Структура аппарата инфицирования бактериофага T4 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Костюченко, Виктор Анатольевич

• Костюченко, Виктор Анатольевич
• кандидат биологических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Костюченко, Виктор Анатольевич

1 Введение

1.1 Актуальность проблемы

1.2 Цели и задачи работы.

1.3 Научная новизна и практическая ценность работы

2 Обзор литературы

2.1 Методы пространственной реконструкции.

2.2 Подготовка и съёмка образцов в ЭКМ

2.3 Формирование изображения в электронном микроскопе

2.4 Предварительная обработка и оценка качества получен пых данных .21)

2.5 Подготовка исходных проекций.V)

2.6 Определение параметров ориентации проекций

2.7 Реконструкция.М

2.8 Разрешение. Оценка качества реконструкции.виду

2.9 Встраивание атомных структур субъединиц в реконструированную модель.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура аппарата инфицирования бактериофага T4»

1.1 Актуальность проблемы

Знание структуры вирусов и особенностей их формирования необходимо для разработки новых эффективных подходов в борьбе с вирусными инфекциями. Вирусы также являются удобной экспериментальной модельной системой для изучения механизмов ассоциации белковых субъединиц, которая может помочь в понимании процессов формирования сложных биологических структур клетки, таких как ядерные поры, цептриоли, жгутики, компоненты мышечных филами пои н др. Вирусы разделяют на группы в соответствии со способом хранения генетической информации, например, одно- или двунитевая ДНК или РНК, и их устройством: палочкообразные, нитчатые, сферические, сложные с хвостом, сферические с внешней липидной оболочкой и внутренним белковым нуклеокапсидом и так далее [9]. Простейшие вирусы типа сателлитного вируса некроза табака (СВНТ), геном которого кодирует всего один белок [105], имеют икосаэдрическую форму и сравнительно маленькие размеры — диаметр капсида СВНТ всего 180 А [32].

Одними из самых сложных по строению вирусов являются шк называемые хвостатые бактериофаги — представители отряда Ccnul<>vii\ilcs фаги, имеющие способный сокращаться хвост, относятся к еемисшу 1 4

500 Л

1 \ tell \ \

КЛг! \ la I :jzc

4 Т 4 -i.HSttplfjte

- Tüll sheath

Рис. I : Бактериофаг Т4 . а) криоэлектронная микрофотография; б) схематическая модель. Рисунок взят из [78].

Myoviridae. Один из них, бактериофаг Т4 [36], инфицирующий бактерию Escherichia coli, является одним из основных модельных объектов молекулярной биологии. Частица бактериофага Т4 (рис. I) состоит из двух основных частей — капсида (головки), содержащего двух цепочечную геномную ДНК размером 172 тысячи пар оснований [63], и хвоста, который присоединён к камсиду через специальный портал на одной из вершин с симметрией 5-го порядка. Капсид фага Т4, около 850 Л в поперечнике и 1150 Л длиной, удлинён вдоль оси, проходящей через хвост и портал, и построен из большого числа копий белков пг23 (930 копий), пг24 (55 копий), hoc (от "highly antigenic outer capsid", 155 копий) и soc (от "small outer capsid", 810 копий) [24]. Портал содержит 12 копий белка пг20[20].

Сократимый хвост состоит из трёх частей: шейки, хвостового с тержня, па котором собран сократимый хвостовой чехол, и базальной пластинки. К шейке, построенной из гексамеров пг15, пг13 и/или пг14, присоединены "воротничок" и "бакенбарды", состоящие из тримеров белка фибритина (птос); воротничок по-видимому, содержит также один из белков пг13 или пг14.

Основную часть хвоста занимает сократимый хвостовой чехол и расположенный внутри него хвостовой стержень. Чехол построен из пг18, а стержень из пг19. Завершает хвост базальная пластинка - многокомпонентная молекулярная структура диаметром около 520А и высотой в 270 а, состоящая из 16 различных белков, практически каждый из которых является олигомером. В состав базальной пластинки входят пг5, пгб, пг7, пг8, пг9, пгЮ, пг11, пг12, пг25, пг26, пг27, пг29, пг48, пг53, и пг54. К базальной пластинке присоединены длинные хвостовые фибриллы, построенные из пг34, пг35, пгЗб и пг37. Таким образом, одних только структурных белков в частице фага имеется более тридцати, не считая белков, связанных с упакованной внутри капсида ДНК, вспомогательных скаффолд-белков и белков-шаперонов (табл. 1 на с. И).

Процесс сборки частицы бактериофага Т4 — достаточно сложный, многостадийный процесс [23, 40-43]. Сборка капсида с последующей упаковкой в него геномной ДНК происходит независимо от сборки хвоста. Постройка хвоста (рис. 2) начинается с образования базальной пластинки, которая, в свою очередь, формируется из семи субъединиц: шести клиньев и центральной втулки, собирающихся одновременно и независимо друг от друга. Сборка клина начинается с формирования комплекса белков 7 — Юз — Из, к которым присоединяются белки пгб и пг8 [68-70]. Затем присоединяются белки пг53 и пг25 [91]. Центральная втулка образуется из тримеров пг5, пг27 и пг29 с помощью вспомогательных белков пг26 и пг28. Шесть клиньев собираются вокруг центральной втулки, образуя предшественник базальной пластин

Head

Initiation Complex

Membrane«»« « •

930x gp23

9P31i ^ 55 * gp24 \ (flp20),ä ' [0P401 ? gp21,ep22,gp67.gp68: IP1 1PII, 1PW, 8P alt u 4 v\> ар,0Ь gp7 (ЯР®)» sp2s ys-.^рг

9Р» V"

-w:

Tail f- . N

3*gp28 !gp26. flp28, flpST] вр1вИ9р)7), ОЫА

Ч У

-tV - #

ЗШ- у дв

Prohead protege acKvatkm: gp21—-T4 PPaw Cleavage of prohead proteins Dissociation from membrane

3*Qpl2[gp57AI i Short tail fiber \6

J e*gp48 îsÎpf 6 » gp54 y m» NI

Head capsid f'/^i I ' ь t ■ i - • '« tSS xepftoc (ДО24"),

810*gpsoe gphoc ••

V OP soc ^ (зргзг : 11 ^ Expansion вРШЦвр.^-'.еГр ' CepieUgpUL AOP + P.

DNA.

9P2C)u -SP2, SP4. flplî, OPl* gp й-лс) '

0p24"V-BP Лос gp soc (SP23-), 4 i j je? •'¿2-*'"

ЫИ»йй» Na

S.ÎÏ A».««

8P83J ■ v t'l;.^ t/y ' < «s

Long tail fiber

Long tail fibers t.-3xflp34 [gpSJAJ

3 хдрЗТ t9p38. gp57A) 3 x gp36-^ rflp3s;

Рис. 2: Порядок сборки вирусной частицы. Рисунок взят из [78] ки. На этом этапе, по-видимому, в базальную пластинку встраиваются пг9 (сайты присоединения длинных фибрилл) и пг12 (короткие фибриллы). Затем добавляются шесть копий пг48 и пг54, образующие сайт инициации сборки хвостового стержня и чехла. Стержень образуется из молекул пг19, полимеризующихся, как считается, вокруг пг29, задающего длину собранного стержня. Вместе со стержнем идёт сборка хвостового чехла из пг18, для которого стержень служит матрицей, вынуждающей пг18 принимать конформацию, соответствующую растянутому состоянию чехла. На вершине хвостового стержня располагается фиксирующий его кольцеобразный гексамер пгЗ, взаимодействующий, по-видимому, с пг29 [99]. К пгЗ присоединяется гексамер пг15, образующий шейку [107]; затем к пг15 присоединяются пг13, пг14 и фибритин [6, 88], образующие воротничок и бакенбарды [10].

Сборка капсида начинается с образования на клеточной мембране специального комплекса инициации, состоящего из прикреплённого к мембране вспомогательного белка пг40, к которому прикрепляется портал, образованный белком пг20 [20]. Далее на портале выстраивается прокапсид, содержащий комплекс белков пг21 (зимоген протеиназы), пг22, пг67, пг68 и некоторых других, образующих внутреннее ядро, вокруг которого собирается прокапсид из белков пг23 (основной белок капсида) и пг24, формирующий пентамерные вершины. Затем происходит активация протеолитической активности пг21 [30, 39], приводящая к полному расщеплению внутреннего ядра, а пг23 и пг24 подвергаются частичному протеолизу, образуя белки пг23* и пг24% что индуцирует увеличение объёма капсида [31]. Далее капсид диссоциирует с клеточной мембраны и к порталу присоединяется комплекс белков пг16 и пг17, представляющих собой специальный аппарат для упаковки ДНК в собранный капсид [53]. Процесс упаковки сопровождается гидролизом одной молекулы АТР до АДР на каждую пару оснований упаковываемой ДНК и завершается при полном заполнении капсида. Затем капсид покрывается сеткой белков hoc и soc, взаимодействующих с пг23*. К капсиду с упакованной ДНК прикрепляется хвост, к которому затем присоединяются длинные фибриллы, завершающие сборку вирусной частицы, способной инфицировать клетку.

С помощью электронной микроскопии с применением негативного контрастирования удалось, в общих чертах, представить строение вируса. Хвостовой чехол бактериофага Т4 в растянутом состоянии явился первой биологической структурой, для которой была проведена трёхмерная реконструкция [17]. Затем были получены трёхмерная реконструкция сокращённого хвоста [3] и растянутого хвоста с данных ЭКМ [84], а также была предложена двухмерная модель базальной пластинки [15]. Но выполнить пространственную реконструкцию вирусной частицы целиком удавалось, в основном, лишь для сравнительно простых сферических вирусов, поскольку отсутствовали необходимые вычислительные мощности и не были до конца разработаны методики реконструкции. В настоящее время, с совершенствованием электронно-микроскопической техники и доступностью высокопроизводительных компьютерных систем, задача реконструировать частицу бактериофага Т4 с околоатомным разрешением представляется выполнимой.

Таблица 1: Белки в составе частицы бактериофага Т4 (по данным из

36] с поправками). продукт гена размер, а/о Кол-во копий Расположение

3 176 6 шейка

5 575 3 центральная втулка

6 660 6 или 12 базальная пластинка

7 1032 6 базальная пластинка

8 334 12 базальная пластинка

9 288 18 базальная пластинка

10 602 18 базальная пластинка

11 219 18 базальная пластинка

12 527 18 базальная пластинка

13 309 неизвестно воротничок/бакенбарды

14 256 неизвестно воротничок/бакенбарды

15 272 6 шейка

18 659 138 хвостовой чехол

19 163 138 хвостовой стержень

20 524 12 капсид

23 521 930 капсид

24 427 55 капсид

25 132 6 базальная пластинка

27 391 3 центральная втулка

29 590 — регулятор длины хвоста

34 1289 18 длинные фибриллы

35 275 6 длинные фибриллы

36 221 18 длинные фибриллы

37 1026 18 длинные фибриллы

48 364 6 базальная пластинка

53 196 6 базальная пластинка

54 320 6 базальная пластинка

SOC 80 810 капсид hoc 376 155 капсид wac 486 18 воротничок/бакенбарды

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Костюченко, Виктор Анатольевич

Выводы

1. Разработана компьютерная программа для трёхмерной реконструкции сложных надмолекулярных объектов по данным изображений электронной криомикроскопии, позволяющая реконструировать большие комплексы.

2. Впервые осуществлена пространственная реконструкция комплекса базальной пластинки и хвостового стержня (молекулярный вес 8,8 МДа) бактериофага Т4 с разрешением 12 а. Базальная пластинка, построенная из 15 продуктов генов, имеет форму ажурного шатра, 270 а высотой и диаметром 520 а в основании шатра. Хвостовой стержень — канал для введения ДНК вируса в клетку, — представляет собой трубку 940 а длиной и имеет внешний диаметр 96 а и внутренний 43 а. Трубка построена из 23 колец — гексамеров пг19, — 40.8 а высотой, с относительным поворотом между последовательными кольцами в 17,7 градусов.

3. Определено расположение белков базальной пластинки с известной атомной структурой: пг5, пг8, пг9, пгЮ, пг11, пг12 и пг27. Предложены вероятные места нахождения и форма белков с не известной на данный момент структурой: пг7 и пгЮ. В базальной пластинке структуры белковых компонентов не претерпевают заметных изменений по сравнению с их кристаллическими структурами, и, по-видимому, регуляция сборки комплекса осуществляется за счёт последовательного создания новых сайтов взаимодействия субъединиц.

4. На основании полученных структурных данных предложена модель инициации инфицирования бактериофагом Т4 хозяйской клетки Escherichia coli.

Благодарности

Выражаю искреннюю признательность и благодарность моему научному руководителю Вадиму Викторовичу Месянжинову за внимание, помощь и поддержку в осуществлении данной работы. I am very grateful to Dr. Michael Rossmann for advice and support. Я признателен Петру Лейману за помощь на всех стадиях нашей совместной работы, в частности, за его огромный вклад в создание иллюстративного материала диссертации. Благодарю Евгения Тищенко за помощь в оформлении диссертации.

Рукопись диссертации подготовлена с помощью программных па кетов LyX и

Заключение

Изучение функционирования сложных биологических объектов, таких, как бактериофаг Т4, как и научные исследования вцелом — непрерывно эволюционирующий процесс, где, казалось бы установленные факты постоянно проверяются, уточняются, подтверждаются или опровергаются, либо объясняются по-новому.

Изучение генома бактериофага Т4 Escherichia coli, основного модельного объекта молекулярной биологии и одного из самых распространенных генетических доменов биосферы являлось исходным предметом исследований лаборатории молекулярной биоинженерии ИБХ РАН, где выполнялась данная диссертационная работа. В лаборатории были впервые определены последовательности ДНК большого региона поздних генов (гены 6, 7, 8, 9, 10, И, 12, wac, 13, 14, 15, 20, 22) [60, 61, 71-73, 80-82], кодирующих структурные белки частицы Т4. Дальнейшей целью этих исследований является выяснение структурных основ формирования сложных биологических структур и вирусов, а также молекулярных механизмов инфекционности вируса.

На следующем этапе, в котором я принял участие, были начаты структурные исследования, и были установлены кристаллические структуры нескольких белков базальной пластинки [35, 47, 51, 52].

Представленная в данной работе детальная пространственная структура аппарата инфицирования — базальной пластинки [46], — включает в себя практически все накопленные структурные данные, и позволяет выйти на новый уровень — с помощью дальнейших генетических и структурных исследований подтвердить или опровергнуть предложенный механизм инфицирования бактериофага Т4.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Костюченко, Виктор Анатольевич, 2004 год

1. Abuladze N. K., Gingery M., Tsai J., Eiserling F. A. Tail length determination in bacteriophage T4. //Virology. - 1994. - Vol. 199.- P. 301-10.

2. Adrian M., Dubochet J., Lepault J., McDowall A. W. Cryo-electron microscopy of viruses. //Nature. 1984. - Vol. 308. - P. 32-36.

3. Amos L., Klug A. Three-dimensional image reconstructions of the contractile tail of T4 bacteriophage. //J Mol Biol. 1975. - Vol. 99.-P. 51-64.

4. Baker T., Olson N., Fuller S. Adding the third dimension to virus life cycles: three-dimensional reconstruction of icosahedral viruses from cryo-electron micrographs. //Microbiol Mol Biol Rev. 1999.- Vol. 63. P. 862-922, table of contents.

5. Booth C. R., Jiang W., Baker M. L., Zhou Z. H., Ludtke S. J., Chiu W. A 9 A single particle reconstruction from CCD captured images on a 200 kV electron cryomicroscope. //Journal of Structural Biology. -2004. Vol. 147. - P. 116-127.

6. Boudko S., Strelkov S., Engel J., Stetefeld J. Design and crystal structure of bacteriophage T4 mini-fibritin NCCF. //J Mol Biol. -2004. Vol. 339. - P. 927-35.

7. Caspar D. L. D., Klug A. Physical Principles in the Construction of Regular Viruses. //Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1962.- Vol. 27. P. 1-24.

8. Chacon P., Wriggers W. Multi-resolution contour-based fitting of macromolecular structures. //J Mol Biol. 2002. - Vol. 317. - P. 37584.

9. Chiu W., Burnett R. M., Garcea R. L. Structural Biology of Viruses- Oxford University Press, 1997.

10. Conley M., Wood W. Bacteriophage T4 whiskers: a rudimentary environment-sensing device. //Proc Natl Acad Sci USA.- 1975.- Vol. 72. P. 3701-5.

11. Conway J., Cheng N., Zlotnick A., Wingfield P., Stahl S., Steven A. Visualization of a 4-helix bundle in the hepatitis B virus capsid by cryo-electron microscopy. //Nature. 1997. - Vol. 386. - P. 91-4.

12. Conway J., Duda R., Cheng N., Hendrix R., Steven A. Proteolytic and conformational control of virus capsid maturation: the bacteriophage HK97 system. //J Mol Biol. 1995. - Vol. 253. - P. 86-99.

13. Conway J. F., Steven A. C. Methods for reconstructing density maps of "single"particles from cryoelectron micrographs to subnanometer resolution. //J Struct Biol. 1999. - Vol. 128. - P. 106-18.

14. Coombs D., Arisaka F. T4 tail structure and function /Molecular biology of bacteriophage T4. Washington, DC, 1994, - P. 259-281.

15. Crowther R. A., Lenk E. V., Kikuchi Y., King J. Molecular reorganization in the hexagon to star transition of the baseplate of bacteriophage T4. //J Mol Biol. 1977. - Vol. 116. - P. 489-523.

16. Crowther R. A. Mutants of bacteriophage T4 that produce infective fibreless particles. //J Mol Biol. 1980. - Vol. 137. - P. 159-74.

17. DeRosier D., Klug A. Reconstruction of three-dimensional structures from electron micrographs. //Nature. 1968. - Vol. 217. - P. 130-134.

18. DeRosier D., Moore P. Reconstruction of three-dimensional images from electron micrographs of structures with helical symmetry. //J Mol Biol. 1970. - Vol. 52. - P. 355-69.

19. Dong W., Baird T., Fryer J., Gilmore C., MacNicol D., Bricogne G., Smith D. J., O'Keefe M., Hovmollerm S. Electron microscopy at 1-a resolution by entropy maximization and likelihood ranking. //Nature.- 1992. Vol. 355. - P. 605-609.

20. Driedonks R., Caldentey J. Gene 20 product of bacteriophage T4. II. Its structural organization in prehead and bacteriophage. //J Mol Biol.- 1983. Vol. 166. - P. 341-60.

21. Duda R. L., Gingery M., Eiserling F. A. Potential length determiner and DNA injection protein is extruded from bacteriophage T4 tail tubes in vitro. //Virology. 1986. - Vol. 151. - P. 296-314.

22. Edgar R., Lielausis I. Some steps in the assembly of bacteriophage T4. //J Mol Biol. 1968. - Vol. 32. - P. 263-76.

23. Ferguson P., Coombs D. Pulse-chase analysis of the in vivo assembly of the bacteriophage T4 tail. //J Mol Biol. 2000. - Vol. 297. -P. 99-117.

24. Fokine A., Chipman P., Leiman P., Mesyanzhinov V., Rao V., Rossmann M. Molecular architecture of the prolate head of bacteriophage T4. //Proc Natl Acad Sci USA.- 2004. Vol. 101.- P. 6003-8.

25. Frank J., Radermacher M., Penczek P., Zhu J., Li Y., Ladjadj M., Leith A. SPIDER and WEB: processing and visualization of images in 3D electron microscopy and related fields. //J Struct Biol. 1996. -Vol. 116. - P. 190-9.

26. Frank J. Electron microscopy of functional ribosome complexes. //Biopolymers. 2003. - Vol. 68. - P. 223-33.

27. Gabashvili I., Agrawal R., Spahn C., Grassucci R., Svergun D., Frank J., Penczek P. Solution structure of the E. coli 70S ribosome at 11.5 A resolution. //Cell. 2000. - Vol. 100. - P. 537-49.

28. Goldberg E., Grinius L., Letellier L. Recognition, attachment, and injecton. /Molecular biology of bacteriophage T4. Washington, D. C., 1994,-P. 347-356.

29. GrigoriefF N. Resolution measurement in structures derived from single particles. //Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2000. -Vol. 56 ( Pt 10). - P. 1270-7.

30. Hintermann E., Kuhn A. Bacteriophage T4 gene 21 encodes two proteins essential for phage maturation. //Virology. 1992. - Vol. 189.- P. 474-82.

31. Jardine P., Coombs D. Capsid expansion follows the initiation of DNA packaging in bacteriophage T4. //J Mol Biol. 1998. - Vol. 284. -P. 661-72.

32. Jones T., Liljas L. Structure of satellite tobacco necrosis virus after crystallographic refinement at 2.5 A resolution. //J Mol Biol. 1984.- Vol. 177. P. 735-67.

33. Jones T., Zou J., Cowan S., Kjeldgaard . Improved methods for building protein models in electron density maps and the location of errors in these models. //Acta Crystallogr A. 1991. - Vol. 47 ( Pt 2). -P. 110-9.

34. Kanamaru S., Gassner N., Ye N., Takeda S., Arisaka F. The C-terminal fragment of the precursor tail lysozyme of bacteriophage T4 stays as a structural component of the baseplate after cleavage. //J Bacteriol.- 1999. Vol. 181. -P. 2739-44.

35. Kanamaru S., Leiman P., Kostyuchenko V., Chipman P., Mesyanzhinov V., Arisaka F., Rossmann M. Structure of the cell-puncturing device of bacteriophage T4. //Nature. 2002. - Vol. 415.- P. 553-7.

36. Karam J. D., editor. Molecular biology of bacteriophage T4 -Washington, DC, 1994.

37. Kellenberger E., Stauffer E., Haner M., Lustig A., Karamata D. Mechanism of the long tail-fiber deployment of bacteriophages T-even and its role in adsorption, infection and sedimentation. //Biophys Chem. 1996. - Vol. 59. - P. 41-59.

38. Keller B., Bickle T. The nucleotide sequence of gene 21 of bacteriophage T4 coding for the prohead protease. //Gene. 1986.- Vol. 49. P. 245-51.

39. Kikuchi Y., King J. Assembly of the tail of bacteriophage T4. //J Supramol Struct. 1975. - Vol. 3. - P. 24-38.

40. Kikuchi Y., King J. Genetic control of bacteriophage T4 baseplate morphogenesis. III. Formation of the central plug and overall assembly pathway. //J Mol Biol. 1975. - Vol. 99. - P. 695-716.

41. Kikuchi Y., King J. Genetic control of bacteriophage T4 baseplate morphogenesis. II. Mutants unable to form the central part of the baseplate. //J Mol Biol. 1975. - Vol. 99. - P. 673-94.

42. Kikuchi Y., King J. Genetic control of bacteriophage T4 baseplate morphogenesis. I. Sequential assembly of the major precursor, in vivo and in vitro. //J Mol Biol. 1975. - Vol. 99. - P. 645-72.

43. King J., Mykolajewycz N. Bacteriophage T4 tail assembly: proteins of the sheath, core and baseplate. //J Mol Biol. 1973. - Vol. 75.- P. 339-58.

44. King J. Bacteriophage T4 tail assembly: four steps in core formation. //J Mol Biol. 1971. - Vol. 58. - P. 693-709.

45. Kostyuchenko V., Leiman P., Chipman P., Kanamaru S., van Raaij M., Arisaka F., Mesyanzhinov V., Rossmann M. Three-dimensional structure of bacteriophage T4 baseplate. //Nat Struct Biol. 2003. - Vol. 10. - P. 688-93.

46. Kostyuchenko V. A., Navruzbekov G. A., Kurochkina L. P., Strelkov S. V., Mesyanzhinov V. V., Rossmann M. G. The structure of bacteriophage T4 gene product 9: the trigger for tail contraction. //Structure Fold Des. 1999. - Vol. 7. - P. 1213-22.

47. Leapman R., Kocsis E., Zhang G., Talbot T., Laquerriere P. Three-dimensional distributions of elements in biological samples by energy-filtered electron tomography. //Ultramicroscopy. 2004. - Vol. 100. -P. 115-25.

48. Leiman P., Chipman P., Kostyuchenko V., Mesyanzhinov V., Rossmann M. Three-dimensional rearrangement of proteins in the tail of bacteriophage t4 on infection of its host. //Cell. 2004. -Vol. 118.-P. 419-429.

49. Leiman P., Kanamaru S., Mesyanzhinov V., Arisaka F., Rossmann M. Structure and morphogenesis of bacteriophage T4. //Cell Mol Life Sci. 2003. - Vol. 60. - P. 2356-70.

50. Leiman P., Shneider M., Kostyuchenko V., Chipman P., Mesyanzhinov V., Rossmann M. Structure and location of gene product 8 in the bacteriophage T4 baseplate. //J Mol Biol. 2003. - Vol. 328. - P. 82133.

51. Leiman P. G., Kostyuchenko V. A., Shneider M. M., Kurochkina L. P., Mesyanzhinov V. V., Rossmann M. G. Structure of bacteriophage T4gene product 11, the interface between the baseplate and short tail fibers. //J Mol Biol. 2000. - Vol. 301. - P. 975-85.

52. Lin H., Rao V., Black L. Analysis of capsid portal protein and terminase functional domains: interaction sites required for DNA packaging in bacteriophage T4. //J Mol Biol. 1999. - Vol. 289.- P. 249-60.

53. Li B., Wang H., Yang J., Hou J. High-resolution scanning tunneling microscopy for molecules. //Ultramicroscopy. 2004. - Vol. 98.- P. 317-34.

54. Ludtke S., Baldwin P., Chiu W. EMAN: semiautomated software for high-resolution single-particle reconstructions. //J Struct Biol. 1999.- Vol. 128. P. 82-97.

55. Ludtke S., Chen D., Song J., Chuang D., Chiu W. Seeing GroEL at 6 A Resolution by Single Particle Electron Cryomicroscopy. //Structure (Camb). 2004. - Vol. 12. - P. 1129-36.

56. Makhov A., Trus B., Conway J., Simon M., Zurabishvili T., Mesyanzhinov V., Steven A. The short tail-fiber of bacteriophage T4: molecular structure and a mechanism for its conformational transition. //Virology. 1993. - Vol. 194. - P. 117-27.

57. Marabini R., Herman G., Carazo J. 3D reconstruction in electron microscopy using ART with smooth spherically symmetric volume elements (blobs). //Ultramicroscopy. 1998. - Vol. 72. - P. 53-65.

58. Marabini R., Masegosa I., San Martin M., Marco S., Fernandez J., de la Fraga L., Vaquerizo C., Carazo J. Xmipp: An Image Processing

59. Package for Electron Microscopy. //J Struct Biol. 1996. - Vol. 116.- P. 237-40.

60. Marusich E., Mesyanzhinov V. Nucleotide and deduced amino acid sequences of bacteriophage T4 gene 22. //Nucleic Acids Res. 1989.- Vol. 17. P. 8865.

61. Marusich E., Mesyanzhinov V. Nucleotide and deduced amino acid sequences of bacteriophage T4 gene 20. //Nucleic Acids Res. 1989. -Vol. 17.-P. 7514.

62. McRee D. E. XtalView/Xfit A Versatile Program for Manipulating Atomic Coordinates and Electron Density. //J. Struct Biol. - 1999. -Vol. 125.-P. 156-165.

63. Miller E., Kutter E., Mosig G., Arisaka F., Kunisawa T., Ruger W. Bacteriophage T4 genome. //Microbiol Mol Biol Rev. 2003. -Vol. 67. - P. 86-156.

64. Moody M., Makowski L. X-ray diffraction study of tail-tubes from bacteriophage T2L. //J Mol Biol. 1981. - Vol. 150. - P. 217-44.

65. Nakagawa H., Arisaka F., Ishii S. Isolation and characterization of the bacteriophage T4 tail-associated lysozyme. //J Virol. 1985. - Vol. 54.- P. 460-6.

66. Penczek P., Zhu J., Frank J. A common-lines based method for determining orientations for N > 3 particle projections simultaneously. //Ultramicroscopy. 1996. - Vol. 63. - P. 205-18.

67. Penczek P., Radermacher M., Frank J. Three-dimensional reconstruction of single particles embedded in ice. //Ultramicroscopy.- 1992. Vol. 40.-P. 33-53.

68. Plishker M., Berget P. Isolation and characterization of precursors in bacteriophage T4 baseplate assembly. III. The carboxyl termini of protein Pll are required for assembly activity. //J Mol Biol. 1984.- Vol. 178. P. 699-709.

69. Plishker M., Rangwala S., Berget P. Isolation of bacteriophage T4 baseplate proteins P7 and P8 and in vitro formation of the P10/P7/P8 assembly intermediate. //J Virol. 1988. - Vol. 62. - P. 400-6.

70. Prilipov A., Mesyanzhinov V., Aebi U., Kellenberger E. Cloning and sequencing of bacteriophage T4 genes between map positions 128.3130.3. //Nucleic Acids Res. 1990. - Vol. 18. - P. 3635.

71. Prilipov A., Selivanov N., Efimov V., Marusich E., Mesyanzhinov V. Nucleotide sequences of bacteriophage T4 genes 9, 10 and 11. //Nucleic Acids Res. 1989. - Vol. 17. - P. 3303.

72. Prilipov A., Selivanov N., Nikolaeva L., Mesyanzhinov V. Nucleotide and deduced amino acid sequence of bacteriophage T4 gene wac. //Nucleic Acids Res. 1988. - Vol. 16. - P. 10361.

73. Prince F., Buttle K. Mitochondrial structure in steroid-producing cells: Three-dimensional reconstruction of human Leydig cell mitochondriaby electron microscopic tomography. //Anat Rec. 2004. - Vol. 278A.- P. 454-61.

74. Rossmann M., Bernai R., Pletnev S. Combining electron microscopic with x-ray crystallographic structures. //J Struct Biol. 2001. -Vol. 136. - P. 190-200.

75. Rossmann M., Blow D. The detection of subunits in the crystallographic asymmetric unit. //Acta Crystallographica. 1962. -Vol. 15. - P. 24-31.

76. Rossmann M., Johnson J. Icosahedral RNA virus structure. //Annu Rev Biochem. 1989. - Vol. 58. - P. 533-73.

77. Rossmann M., Mesyanzhinov V., Arisaka F., Leiman P. The bacteriophage T4 DNA injection machine. //Curr Opin Struct Biol. -2004. Vol. 14. - P. 171-80.

78. Rossmann M. Fitting atomic models into electron-microscopy maps. //Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2000. - Vol. 56 ( Pt 10).- P. 1341-9.

79. Selivanov N., Prilipov A., Efimov V., Marusich E., Mesyanzhinov V. Cascade of overlapping late genes in bacteriophage T4. //Biomed Sci.- 1990. Vol. 1.-P. 55-62.

80. Selivanov N., Prilipov A., Mesyanzhinov V. Nucleotide and deduced amino acid sequence of bacteriophage T4 gene 12. //Nucleic Acids Res. 1988. - Vol. 16. - P. 2334.

81. Selivanov N., Prilipov A., Mesyanzhinov V. Nucleotide sequences of bacteriophage T4 genes 13, 14 and 15. //Nucleic Acids Res. 1989. - Vol. 17. - P. 3583.

82. Skoglund U., OfVerstedt L., Burnett R., Bricogne G. Maximum-entropy three-dimensional reconstruction with deconvolution of the contrast transfer function: a test application with adenovirus. //J Struct Biol. 1996. - Vol. 117. - P. 173-88.

83. Smith P., Aebi U. Studies of the structure of the T4 bacteriophage tail sheath. I. The recovery of three-dimensional structural information from the extended sheath. //J Mol Biol. 1976. - Vol. 106. - P. 243-71.

84. Sorzano C., Marabini R., Boisset N., Rietzel E., Schroder R., Herman G., Carazo J. The effect of overabundant projection directions on 3D reconstruction algorithms. //J Struct Biol. 2001. - Vol. 133. -P. 108-18.

85. Squyres J. M., Lumsdaine A. A Component Architecture for LAM/MPI. //.Proceedings, 10th European PVM/MPI Users' Group Meeting, number 2840 in Lecture Notes in Computer Science, -P. 379-387, Venice, Italy, September / October 2003. Springer-Verlag.

86. Stowell M., Miyazawa A., Unwin N. Macromolecular structure determination by electron microscopy: new advances and recent results. //Curr Opin Struct Biol. 1998. - Vol. 8. - P. 595-600.

87. Strelkov S., Tao Y., Shneider M., Mesyanzhinov V., Rossmann M. Structure of bacteriophage T4 fibritin M: a troublesome packing arrangement. //Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 1998. - Vol. 54 ( Pt 5). - P. 805-16.

88. Subramaniam S., Hirai Т., Henderson R. From structure to mechanism: electron crystallographic studies of bacteriorhodopsin. //Philos Transact Ser A Math Phys Eng Sci. 2002. - Vol. 360. - P. 859-74.

89. Suzuki H., Yonekura K., Namba K. Structure of the rotor of the bacterial flagellar motor revealed by electron cryomicroscopy and single-particle image analysis. //J Mol Biol. 2004. - Vol. 337.- P. 105-13.

90. Szewczyk В., Bienkowska-Szewczyk K., KozlofF L. Identification of T4 gene 25 product, a component of the tail baseplate, as a 15K lysozyme. //Mol Gen Genet. 1986. - Vol. 202. - P. 363-7.

91. Tao Y., Zhang W. Recent developments in cryo-electron microscopy reconstruction of single particles. //Curr Opin Struct Biol. 2000.- Vol. 10. P. 616-22.

92. Toyoshima C., Unwin N. Contrast transfer for frozen-hydrated specimens: determination from pairs of defocused images. //Ultramicroscopy. 1988. - Vol. 25. - P. 279-91.

93. Unger V. Electron cryomicroscopy methods. //Curr Opin Struct Biol. -2001. Vol. 11.-P. 548-54.

94. Vianelli A., Wang G. R., Gingery M., Duda R. L., Eiserling F. A., Goldberg E. B. Bacteriophage T4 self-assembly: localization of gp3 and its role in determining tail length. //J Bacteriol. 2000. - Vol. 182.- P. 680-8.

95. Watts N., Coombs D. Analysis of near-neighbor contacts in bacteriophage T4 wedges and hubless baseplates by using a cleavable chemical cross-linker. //J Virol. 1989. - Vol. 63. - P. 2427-36.

96. Watts N., Coombs D. Structure of the bacteriophage T4 baseplate as determined by chemical cross-linking. //J Virol. 1990. - Vol. 64.- P. 143-54.

97. Watts N., Hainfeld J., Coombs D. Localization of the proteins gp7, gp8 and gplO in the bacteriophage T4 baseplate with colloidal gold: F(ab)2 and undecagold: Fab' conjugates. //J Mol Biol. 1990. -Vol. 216. - P. 315-25.

98. Wood W., Conley M. Attachment of tail fibers in bacteriophage T4 assembly: role of the phage whiskers. //J Mol Biol. 1979. - Vol. 127. -P. 15-29.

99. Wriggers W., Milligan R., McCammon J. Situs: A package for docking crystal structures into low-resolution maps from electron microscopy. //J Struct Biol. 1999. - Vol. 125. - P. 185-95.

100. Ysebaert M., van Emmelo J., Fiers W. Total nucleotide sequence of a nearly full-size DNA copy of satellite tobacco necrosis virus RNA. //J Mol Biol. 1980. - Vol. 143. - P. 273-87.

101. Zhao L., Kanamaru S., Chaidirek C., Arisaka F. P15 and P3, the tail completion proteins of bacteriophage T4, both form hexameric rings. //J Bacteriol. 2003. - Vol. 185. - P. 1693-700.

102. Zhou Z., Dougherty M., Jakana J., He J., Rixon F., Chiu W. Seeing the herpesvirus capsid at 8.5 A. //Science. 2000. - Vol. 288. - P. 877-80.

103. Zhu P., Chertova E., Bess J., Lifson J., Arthur L., Liu J., Taylor K., Roux K. Electron tomography analysis of envelope glycoprotein trimers on HIV and simian immunodeficiency virus virions. //Proc Natl Acad Sci USA.- 2003. Vol. 100. - P. 15812-7.