monophosphate activated protein kinase inhibits growth of multiple myeloma cells // Exp Cell Res. 2007. V. 313. PP. 3592-3603.

173. Garcia-Gil, M., Pesi, R., Pema, S., et al. 5’-aminoimidazole-4-carboxamide riboside induces apoptosis in human neuroblastoma cells // Neuroscience. 2003. V.117. PP. 811-820.

174. Pesi, R., Micheli, V., Jacomelli, G., et al. Cytosolic 5’-nucleotidase hyperactivity in erythrocytes of Lesch-Nyhan syndrome patients // Neuroreport. 2000 V. 11. PP. 1827-1831.

175. Kefas, B.A., Heimberg, H., Vaulont, S., et al. AICA-riboside induces apoptosis of pancreatic beta cells through stimulation of AMP-activated protein kinase // Diabetologia. 2003. V. 46. PP. 250-254.

176. Meisse, D., Van de Casteele, M., Beauloye, C., et al. Sustained activation of AMP-activated protein kinase induces c-Jun N-terminal kinase activation and apoptosis in liver cells // FEBS Lett. 2002. V. 526. PP. 38-42.

177. Campas, C., Lopez, J.M., Santidrian, A.F., et al. Acadesine activates AMPK and induces apoptosis in B-cell chronic lymphocytic leukemia cells but not in T lymphocytes // Blood. 2003. V. 101. PP. 3674-3680.

178. Campas, C., Santidrian, A.F., Domingo, A., Gil, J. Acadesine induces apoptosis in B-cells from mantle cell lymphoma and splenic marginal zone lymphoma // Leukemia. 2005. V. 19. PP. 292-294.

179. Lopez, J.M., Santidrian, A.F., Campas, C., Gil, J. 5-Aminoimidazole-4-carboxamide riboside induces apoptosis in Jurkat cells, but the AMP-activated protein kinase is not involved // Biochem J. 2003. V. 370. PP. 1027-1032.

180. Bochner, B.R., Ames, B.N. ZTP (5-amino 4-imidazole carboxamide riboside 5’-triphosphate): a proposed alarmone for 10-formyl-tetrahydrofolate deficiency // Cell. 1982. V. 29. PP. 929-937.

181. Cashel, M. Regulation of bacterial ppGpp and pppGpp // Ann. Rev. Microbial. 1975. V. 29t PP. 301-318.

182. Gallant, J. A. Stringent control in Escherichia coli II Ann. Rev. Genet. 1979 V. 73. PP: 393-415.

183. Udaka, S. and Moyed, H. S. Inhibition of parental and,mutant xanthosine 5’-phosphate aminases by psicofuranine // J. Biol. Chem. 1963. V. 238. PP. 27972803.

184. Slechta, L. Studies on the mode of action of psicofuranine // Biochem. Pharm. 1960. V.5.PP. 96-107.

185. Dougherty, M.J., Boyd, J.M., Downs, D.M. Inhibition of fructose-1,6-bisphosphatase by aminoimidazole carboxamide ribotide prevents growth of Salmonella enterica pnrH mutants on glycerol // J Biol Chem. 2006 V. 281. PP. 33892-33899.

186. Benkovic, S.J, deMaine, M.M. Mechanism of action of fructose 1,6-bisphosphatase // Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. 1982 V. 53. PP. 45-82.

187. Tejwani, G. A. Regulation of Fructose-Bisphosphatase Activity // Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1983. V. 54. PP. 121-194.

188. Pilkis, S., El-Maghrabi, M., Pilkis, J., and Claus, T. Inhibition of fructose-1,6-bisphosphatase by fructose 2,6-bisphosphate // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. PP. 3619-3622.

189. Ke, H., Thorpe, C. M., Seaton, B. A., Lipscomb, W. N., and Marcus, F. Structure refinement of fructose-1,6-bisphosphatase and its fructose 2,6bisphosphate complex at 2.8 A resolution // J. Mol. Biol. 1990. V. 212. PP. 513— 539.

190. Taketa, K., and Pogell, B. M. Allosteric Inhibition of Rat Liver Fructose 1,6-Diphosphatase by Adenosine 5'-Monophosphate // J. Biol. Chem. 1965. V. 240. PP. 651-662.

191. Ke, H. M., Zhang, Y. P., and Lipscomb, W. N. Crystal structure of fructose-1, 6-bisphosphatase complexed with fructose 6-phosphate, AMP, and magnesium // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990. V. 87. PP. 5243-5247.

192. Liang, J. Y., Zhang, Y., Huang, S., and Lipscomb, W. N. Allosteric transition of fructose-1,6-bisphosphatase // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1993. V. 90. PP. 2132-2136.

193. Fraenkel, D. G., and Horecker, B. L. Fructose-1,6-Diphosphatase and Acid Hexose Phosphatase of jEscherichia coli II J. Bacteriol. 1965. V. 90. PP: 837-842.

194. Iversen, L. F., Brzozowski, M., Hastrup, S., et al. Characterization of the allosteric binding pocket of human liver fructose-1,6-bisphosphatase by protein crystallography and inhibitor activity studies // Protein Sci. 1997. V. 6. PP. 971— 982.

195. Vincent, M.F., Marangos, P.J., Gruber, H.E., Van den Berghe, G. Inhibition by AICA riboside of gluconeogenesis in isolated rat hepatocytes // Diabetes. 1991. V. 40. PP.1259-1266.

196. Vincent, M.F., Erion, M.D., Gruber, H.E., Van den Berghe, G. Hypoglycaemic effect of AICAriboside in mice // Diabetologia. 1996. V. 39t PP. 1148-55.

197. Holmes, W. B., and Appling, D. R. Cloning and characterization of methenyltetrahydrofolate synthetase from Saccharomyces cerevisiae // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. PP. 20205-20213.

198. Rebora, K., Laloo, B., and Daignan-Fomier, B. Revisiting Purine-Histidine Cross-Pathway Regulation in Saccharomyces cerevisiae: A Central Role for a Small Molecule // Genetics. 2005 V. 170. PP. 61-70.

199. Pinson, B., Vaur, S., Sagot, I., Coulpier, F., Lemoine, S., and Daignan-Fomier, B. Metabolic intermediates selectively stimulate transcription factor interaction and modulate phosphate and purine pathways // Genes Dev 2009. V. 23. PP. 1399-1407.

200. Rebora, K., Desmoucelles, C., Borne, F., Pinson, B., and Daignan-Fornier, B. Yeast AMP Pathway Genes Respond to Adenine through Regulated Synthesis of a Metabolic Intermediate // Mol Cell Biol. 2001. V. 21. PP. 7901-7912.

201. Sabina, R. L., Patterson, D., and Holmes, E. W. 5-Amino-4-imidazolecarboxamide riboside (Z-riboside) metabolism in eukaryotic cells // J. Biol. Chem. 1985. V. 260. PP. 6107-6114.

202. Anagnostopoulos, C., Spizizen, J. Requirements for transformation in Bacillus subtilis II J.Bacteriol. 1961. V.81. P. 741-746.

203. Yoshikawa, H., Sueoka, N. Sequental replication of Bacillus subtilis chromosome, I. Comparison of marker frequencies in exponential and stationary growth phases // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1963. V. 49. P. 559-566.

204. Blattner, F.R., Plunkett, G., Bloch, C.A. et al. The Complete Genome Sequence of Escherichia coli K-12 // Science. 1997. V. 277. P.1453-1462.

205. Vagner, V., Dervyn, E., Ehrlich, S.D. A vector for systematic gene inactivation in Bacillus subtilis. //Microbiology. 1998. V. 144. P. 3097-3104.

206. Shatalin, K.Y. and Neyfakh, A.A. Efficient gene inactivation in Bacillusanthracis. // FEMS Microbiology Letters. 2005. V. 245. P. 315-319. .

207. Sambrook, J., Fritsch, E.F., Maniatis,,T. Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed. N.Y. Cold Spring Harbor Lab. 1989.

208. Saito, H., Miura, K.I. Preparation of transforming deoxyribonucleic acid by phenol treatment // Biochim.Biophys. Acta. 1963. V. 42. P.619-629.

209. Sanger, F., Nicklen, S., Coulson, A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1977. V.74.

210. Mironov A., Epshtein V., Nudler E. Transcriptional approaches to riboswitch studies // Methods in Mol.Biol. 2009. V. 540. P. 39-51.

211. Миллер Дж. Эксперименты в молекулярной генетике М.: Мир, 1976.

212. Zuker М., Mathews D.H., Turner D.H. // RNA Biochemistry and Biotechnology / Eds. J.Barciszewsky, B.F.C.Clark. NATO ASI Series; Kluwer Academic Publishers, Boston, 1999. — P. 11- 43.

213. Hove-Jensen, B., Nygaard, P. Phosphoribosylpyrophosphate synthetase of Escherichia coli, Identification of a mutant enzyme. // Eur. J. Biochem. 1982. V.126. P.327-332.

214. Meyer, E., Switzer, R.L. Regulation of Bacillus subtilis glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase activity by end products // J. Biol. Chem. 1979. V.254. P.5397-5402.

215. Tumbough, C.L., Switzer, R.L. Oxygen-dependent inactivation of glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase in stationary-phase cultures of Bacillus subtilis II J.Bacteriol. 1975. V.121. P.108-114.

216. Hove-Jensen, B., Harlow, K.W., King, C.J., Switzer, R.L. Phosphoribosylpyrophosphate synthetase of Escherichia coli. Properties of the purified enzyme and primary structure of the prs gene I I J. Biol. Chem. 1986. V.261. P.6765-6771.

217. Henkin, Т. М. / In Sonenshein, A. L. Hoch, J. A. and Losick R. (ed.), Bacillus subtilis and other gram-positive bacteria: biochemistry, physiology, and molecular genetics. American Society for Microbiology, Washington, D.C. 1993. P. 669-682.

218. Lindner, G., Nijland, R., van Hartskamp, М., Bron, S., Hamoen, L.W., Kuipers, O.P. Differential expression of two paralogous genes of Bacillus subtilis encoding single-stranded DNA binding protein // J. Bacteriol. 2004. V. 186. PP. 1097-1105.

219. Estrem, S.T., Gaal, Т., Ross, W. Gourse, R.L. Identification of an UP element consensus sequence for bacterial promoters // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V.95. P.9761-9766.

220. Blouin S., Mulhbacher J., Penedo J.K., Lafontaine, D.A. Riboswitches: ancient and'promising genetic regulators // ChemBioChem. 2009. V.10. PP. 400416.

221. Johansen L. E., Nygaard P., Lassen C. et al. Definition of a second Bacillus subtilis pur regulon comprising the pur and xpt-pbuX operons plus pbuG, nupG (yxjA), andpbuE (ydhL) II J. Bacteriol. 2003. V. 185. P. 5200-5209.

222. Asahara, Т., Mori, Y., Zakataeva, N.P., Livshits, V.A., Yoshida, K., Matsuno, K. Accumulation of gene-targeted Bacillus subtilis mutations that enhance fermentative inosine production // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2010. V.87. PP. 2195-207.

223. Пресс-релиз компании «ADVANCELL» от 16.02.2011.У