Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетический контроль устойчивости к индуктору окислительного стресса метилвиологену у цианобактерий Synechocystis sp. РСС 6803

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Нефедова, Лидия Николаевна

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Генетический контроль устойчивости к окислительному стрессу у бактерий

2.1. Источники образования АФК в клетке и реакции с их участием

2.2. Механизмы защиты от ОС

2.2.1. Превентивные механизмы защиты клетки от ОС

2.2.1.1. Супероксиддисмутазы

2.2.1.2. Каталазы и другие гидропероксидазы

2.2.1.3. Аскорбиновая кислота

2.2.1.4. Глутатион

2.2.1.5. Токоферолы

2.2.1.6. Каротиноиды

2.2.2. Репарационные механизмы защиты клетки от ОС

2.3. Регуляция экспрессии генов защитного ответа на окислительный стресс

2.3.1. Регуляция экспрессии генов защитного ответа на пероксидный стресс

2.3.2. Регуляция экспрессии генов защитного ответа на супероксидный стресс

2.3.3. Дополнительные системы регуляции защиты от ОС. Перекрывание адаптивных ответов на различные стрессовые воздействия

2.4. Генетический контроль устойчивости клеток к индуцирующим ОС агентам

2.4.1. Механизмы индукции ОС гербицидами

2.4.2. Устойчивость к МУ, связанная с активностью антиоксидантных систем

2.4.3. Устойчивость к МУ, связанная с функционированием белков-транспортеров

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1. Штаммы и условия культивирования

3.2. Получение мутантов с инсерционной инактивацией генов Synechocystis

3.3. Определение уровней чувствительности клеток

Synechocystis 6803 к ингибиторам роста

3.4. Выделение и использование ДНК

3.5. Получение специфических ДНК-зондов

3.6. Выделение РНК, электрофорез и перенос РНК из геля на нейлоновую мембрану

3.7. Нозерн-гибридизация

3.8. ПЦР и ОТ-ПЦР

3.9. Измерение супероксиддисмутазной активности в клетках Synechocystis

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Структурно-функциональная организация участка хромосомы Synechocystis 6803, содержащего ген prqR

4.2. Модулируемая MV экспрессия регуляторного гена prqR и генов защитных белков в клетках Synechocystis

4.2.1. Авторегуляция гена prqR и prqR-зависимая экспрессия генов антиоксидантных ферментов

4.2.2. Стимулируемая MV авторепрессия гена prqR в составе оперона prqR-prqA

4.2.3. Стимулируемая MV транскрипция генов mvrA, nor А и sodB

4.2.4. Модулируемая MV prqR-зависимая транскрипция гена sll

4.3. Роль генов prqA и mvrA в контроле устойчивости клеток Synechocystis 6803 к MV

4.3.1. Конструирование мутантов с инсерционной инактивацией генов prqA и mvrA

4.3.2. Повышенная устойчивость к метилвиологену мутанта Рщ20 обусловлена дерепрессией гена ргдА

4.3.3. Ген туг А участвует в контроле индуцибельной устойчивости клеток к МУ

4.3.4. Участие генаргдА в контроле устойчивости к кумен-гидропероксиду 93 4.4. Участие гена босО} в контроле жизнеспособности клеток

БупесИосузШ 6803 в фотоавтотрофных условиях

Введение Диссертация по биологии, на тему "Генетический контроль устойчивости к индуктору окислительного стресса метилвиологену у цианобактерий Synechocystis sp. РСС 6803"

Процессы аэробного дыхания и оксигенного фотосинтеза сопряжены с образованием активных форм кислорода, таких как синглетный кислород, анион-радикал супероксида (02' ), гидропероксид (Н202) и гидроксильный радикал. В избытке эти соединения индуцируют в клетке окислительный стресс (ОС), повреждая нуклеиновые кислоты, белки и мембраны (Fair, Kogoma, 1991). В клетках фотосинтезирующих организмов образование (V происходит в основном за счет прямого восстановления кислорода фотосистемой I. Мощным ингибитором роста фотосинтезирующих организмов на свету является гербицид паракват, или метилвиологен (MV), поскольку он способен эффективно акцептировать электроны от фотосистемы I и восстанавливать кислород в 02*~ (Asada, 1994).

В клетках энтеробактерии Escherichia coli ключевая роль в регуляции адаптивных ответов на воздействие оксидантов принадлежит транскрипционным факторам SoxRS и OxyR. Редокс-чувствительные белки SoxR и OxyR в ответ на стресс, обусловленный 02'~ и Н202, соответственно, активируют экспрессию целого ряда генов, контролирующих синтез соединений и белков с антиоксидантной активностью, ферментов репарации, а также белков, снижающих проницаемость клетки или обеспечивающих выделение токсичных соединений (Storz, Imlay, 1999; Pomposiello, Demple, 2001). Индуцируемая устойчивость к MY и другим супероксид-генерирующим агентам обеспечивается активацией генов soxR и soxS и, как следствие, других генов SoxRS-регулона (Greenberg et al., 1990; Tsaneva, Weiss, 1990). Некоторые гены этого регулона, в том числе sodA (марганецсодержащая супероксиддисмутаза, Mn-СОД), tolC (белок внешней мембраны), асгА и асгВ (белки-транспортеры лекарственных соединений), могут непосредственно участвовать в развитии устойчивости к MV.

Поскольку основной цитотоксический эффект MV заключается в индукции ОС, устойчивость к этому гербициду может развиваться благодаря повышению активности антиокеидантных систем (Kelner, Bagnell, 1990; Krall et al., 1991; Storz, Imlay, 1999). С другой стороны, одним из механизмов защиты от токсичных соединений является их выкачивание из клетки с помощью мембранных белков-транспортеров, представителей большой группы белков множественной лекарственной устойчивости (multidrug transporters) (Van Bambeke et al., 2000; Poole, 2001; Markham, Neyfakh, 2001). Такие белки широко распространены среди прокариотических и эукариотических организмов; они ответственны за лекарственную устойчивость клеток, часто осложняющую лечение онкологических и инфекционных заболеваний. Белки-транспортеры эффективно связывают широкий круг субстратов и активно удаляют их из цитоплазмы (Higgins, 1992; Konings et al., 1996). В частности, повышенная устойчивость к MV у ряда бактерий обеспечивается функционированием белков-транспортеров (Morimyo et al., 1992; Yerushalmi et al., 1995; Jack et al., 2000; Nishino, Yamaguchi, 2001). Однако такие системы еще не исследованы в клетках фотосинтезирующих организмов.

Цианобактерии являются модельными объектами молекулярной генетики оксигенного фотосинтеза, но при этом регуляция систем защиты от ОС остается у них мало исследованной. Антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутазы, каталазы, пероксидазы) и кодирующие их гены изучали у разных видов цианобактерий (Miyake et al., 1991; Obinger et al., 1997; Thomas et al., 1998; Tichy, Vermaas, 1999). В частности, показано, что мутант по гену sodB Synechococcus sp. РСС 7942 с нарушенной активностью железосодержащей супероксиддисмутазы, Fe-СОД, проявляет повышенную чувствительность к ОС, индуцируемому MV (Thomas et al., 1998). Секвенированный одним из первых геном цианобактерии Synechocystis sp. РСС 6803 (далее Synechocystis 6803) содержит, по крайней мере, 6 генов антиокеидантных ферментов: sodB (Fe

СОД), katG (каталаза-пероксидаза HPI), sir 1171, или gpxl, и sir1992, или gpx2, (две глутатионпероксидазы), s110755 и sir 1198 (гомологи тиол-специфических пероксидаз), а также несколько генов белков-транспортеров лекарственных соединений (Cyanobase Website). Однако у Synechocystis 6803 не обнаружены гены, обладающие существенной гомологией с регуляторными генами soxR, soxS и oxyR, контролирующими системы защиты от ОС у энтеробактерий.

Ранее в нашей лаборатории был получен мутант Prq20 Synechocystis 6803, у которого повышенная устойчивость к MV обусловлена мутацией в регуляторном гене prqR, кодирующем белок-репрессор семейства TetR (Sidoruk et al., 1999; Бабыкин и др., 2001). В настоящей работе проведено исследование роли гена prqR в регуляции адаптивного ответа клеток на ОС, индуцируемый MV, выявлены и проанализированы гены, определяющие устойчивость к MV у Synechocystis 6803.

В задачи данной работы с целью идентификации генов, вовлеченных в контроль развития резистентности клеток к MV, входило:

1. Методом Нозерн-гибридизации исследовать у штамма ДТ и мутанта Prq20 экспрессию регуляторного гена prqR, генов sodB, katG, gpxl и gpx2, кодирующих антиоксидантные ферменты, а также геновprqA, mvrA и погА, кодирующих белки-транспортеры лекарственных соединений.

2. На основе штамма ДТ и мутанта Prq20 сконструировать мутанты с инсерционной инактивацией генов, кодирующих белки-транспортеры, и исследовать у полученных штаммов изменения уровней устойчивости к MV.

3. Сконструировать и исследовать производные штамма ДТ и мутанта Prq20 с инсерционной инактивацией гена sodB, кодирующего единственную СОД в клетках Synechocystis 6803.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ К ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ СТРЕССУ У БАКТЕРИЙ

Вследствие процессов аэробного метаболизма в клетках образуются АФК, которые могут использоваться организмами в качестве сигнальных молекул и факторов защиты от патогенов (Владимиров и др., 1992; Suzuki et al., 1996). Однако АФК способны повреждать любые биологические макромолекулы, и их избыток опасен для клетки развитием комплексного токсического эффекта - ОС.

Известно, что ОС провоцирует такие заболевания у человека, как ревматоидные артриты, воспалительные кишечные расстройства и атеросклероз (Halliwell, Gutteridge, 1990; Шепелев и др., 2000), а также есть все основания считать ОС одной из главных причин мутагенеза, канцерогенеза и старения (Ames, 1989). Таким образом, необходимым условием нормальной жизнедеятельности аэробных организмов является строгий контроль внутриклеточной концентрации АФК и реакций с их участием.

Все аэробные организмы имеют эффективные системы защиты от ОС, которые исследуются у различных объектов, включая высшие растения и человека, однако наиболее хорошо изучены в этом отношении энтеробактерии Escherichia coli и Salmonella typhimurium (Farr, Kogoma, 1991; Storz, Imlay, 1999; Pomposiello, Demple, 2001).

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Нефедова, Лидия Николаевна

6. выводы

1. Установлено, что ген ргдЯ, контролирующий устойчивость цианобактерии БупескосузШ 6803 к индуктору окислительного стресса (ОС) метилвиологену (МУ), кодирует белок-репрессор транскрипции и входит в состав оперона рщЯ-ргцА, экспрессию которого негативно регулирует. МУ стимулирует усиление авторепрессии гена рщЯ.

2. Выявлено стимулирующее действие МУ на транскрипцию генов яос1В, кшО, gpxl и gpx2, кодирующих антиоксидантные ферменты, и генов туг А и погА, кодирующих белки-транспортеры. Показано, что ген рщЯ вовлечен в негативную регуляцию транскрипции генов зос1В, кшС, и туг А.

3. Ген рщА, кодирующий белок-антипортер лекарственных соединений, контролирует конститутивную устойчивость к МУ и перекрестную устойчивость клеток к кумен-гидропероксиду. Повышенная устойчивость к этим индукторам ОС у мутанта Рщ20 с нарушенной регуляторной функцией гена ргдЯ обусловлена дерепрессией гена рщА.

4. Установлено, что ген туг А, кодирующий белок семейства транспортеров Сахаров и других соединений, вовлечен в контроль индуцибельной устойчивости клеток к МУ.

5. Ген яснЛВ, кодирующий единственную супероксиддисмутазу цианобактерии ЗупескосуБ^ 6803, необходим для сохранения жизнеспособности клеток и обеспечения их устойчивости к МУ в стандартных фотоавтотрофных условиях культивирования.

6. Таким образом, в адаптивном ответе цианобактерий при воздействии МУ участвуют как ферменты антиоксидантных систем, так и белки-транспортеры, осуществляющие удаление гербицида из клеток.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В совокупности полученные в работе данные позволяют заключить, что в генетическом контроле устойчивости цианобактерии ВупескосуяНз 6803 к МУ участвуют регуляторный ген ргдЯ, гены рщА и туг А, продукты которых относятся к белкам-транспортерам лекарственных соединений, и ген яос1В, кодирующий антиоксидантный фермент - Бе-СОД. Ген ргдЯ, кодирующий белок-репрессор транскрипции семейства Те1Я, негативно контролирует устойчивость к МУ, причем в основном за счет прямой негативной регуляции оперона ргдЯ—ргдА. Кроме того, ген рщЯ вовлечен в негативную непрямую регуляцию трех генов (яоЛВ, §рх1, кшСг) антиоксидантных ферментов и гена туг А, кодирующего белок-транспортер. Если участие СОД в развитии устойчивости к МУ выявлено у различных биологических объектов, то данные об участии в этом процессе белков-антипортеров являются приоритетными в приложении к фотосинтезирующим организмам.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о стимуляции МУ в клетках ЗупескосуБШ 6803 экспрессии целого ряда генов защитных белков, к числу которых относятся не только антиоксидантные ферменты, но и белки-транспортеры лекарственных соединений (физиологический стимулон у цианобактерий). Вместе с тем, полученная в работе новая информация об обусловленном МУ усилении авторепрессии гена ргдК позволяет предполагать, что одним из механизмов индукции генов защиты цианобактерий от ОС является специфическая модуляция активности белка-репрессора Р^Ы. Не исключено, что белок Р^Ы представляет собой редокс-чувствительный регулятор транскрипции, вовлеченный в контроль адаптивного ответа клеток на ОС. Примером такого рода у Бупескосузйз 6803 служит редоксчувствительный белок-регулятор экспрессии генов, продукты которых участвуют в процессе фотосинтеза (Li, Sherman, 2000).

Непрямая регуляция геном prqR транскрипции других генов допускает участие дополнительного транскрипционного фактора, экспрессия которого контролируется белком PrqR. Таким образом, генетический контроль антиоксидантной защиты клеток с участием гена prqR может осуществляться путем каскадной регуляции экспрессии генов. Связанные с функцией гена prqR молекулярные механизмы контроля защиты от ОС у фотосинтезирующего организма, цианобактерии Synechocystis 6803, представляют большой интерес для последующего углубленного изучения.

На основании данных BLAST-анализа белка PrqR можно заключить, что его ближайшие гомологи присутствуют у протеобактерий (Sinorhizobium meliloti, Caulobacter crescentus, Brucella melitensis и др.), хотя он также имеет определенное сходство с несколькими предполагаемыми белками-регуляторами транскрипции цианобактерии АпаЪаепа sp. РСС 7120 (Cyanobase Website). Близкий по значению вывод следует из результатов BLAST-анализа белка PrqA (Cyanobase Website): его гомологи широко распространены среди протеобактерий, но отсутствуют у исследуемых видов цианобактерии (кроме Synechocystis 6803). По-видимому, гены prqR и prqA не являются типичными для цианобактерий и могли попасть в геном Synechocystis 6803 в результате горизонтального переноса.

Белок-антипортер PrqA гомологичен MDR-белкам протеобактерий, и, как установлено нами, осуществляет превентивную защиту клеток Synechocystis 6803 от двух токсичных соединений, являющихся индукторами ОС, MV и CH. Однако, в отличие от своих ближайших гомологов из клеток протеобактерий, антипортеров NorM, белок PrqA не обеспечивает устойчивость Synechocystis 6803 к антибиотику норфлоксацину. Это позволяет предполагать, что в клетках цианобактерии антипортерная функция белка PrqA специализирована в отношении соединений-индукторов ОС.

Негативно регулируемый геном prqR ген mvrA кодирует белок, гомологи которого встречаются у различных бактерий, включая цианобактерии, и выполняют функцию белков-транспортеров Сахаров и других соединений, в том числе лекарственных (Cyanobase Website). В нашей работе показано наличие у Synechocystis 6803 специфической, связанной с функцией гена mvrA, индуцибельной устойчивости к MV. С учетом того, что белок MvrA содержит нетипичное для его семейства уменьшенное число трансмембранных доменов, нами предложена гипотеза о его необычной роли у цианобактерий. Согласно этой гипотезе белок MvrA является специализированным мембранным компонентом защиты клетки от ОС, либо удаляющим из цитоплазмы редокс-активные соединения, концентрация которых может повышаться под действием МУ, либо репарирующим поврежденные окислением мембраны.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Нефедова, Лидия Николаевна, Москва

1. Владимиров Ю.А. Свободнорадикальное окисление липидов и физические свойства липидного слоя биологических мембран // Биофизика. 1987. Т. 32. №5. С. 830-844.

2. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. 2000. №12. С. 13-19.

3. Владимиров Ю.А., Азизова O.A., Деев А.И. и др. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. 1992. Т. 29. С. 3-250.

4. Зинченко В.В., Пивен И.В., Мельник В.А., Шестаков C.B. Векторы для комплементационного анализа мутантов цианобактерий // Генетика. 1999. Т. 35. С. 291-296.

5. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита // Соросовский образовательный журнал. 1999. №1. С. 2-7.

6. Манниатис, Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование // Москва. «Мир». 1984.

7. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и жизнедеятельность растений // Соросовский образовательный журнал. 1999. №9. С. 20-6.

8. Сидорук К.В., Шахнабатян Л.Г., Белавина Н.В., Эрнст А., Сталь Л., Галлон Д., Шестаков С. Мутанты одноклеточных цианобактерий, устойчивые к ингибиторам, индуцирующим окислительный стресс // Вестник МГУ, сер. биол. 1996. Т. 4. С. 43-49.

9. Сидорук К.В. Клонирование и анализ генов, контролирующих устойчивость к гербициду параквату у цианобактерии Synechocystis sp.

10. РСС 6803 // Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Москва. 1997.

11. Altschul S.F., Madden T.L., Schaffer A.A., Zhang J., Zhang Z., Miller W., Lipman D.J. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs // Nucleic Acids Res. 1997. V. 25(17). P. 3389402.

12. Amabile-Cuevas C., Demple B. Molecular characterization of the soxRS genes of Escherichia colt two genes control a superoxide stress regulon // Nucl. Acid Res. 1991. V. 19. P. 4479-84.

13. Ames B.N. Mutagenesis and carcinogenesis: endogenous and exogenous factors //Environ. Mol. Mutagen. 1989. V. 14 Suppl. 16. P. 66-77.

14. Antelmann H., Engelmann S., Schmid R., Hecker M. General and oxidative stress responses in Bacillus subtilis: cloning, expression, and mutation of the alkyl hydroperoxide reductase operon // J. Bacteriol. 1996. V. 178(22). P. 6571-8.

15. Bowler C., Van Montague M., Inze D. Superoxide dismutase and stress tolerance II Ann. Rev. Plant Physiol PlantMol. Biol. 1992. V. 43. P. 83-116.

16. Bsat N., HerbigA., Casillas-Martinez L., Setlow P., Helmann J.D. Bacillus subtilis contains multiple Fur homologues: identification of the iron uptake (Fur) and peroxide regulon (PerR) repressors // Mol. Microbiol. 1998. V. 29(1). P. 189-98.

17. Chadd H.E., Newman J., Mann N.H., Carr N.G. Identification of iron superoxide dismutase and copper/zink superoxide dismutase enzyme activity within the marine cyanobacterium Synechococcus sp. WH 7803 // FEMS Microbiol. Lett. 1996. V. 138. P. 161-165.

18. Chaudiere J., Wilhelmsen E.C., Tappel A.L. Mechanism of selenium-glutathione peroxidase and its inhibition by mercaptocarboxylic acids and other mercaptans it J. Biol. Chem. 1984. V. 259(2). P. 1043-50.

19. Chen J., Morita Y., Huda M.N., Kuroda T., Mizushima T., Tsuchiya T. VmrA, a member of a novel class of Na(+)-coupled multidrug efflux pumps from Vibrio parahaemolyticus 11 J. Bacterid. 2002. V. 184(2). P. 572-6.

20. Demmig-Adams B., Adams W.W. The Xanthophyll Cycle // In: R.G. Alscher and J.L. Hess (eds). Antioxidants in Higher Plants. CRC Press, Baco Raton 1993. P. 59-90.

21. Di Simplicio P., Cheesman K.H., Slater T.F. The reactivity of the SH group of bovine serum albumin with free radicals // Free Radic. Res. Commun. 1991. V. 14. P. 253-62.

22. Ding H, Hidalgo E, Demple B. The redox state of the 2Fe-2S. clusters in SoxR protein regulates its activity as a transcription factor // J. Biol. Chem. 1996. V. 271(52). P. 33173-5.

23. Ding H, Demple B. In vivo kinetics of a redox-regulated transcriptional switch // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94(16). P. 8445-9.

24. Dumoulin M.J., Chahine R., Atanasiu R., Nadeau R., Mateescu M.A. Comparative antioxidant and cardioprotective effects of ceruloplasmin, superoxide dismutase and albumin // Arzneimittelforschung. 1996. V. 46 P. 855-61.

25. Fang F.C., Vazquez-Torres A., Xu Y. The transcriptional regulator SoxS is required for resistance of Salmonella typhimurium to paraquat but not for virulence in mice // Infect. Immun. 1997. V. 65(12). P. 5371-5.

26. Farr S., Kogoma T. Oxidative stress responses in Escherichia coli and Salmonella typhimurium II Microbiol. Rev. 1991. V. 55. P. 561-85.

27. Foyer C. Ascorbic acid // In: Antioxidants in Higher Plants. Alscher R.G. and Hess J.L. (eds) CRC Press, Boca Raton. 1993. P. 31-58.

28. Fryer M.J. The antioxidant effects of thylakoid vitamin E (a-tocopherol) // Plant Cell Environ. 1992. V. 15. P. 381-92.

29. Grkovic S., Brown H., Skurray R.A. Transcriptional regulation of multidrug efflux pumps in bacteria 11 Semin. Cell. Dev. Biol. 2001. V. 12. P. 225-37.

30. Halliwell B., Gutteridge J. Role of free radicals and catalytic metal ions in human desease: an overview H Methods Enzymol. 1990. V. 186. P. 1-85.

31. Herbert S. K., Samson G., Fork D. C., Laudenbach D. E. Characterization of damage to photosystem I and II in a cyanobacterium lacking detectable iron superoxide dismutase activity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 8716-20.

32. Higgins C.F. ABC transporters: from microorganisms to man // Annu. Rev. Cell Biol. 1992. V. 8. P. 67-113.

33. Higgins C.F., Hyde S.C., Mimmack M.M., Gileadi U., Gill D.R., Gallagher M.P. Binding protein-dependent transport systems // J. Bioenerg. Biomembr. 1990. V. 22 P. 571-92.

34. Hillen W., Berens C. Mechanisms underlying expression of TnlO encoded tetracycline resistance // Annu. Rev. Microbiol. 1994. V. 48. P. 345-69.

35. Holmes D.S., Quigley M. A rapid boiling method for the preparation of bacterialplasmids // Anal. Biochem. 1981. V. 114. P. 193-197.

36. Huffman J.L., Brennan R.G. Prokaryotic transcription regulators: more than just the helix-turn-helix motif// Curr. Opin. Struct. Biol. 2002 V. 12(1). P. 98-106.

37. Hung L.W., Wang I.X., Nikaido K., Liu P.Q., Ames G.F., Kim S.H. Crystal structure of the ATP-binding subunit of an ABC transporter // Nature. 1998. V. 396. P. 703-7.

38. Jacobs J.M., Jacobs N.J., Sherman T.D., Duke S.O. Effect of diphenyl ether herbicides in oxidation of photoporphyrinogen to protoporphyrin in organellar and plasma membrane enriched fractions of barley // Plant Physiol. 1991. V. 97. P. 197-203.

39. Johnson W.O., Kollman G.E., Swithenbank C., Yih R.Y. RH-6201 (Blazer): A new broad spectrum herbicide for postemergence use in soybeans // J. Agric. Food Chem. 1978. V. 26. P. 285-286.

40. Kimura S., Ikeda-Saito M. Human myeloperoxidase and thyroid peroxidase, two enzymes with separate and distinct physiological functions, are evolutionarily related members of the same gene family // Proteins. 1988. V. 3(2). P. 113-20.

41. Konings W.N., Kaback H.R., Lolkema J.S. Transport processes in eukaryotic and prokaryotic organisms // V. 2. Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1996.

42. Lee J., Dawes I.W., Roe J.H. Isolation, expression, and regulation of the pgrl(+) gene encoding glutathione reductase absolutely required for the growth of Schizosaccharomyces pombe il J. Biol. Chem. 1997. V. 272(37). P. 23042-9.

43. Levy S.B. Active efflux mechanisms for antimicrobial resistance // Antimicrob. Agents and Chemother. 1992. V. 36. P. 695-703.

44. Marger M.D., M.H.Saier Jr. A major superfamily of transmembrane facilitators that catalyse uniport, symport and antiport // Trends Biochem. Sci. 1993. V. 18. P. 13-20.

45. Markham P.N., Neyfakh A.A. Efflux mediated drug resistance in Grampositive bacteria//Curr. Opin. Microbiol. 2001. V. 4. P. 509-14.

46. Mathis P., Kleo J. The triplet state of B-carotene and of analog polyenes of different length//Photochem. Photobiol. 1973. V. 18. P. 343-6.

47. Matringe M., Camadro J-M., Labbe P., Scalla R. Protoporphyrinogen oxidase as a molecular target for diphenyl ether herbicides // Biochem. J. 1989. V. 260. P. 231-5.

48. McCarthy J. E., Gerstel B., Surin B., Wiedemann U., Ziemke P. Differential gene expression from the Escherichia coli afp operon mediated by segmental differences in mRNA stability // Mol. Microbiol. 1991. V. 5(10). P. 2447-58.

49. Mittler R., Tel-Or E. Oxidative stress response in unicellular cyanobacterium Synechococcus PCC 7942 // Free Radic. Res. Commun. 1991. V. 12-13. P. 845-50.

50. Morimyo M., Hongo E., Hama-Inaba H., Machida I. Cloning and characterization of the mvrC gene of Escherichia coli Kl2 which confersresistance against methyl viologen toxicity // Nucl.Acid Research. 1992. V. 20. P. 3159-65.

51. Nawrath C., Heck S., Parinthawong N., Metraux J.P. EDS5, an essential component of salicylic acid-dependent signaling for disease resistance in Arabidopsis, is a member of the MATE transporter family // Plant Cell. 2002. V. 14(1). P. 275-86.

52. Niederhoffer E.C., Naranjo CM., Bradley K.L., Fee J.A. Control of Escherichia coli superoxide dismutase (sodA and sodB) genes by the ferric uptake regulation (fur) locus // J. Bacteriol. 1990. V. 172(4). P. 1930-8.

53. Nikaido H. Multidrug efflux pumps of Gram-negative bacteria // J. Bacteriol. 1996. V. 178. P. 5853-9.

54. Nishino K.O., Yamaguchi A. Overexpression of the response regulator evgA of the two-component signal transduction system modulates multidrug resistance conferred by multidrug resistance transporters // J.Bacteriol. 2001. V. 183. P. 1455-8.

55. Nunoshiba T., Yamamoto K. Role of glutathione on acrolein-induced cytotoxicity and mutagenicity in Escherichia coli II Mutat. Res. 1999. V. 442(1). P. 1-8.

56. Okada S., Kanematsu S., Azada K. Intracellular distribution of manganese and ferric superoxide dismutases in blue-green algae // FEBS Lett. 1979. V. 103. P. 106-10.

57. Okusu H., Ma D., Nikaido H. AcrAB efflux pump plays a major role in the antibiotic resistance phenotype of Escherichia coli multiple-antibiotic-resistance (Mar) mutants // J. Bacteriol. 1996. V. 178(1). P. 306-8.

58. Pahl H.L., Baeuerle P.A. Oxygen and the control of gene expression // Bioessays. 1994. V. 16(7). P. 497-502.

59. Pan W., Spratt B,G. Regulation of the permeability of the gonococcal cell envelope by the mtr system. Mol. Microbiol. 1994. V. 11(4). P. 769-75.

60. Paulsen I.T., Skurray R.A. Topology, structure and evolution of two families of proteins involved in antibiotic and antiseptic resistance in eukaryotes and prokaryotes analysis // Gene. 1993. V. 124. P. 1-11.

61. Paulsen IT., Skurray R.A., TamR, SaierM.H.Jr, Turner R.J., Weiner J.H., Goldberg E.B., Grinius L.L. The SMR family: a novel family of multidrug efflux proteins involved with the efflux of lipophilic drugs // Mol. Microbiol. 1996. V. 19(6). P. 1167-75.

62. Privalle C.T., Fridovich I. Induction of superoxide dismutase in Escherichia coli by heat shock. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. V. 84(9). P. 2723-6.

63. Randall L.P., Woodward M. J. The multiple antibiotic resistance (mar) locus and its significance //Res. Vet. Sci. 2002. V. 72(2). P. 87-93.

64. Rava P.S., Somma L., Steinman H.M. Identification of a regulator that controls stationary-phase expression of catalase-peroxidase in Caulobacter crescentuslH. Bacterid. 1999. V. 181(19). P. 6152-9.

65. Reason A.J., Morris H.R., Panico M., Marais R., Treisman R.H., Haltiwanger R.S., HartG.W., Kelly W.G., Dell A. Localization of O-GlcNAc modification on the serum response transcription factor // J. Biol. Chem. 1992. V. 267(24). P. 16911-21.

66. Rippka R, Deruelles D. E., Waterbury J.B., Herdman M., Stanier RY. Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria//J. Gen. Microbiol. 1979. V. 111. P. 1-61.

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

68. Schweizer H.P. Small broad-host-range gentamycin resistance gene cassettes for site-specific insertion and deletion mutagenesis // BioTechniques. 1993. V. 15. P. 831-833.

69. Siwecki G., Brown O.R. Overproduction of superoxide dismutase does not protect Escherichia coli from stringency-induced growth inhibition by ImM paraquat // Biochem. Int. 1990. V. 20(1). P. 191-9.

70. Smith T.F., Waterman M.S. Identification of common molecular subsequences//! Mol. Biol. 1981 V. 147(1). P. 195-7.

71. Stadtman E.R. Oxidation of proteins by mixed-function oxidation systems: implication in protein turnover, aging and neutrophil function // Trends Biochem. Sci. 1986. V. 11. P. 11-12.

72. Steinitz Y., Mazor Z., Shilo M. A mutant of the cyanobacterium Plectonema boryanum resistant to photooxidation // Plant Sci. Lett. 1979. V. 16. P. 32735.

73. Storz G., Christman M.F., Sies H., Ames B.N. Spontaneous mutagenesis and oxidative damage to DNA in Salmonella typhimurium // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. V. 84(24). P. 8917-21.

74. Storz G., Imlay J.A. Oxidative stress // Curr. Opp. Microbiol. 1999. V. 2. P. 188-94.

75. Storz G., Tartaglia L.A., Farr S.B., Ames B.N. Bacterial defenses against oxidative stress //Trends Genet. 1990. V. 6(11). P. 363-8.

76. Suzuki Y., Forman H., Sevanian A. Free radicals // Biol. Med. 1996. V. 22(1/2). P. 269-85.

77. Takahashi M.A., Asada K. Superoxide anion permeability of phospholipid membranes and chloroplast thylakoids. Arch. Biochem. Biophys. 1983. V. 226(2). P. 558-66.

78. Tel-Or E., Huflejt M., Packer L. The role of glutathione and ascorbate in hydroperoxide removal in cyanobacteria // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1985. V. 132(2). P. 533-9.

79. Tel-Or E., Huflejt M.E., Packer L. Hydroperoxide metabolism in cyanobacteria//Arch Biochem Biophys. 1986. V. 246(1). P. 396-402.

80. Tepperman J.M., Dunsmuir P. Transformed plants with elevated levels of chloroplastic SOD are not more resistant to superoxide toxicity // Plant Mol. Biol. 1990. V. 14(4). P. 501-11.

81. Tichy M., Vermaas W. In vivo role of catalase-peroxidase in Synechocystis sp. strain PCC 6803 //J. Bacterid. 1999. V. 181. P. 1875-82.

82. Timmerman K.P. Molecular characterization of corn glutathione-S-transferase isozymes involved in herbicide detoxification // Physiol. Plant 1989. V. 77. P. 465-71.

83. Toledano M.B., Kullik L, Trinh F., Baird P.Т., Schneider T.D., Storz G. Redox-dependent shift of OxyR-DNA contacts along an extended DNA-binding site: a mechanism for differential promoter selection // Cell. 1994. V. 78. P. 897-909.

84. Tsaneva I.R., Weiss B. soxR, a locus governing a superoxide response regulon in Escherichia coli K-12 // J. Bacterid. 1990. V. 172. P. 4197-205.

85. Walkup L.K., Kogoma T. Escherichia coli proteins inducible by oxidative stress mediated by the superoxide radical. J. Bacterid. 1989. V. 171(3). P. 1476-84.

86. Welinder K.G. Bacterial catalase-peroxidases are gene duplicated members of the plant peroxidase superfamily // Biochim. Biophys. Acta. 1991. V. 1080(3). P. 215-20.

87. Baker N.R. andPercival M.P. (eds). Elsevier Publishers. P. 131-71.

88. Young A.J. 1991b. The photoprotective role of carotenoids in higher plants // Physiol. Plant V. 83. P. 702-8.

89. Youngman R.J., Dodge A.D. Mechanism of paraquat action: inhibition of the herbicidal effect by a copper chelate with superoxide dismutating activity. Z. Naturforsch C. 1979. V. 34(11). P. 1033-5.

90. Zheng M, Aslund F, Storz G. Activation of the OxyR transcription factor by reversible disulfide bond formation // Science. 1998. V. 279(5357). P. 171821.

91. ZhengM., Doan B., Schneider T.D., Storz G. OxyR and SoxRS regulation of fur. J. Bacteriol. 1999. V. 181. P. 4639-43.