Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Новые сайт специфические эндонуклеазы и ДНК-метилтрансферазы и аспекты их применения в молекулярной биологии

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Железная, Людмила Алексеевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

Введение.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

I. СИСТЕМЫ РЕСТРИКЦИИ-МОДИФИКАЦИИ.

1.1. Назначение и номенклатура систем рестрикции-модификации.

1.2. Р-М системы типа 1.

1.2.1. Организация систем.

1.2. 2. Транслокация ДНК.

1.3. MP-системы типа II.

1.3.1. Классификация эндонуклеаз Р-М систем типа II.

1.3.2. Структура эндонуклеаз типа II.

1.3.3. Взаимодействие эндонуклеаз с ДНК.

1.3.4. «Немутабельность» эндонуклеаз типа II.

1.4. Р-М системы типа III.

1.5. Р-М системы типа IV.

1.6. Сайт-специфические ДНК-метилтрансферазы.

1.7. Непарные метилазы и эндонуклеазы рестрикции.

1.8. Биологическая роль dam и dem метилтрования.

1.9. Системы ограничения метилированной ДНК у E.coli.

И. САЙТ-СПЕЦИФИЧЕСКИЕ НИКАЗЫ.

III. РЕГУЛЯТОРНЫЙ С-БЕЛОК Р-М СИСТЕМ.

III. 1. Общие свойства С-белков различных систем.

III.3. С-белок системы EcoRV.

IV. ПРИМЕНЕНИЕ САЙТ-СПЕЦИФИЧЕСКИХ ЭНДОНУКЛЕАЗ И ДНК МЕТИЛТРАНСФЕРАЗ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

I. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ.

1.1. Материалы.

1.2. Оборудование.

И. МЕТОДЫ.

II. 1. Скрининг штаммов на наличие Р-М систем.

11.2. Получение лизата клеток.

11.3. Определение оптимальных условий проявления эндонуклеазной активности.

11.4. Определение эндонунлеазной активности.

11.5. Определение функциональной чистоты эндонуклеазы.

11.6. Определение сайта, узнаваемого эндонуклеазой.

11.7. Определение точек расщепления на ДНК эндонуклеазами.

11.8. Реакция секвенирования.

11.9. Мечение олигонуклеотидов.

11.10. Выделение метилтрансфераз.

11.11. Определение метилазной активности.

11.12. Определение метилируемого основания.

11.13. Радиоавтография фрагментов ДНК, меченных

11.14. Полимеразная цепная реакция.

11.15. Очистка фрагментов ДНК.

11.16. Реакция дотирования.

11.17. Получение компетентных клеток.

II. 18. Трансформация компетентных клеток.

11.19. Индукция экспрессии генов.

11.20. Электрофорез белков.

11.21. Торможение в геле(£е1-зЫй).

11.22. Определение последовательности, узнаваемой С-белком (футпринтинг).

11.23. Транскрипция in vitro.

11.24. Получение гибридов РНК с ДНК.

11.25. Трансляция in vitro.

11.26. Выделение ДНК.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ.

III. 1. Сайт-специфические эндонуклеазы рестрикции.

III. 1.1. Сайт-специфическая эндонуклеаза NspLKl.

III. 1.1.1. Выделение эндонуклеазы.

III. 1.1.2. Определение функциональной чистоты эндонуклеазы.

III. 1.1.3 . Определение сайта узнавания и точек расщепления ДНК.

III. 1.1 .4. Некоторые свойства эндонуклеазы NspLKl.

III. 1.2. BspLUl II и Bce83I и эндонуклеазы с новыми специфичностями.

III. 1.3. Эндонуклеаза BspLUl IUI - бифункциональный фермент.

III. 1.4. Эндонуклеаза BspLUl III.

III.1.5. Эндонуклеаза BspKT6I -неошизомер Sau3AI.

III. 1.6. Эндонуклеаза SspD5I -неошизомер HphI.

III. 1.6.1. Определение характера расщепления ДНК эндонуклеазой SspD5I в зависисмости от нуклеотидного окружения сайта.

III. 1.7. Эндонуклеазы BspST5I и BspKT5I.:.

III. 1.8. Сводная характеристика эндонуклеаз.

III.2. Сайт-специфические ДНК-метилтрансферазы.

III.2. 1. МетилазаМ. BspIS4I.

111.2.2. М. BspST5I метилирует только одну цепь.

111.2.3. Метилазы M.BspKT6I и M.SscLII.

111.2.4. Клонирование и экспрессия метилазы SscLII.

111.2.4.1. Получение библиотеки генов ДНК Staphyloccocus spLl.

111.2.4.2. Получение суперпродуцента метилазы SscLII.

111.2.4.3. Синтез метилазы в системе трансляции in vitro.

III. 3. Сайт-специфическая никаза BspD6l.

111.3.1. Идентификация эндонуклеазы BspDöl как сайт-специфической никазы.

111.3.2. Свойства никазы BspD61.

111.3.3. Никаза BspD6I способна к многократному повторению актов расщепления.

111.4. Регуляторный с-белок Р-М системы EcoRV.

III 4.1. Клонирование и получение очищенных С-белков.

III.4.2.Определение фрагмента ДНК, связывающего С-белки.

III.4.3. Определение последовательности, узнаваемой С-белками.

111.5. Применение эндонуклеаз рестрикции.

111.5.1. Векторы для получения тандемных повторов фрагментов ДНК (мультипликационные векторы).

111.5.2. Решение проблемы второго кодона и получение транскриптов со строго определенным 3'-концом с использованием эндонуклеаз типа IIS.

111.5.3. Селективная амплификация фрагментов геномной ДНК (SAGF-метод). 121 III.5.3.1. Принцип метода.

111.5.3. 2. Дополнительные аспекты метода SAGF.

111.5.4. Метод гибридизационного анализа нуклеиновых кислот с использованем сайт-специфических никаз.

ВЫВОДЫ:.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Новые сайт специфические эндонуклеазы и ДНК-метилтрансферазы и аспекты их применения в молекулярной биологии"

Сайт-специфические эндонуклеазы рестрикции и ДНК-метилтрансферазы являются компонентами систем рестрикции- модификации, которые обеспечивают защиту бактериальной клетки от проникновения в нее чужеродной ДНК и рассматриваются как примитивная "иммунная" система прокариот. Эндонуклеазы рестрикции в свое время легли в основу техники рекомбинантных ДНК, и в настоящее время они остаются незаменимыми и наиболее востребованными ферментами в молекулярной биологии. Несмотря на то, что в настоящее время выделено более 200 эндонуклеаз рестрикции с различными специфичностями и около 3000 их изошизомеров, продолжается интенсивный поиск новых штаммов - продуцентов эндонуклеаз рестрикции. Так в период с 1993 по 2000 гг. было выделено около 1000 эндонуклеаз, среди них 33 - с новой специфичностью. Интенсивность поиска обусловлена двумя причинами: во-первых, стремлением найти эндонуклеазы с новыми специфичностями, что существенно расширяет возможности манипулирования с рекомбинатными ДНК; во-вторых, нередко штаммы-прототипы продуцируют эндонуклеазу либо в небольшом количестве, либо недостаточно стабильную, в результате чего она оказывается недоступной для практического использования.

Второй аспект, который привлекает внимание исследователей к ферментам систем рестрикции-модификации - это то, что они являются прекрасными объектами для изучения ДНК-белкового взаимодействия, благодаря необыкновенно высокой точности как узнавания короткой строго определенной последовательности, так и разрезания ДНК или ее метилирования. Полученные в последние пять лет данные о структурах изолированных ферментов и их комплексов с ДНК позволили выявить особенности их структурной организации, обеспечивающие эту точность. Именно на сайт-специфической ДНК-метилтрансферазе впервые было установлено, что метилирование сопровождается выворачиванием метилируемого основания из цепи ДНК.

Отечественными авторами [Абдурашитов и др., 1996] был обнаружен новый тип сайт-специфических эндонукеаз - сайт-специфические никазы, которые, подобно эндонуклеазам рестрикции, узнают на ДНК строго определенную последовательность, но расщепляют только одну цепь ДНК также строго определенным образом. По ряду признаков сайт-специфические никазы можно рассматривать как новый компонент систем модификации-рестрикции. В настоящее время известны всего 4 сайт-специфические никазы, одна из которых найдена нами.

В качестве еще одного компонента некоторых систем рестрикции- модификации в последние годы стал рассматриваться регуляторный С-белок, ген которого, предшествует гену эндонуклеазы. Этот белок интересен не только тем, что он стимулирует экспрессию эндонуклеазы, но и тем, что он, возможно, является универсальным, способным к перемещению регулятором транскрипции [Тао, 1995 ].

Говоря о системах модификации-рестрикции нельзя не отметить удивительный факт: из примерно трех десятков секвенированных бактериальных геномов 80% содержат системы рестрикции-модификации, а около 75% из них имеют более одной системы. Рекорд принадлежит геному Helicobacter pylori J99, который содержит 23 системы. Такое обилие систем пока не находит объяснения. Высказывается предположение [Gunn et.al., 1997], что системы модификации-рестрикции выполняют не только и не столько роль защиты от чужеродной ДНК. В их функцию, возможно, входит разрезание собственной ДНК, инициирующее рекомбинацию, в результате которой происходит изменение поверхностных антигенов. С другой стороны, так как метилирование изменяет связывание белков с ДНК и тем самым влияет на транскрипцию генов, возможно, что регуляция метилирования ДНК может привести к изменению экспрессии генов.

И, наконец, следует отметить еще один аспект, связанный с системами рестрикции-модификации. Японскими авторами [Naito, et.al., 1995] было показано, что системы рестрикции-модификации ведут себя как эгоистическая ДНК, и их потеря приводит к гибели клетки; показано также существование конкуренции за сайты узнавания между системами с одинаковой специфичностью. Эгоистичностью и конкуренцией авторы объясняют удивительный факт сочетания высокой индивидуальной специфичности систем рестрикции-модификации с большим разнообразием сайтов, узнаваемых разными системами.

Как отмечалось выше, эндонуклеазы рестрикции - важнейший инструмент молекулярной биологии. Долгое время в этом качестве выступали только эндонуклеазы классического типа II. Однако с конца 1980-х годов началось использование эндонуклеаз типа IIS, которые расщепляют ДНК в стороне от узнаваемого сайта. В последние годы эти эндонуклеазы находят самое разнообразное и оригинальное применение. Наиболее ярким примером является недавно предложенный принципиально новый метод секвенирования ДНК, который; существенно увеличивает скорость секвенирования по сравнению с традиционным и при этом не требует клонирования ДНК [Brenner et.al., 2000].

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ I. СИСТЕМЫ РЕСТРИКЦИИ-МОДИФИКАЦИИ

Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Железная, Людмила Алексеевна

ВЫВОДЫ:

1. Выделено и охарактеризовано 37 новых сайт-специфических эндонуклеаз из штаммов бактерий, в основном термофильных. Среди них две эндонуклеазы -Все831 и BspUJW I -обладают новыми специфичностями, три - ДурКТ51, Ä/?D5I и ÄspLUl 1 III являются неошизомерами.

2. Для изучения характера расщепления ДНК эндонуклеазами в зависисмости от нуклеотидов, окружающих сайт, использован оригинальный прием получения рекомбинантных ДНК, содержащих несколько идентичных сайтов в различном нуклеотидном окружении.

3. Большинство выделенных эндонуклеаз относится к классу IIP, хотя представлены и другие классы и типы: 7 эндонуклеаз класса IIS и 2 эндонуклеазы типа IV. Одна из эндонуклеаз - ÄspKTöl является изошизомером эндонуклеазы типа IV EcoSll , однако относится к типу IIS. Пара этих эндонуклеаз - первый пример изошизомеров, относящихся к разным типам.

4. Выделень1 и охарактеризованы свойства 4 ДНК-метилтрансфераз, парных охарактеризованным в работе эндонуклеазам. Одна из метилаз клонирована и получен ее суперпродуцент.

5. Обнаружена эндонуклеаза BspD6l и показано, что она относится к недавно открытому новому классу ферментов - сайт-специфическим никазам. Никаза BspD6l расщепляет только одну цепь ДНК на расстоянии 4-х нуклеотидов от сайта, не расщепляет ДНК в составе ДНК-РНК гибрида и чувствительна к метилированию сайта. Никаза BspD6l способна к многократным актам расщепления ДНК, что позволяет использовать ее в предлагаемом в работе новом методе гибридизационного анализа ДНК.

6. Получен суперпродуцент регуляторного С-белка системы модификации-рестрикции EcoRV и определена последовательность ДНК, с которой он связывается (С-бокс).

7. Предложен новый подход для клонирования генов в экспрессионные векторы, позволящий избежать изменения второго кодона, который часто определяет стабильность синтезируемого белка.

8. На основе эндонуклеазы Bbvll сконструированы мультипликационные векторы для клонирования множественных копий генов.

9. На основе эндонуклеаз IIS предложен прием для получения транскриптов со строго определенными З'-концами.

10. Предложен и продемонстрирован метод разделения сложной смеси фрагментов геномной ДНК на наборы, основанный на большом разнообразии структуры «липких» концов фрагментов, получаемых при расщеплении ДНК эндонуклеазами класса IIS.

11. Предложен новый метод гибридизационного анализа нуклеиновых кислот, основанный на использовании сайт-специфических никаз и флуоресцентно-меченого олигонуклеотида, комлементарного искомой ДНК-мишени и содержащего сайт, узнаваемый никазой.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Matvienko N.I., Troynovskaya I.N., Zheleznaya L.A., Yarchuk O.B. (1986) "Host vector system with the pr- promoter of phage lambda". In: "Gene Manipulation and expression", edts.R.E.Glass and J.Spizek, Croom Helm, London, 225-239.

Матвиенко Н.И., Крамаров В.M., Валишева И.Б., Железная Л.А. (1989) «Векторы для Matvienko N.I., Troynovskaya I.N., Zheleznaya L.A., Yarchuk O.B. (1986) "Host vector system получения тандемных повторов фрагментов ДНК», в сб. «Генная и клеточная инженерия в решении фундаментальных проблем биотехнологии», т.1, 61-65, Тартуский Университет, Тарту.

Valisheva I.B., Kramarov V.M., Ubieta R.X., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1989) "Two multiplication vectors for tandem duplication of genes". In: "Problems and perspectives of biotechnology", Bratislava, 6-9.

Zheleznaya L.A., Savchenko R.S., Matvienko N.I. (1990) "Three component system consisting of host bacteria, phage and plasmid, for efficient expression controlled by the SP6 promoter". Nucl Acids Res, 18, 4295-4295.

Kovalevskaya N.P., Ivanov L.Yu., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1991) "BstBSl, a restriction endonuclease from Bacillus stearothermophilus В S which recognizes 5'GTATAC3"\ Nucl. Acids Res, 19,1296-1296.

Ковалевская Н.П., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1992) "BspLS2I - новая сайт-специфическая эндонуклеаза из термофильной бактерии Bacillus species LS2 ". Биоорганическая химия, 18, 1473-1477.

Матвиенко Н.Н., Крамаров В.М., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1993) "Новые сайт-специфические эндонуклеаза и метилаза из Bacillus licheniformis 736". Биохимия, 58, 1137-1151.

Ковалевская Н.П., Иванов Л.Ю., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1993) "Выделение и свойства эндонуклеазы рестрикции Bst BSI из термофильной почвенной бактерии Bacillus stearothermophilus В S". Молекулярная генетика, микробиология и вирусология", 3, 22-25.

Железная Л.А., Матвиенко Н.Н., Матвиенко Н.Й. (1993)" Две сайт-специфические эндонуклеазы из термофильного штамма Bacillus species LU11". Биохимия, 58, 1315-1322.

Матвиенко Н.Н., Крамаров В.М., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1993) "Выделение сайт-специфических эндонуклеазы и метилазы из Bacillus cereus 83". Биохимия, 58, 1845-1860.

Matvienko N.N., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1993) "%?LU11I, a novel site-specific endonuclease which cleaves 5'-ACATGT-3' ". Nucl. Acids Res., .21, 14951495.

ShapovalovaN.I., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1993) "BspKJei, a new site-specific endonuclease which cleaves the GATC site producing two nucleotide 5'-protruding ends". Nucl Acids Res., 21, 5794-5794.

Ковалевская Н.П., Зелинская H.B., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1993) «Выделение и свойства сайт-специфической эндонуклеазы из термофильной бактерии Bacillus species TS514», Биохимия, 19, 1073-1076.

Шаповалова Н.И., Железная Л.А., Матвиенко Н.Н.,"Матвиенко Н.И. (1994) «Новая сайт-специфическая эндонуклеазаBsp КТ51», Биохимия, 59, 485-493.

Ковалевская Н.П., Железная Л.А., Зелинская Н.В., Матвиенко Н.И. (1994) «Новый термофильный штамм Bacillus coagulans - продуцент сайт-специфической эндонуклеазы BcoYl», Микробиология, 63, 235-243.

Шаповалова Н.И., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1994) «Новые сайт-специфические эндонуклеаза и метилаза из термофильного штамма Bacillus species КТ6», Биохимия, 59, 1730-1738.

Железная Л.А., Мензенюк О.Ю., Матвиенко Н.Н., Матвиенко Н.И. (1995) "Метод избирательной PCR-амплификации фрагментов геномной ДНК (метод SACF)". Биохимия, 60, 1363-1370.

Зелинская Н.В., Ковалевская Н.П., Матвиенко Н.Н., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1995) "Сайт-специфические эндонуклеаза и метилаза из термофильной бактерии Bacillus species IS4". Биохимия, 60, 1435-1449.

Чернов А.В., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1995)"Сайт-специфическая Bsp КТ8 из термофильного штамма. Bacillus species КТ8", Биохимия, 60, 1318-11325.

20. Чернов A.B., Матвиенко H.H., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1994)»Новая сайт-специфическая эндонуклеаза-метилаза из термофильного штамма Bacillus species LU11», Биохимия, 59, 1714-1729.

21. Chernov A.V., Matvienko N.N., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1995) "BspLU 11 III, a bifunctional restriction and modification enzyme from a termophilic strain Bacillus species LU 11". Nucl.Acid Res., 23, 1213-1214.

22. Зелинская H.B., Матвиенко H.H., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1996) "Новая сайт-специфическая аденин-ДНК-метилтрансфераза из Bacillus species ST5". Биохимия, 61, 1006-1014.

23. Зелинекая Н.В., Ковалевская Н.П., Матвиенко H.H., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1996) "Новая сайт-специфическая эндонкулеаза из Acinetobacter species (штамм М)". Биохимия, 61, 1471-1482.

24. Зелинская Н.В., Матвиенко H.H., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1995) «Новая сайт-специфическая эндонуклеаза из штамма Bacillus species ST5», Биохимия, 60, 1525-1533.

25. Чернов A.B., Лепихов К.А., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1996)"Две сайт-специфические эндонуклеазы из термофильного штамма Bacillus species OV", Биохимия, 61, 1837-1847.

26. Васильева Л.Ю., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1996) «Сайт-специфическая эндонуклеаза RspR7I из термофильного штамма Bacillus sp. R7», Биохимия, 61, 1551-1560.

27. Забазная Е.В., Никифоров В.В., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1997) "Сайт-специфическая эндонуклеаза Aba I из Azospillum brasilense UQ 1796 -изошизомер эндонуклеазы Bel I". Биохимия, 62, 343-349.

28. Забазная Е.В., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1997) «Сайт-специфические эндонуклеазы Rsp LKI и RspLKll из Rhodococcus species LK2 - изошизомеры

Sphl и BamHl». Биохимия, 62, 1018-1028.

29. Кежнер М.А., Ширяев С.А., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1997). «Сайт-специфическая эндонуклеаза из термофильного штамма Bacillus Species МК является изошизомером Sali». Биохимия , 62, 1029-1036.

Матвиенко Н.Н., Железная Л.А., Зелинская Н.В., Матвиенко Н.И. (1997) "Сайт-специфическая ДНК-метилаза M.BspST5I метилирует только одну цепь узнаваемого сайта". Биохимия, 62, 304-306.

Ширяев С.А., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1997) «Три сайт-специфические эндонуклеазы из термофильного штамма Bacillus species LA являются изошизомерами Hha I, Asu II и Hind lib). Биохимия, 62, 280-290.

Васильева Л.Ю., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1998) «Сайт-специфическая эндонуклеаза &cL II из штамма Staphylococcus sp.Ll» Биохимия, 63, 252-258.

Альжанов Д.Т., Альжанова Д.В., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1998) «Термофильный штамм Bacillus species АА содержит несколько сайт-специфических эндонуклеаз». Биохимия, 63, 636-645.

Альжанова Д.В., Альжанов Д.Е., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1998) «Выделение и характеристика сайт-специфической эндонуклеазы Bspl23l из термофильного штамма Bacillus species 123». Биохимия, 63, 247-251.

Agalarov S.C., Zheleznyakova E.N., Selivanova О.М., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I., VasilievV.D., Spirin A.S. (1998) «In vitro assembly of ribonucleoprotein particale corresponding to the platform domain of the 30S ribosomal subunit», Proc.Natl.Acad.Sci. 5, 999-1003.

Agalarov S.C., Selivanova O.M., Zheleznyakova E.N., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I., Spirin A.S. ( 1999) "Independent in vitro assembly of all three major morphological parts of 30S ribosomal subunit of Thermus thermophilus". Eur.J.Biochem., 266, 533-537

Zheleznaya L.A., Shiryaev S., Zheleznyakova E., Matvienko N.N., Matvienko N.1.(1999) "R.XspDSI is a neoschizomer of Hphl protruding blunt end DNA fragments" FEBS Letters, 448, 38-40.

Железнякова E.H., Железная Л.А., Свадьбина И.В., Матвиенко Н.И. (1998) «Сайт-специфическая эндонуклеаза из термофильного штамма Bacillus species ZE-изошизомер С/aI». Биохимия, 63, 1675-1681.

Забазная Е.В., Железная Л.А., Свадьбина И.В., Матвиенко Н.И. (1999) «Сайт-специфическая эндонуклеаза Nsp LKI - изошизомер эндонуклеазы Нае III». Биохимия, 64, 234-238.

Жармухамедова Т. Ю., Привезенцева H. Г., Шишова О.В., Ширяев С. А., Железная JI.A., Матвиенко Н.И. (1999) «Сайт-специфическая эндонуклеаза из термофильного штамма Bacillus species F4». Биохимия , 64, 697-702.

Ширяев С.А., Железнякова Е.Н., Матвиенко Н.Н., Железная JI.A., Матвиенко Н.И. (2000) «Две сайт-специфические эндонуклеазы из штамма Streptococcus species D5». Биохимия, 65, 553-561.

Васильева Л.Ю., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (2000) «Клонирование и экспрессия новой сайт-специфической метилтрансферазы M.&cLlI из Staphylococcus species L1». Биохимия, 65, 665-671.

Железная Л.А., Перевязова Т.А., Альжанова Д.В., Матвиенко Н.И. (2001) «Сайт-специфическая никаза из штамма Bacillus species D6», Биохимия, 66, 1215-1220.

Lepikhov К., Tchernov A., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I., Walter J., Trautner T.A. (2001) "Characterization of the type IV restriction-modification system BsplAJl 1 III from Bacillus sp. LUI 1", Nucl. Acids Res., 29, 4691-4698.

Железная Л.А., Перевязова T.A., Железнякова E.H., Матвиенко Н.И. (2002) «Некоторые свойства сайт-специфической никазы BspD61 и возможность ее применения в гибридизационном анализе ДНК», Биохимия, 67, 505-512.

Железная Л.А., Кайнов Д.Е., Юнусова А.К. (2002) «Регуляторный С-белок системы модификации-рестрикции £coRV», Биохимия, принята к печати.

Свадьбина И.В., Железнякова Е.Н., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (2002) «Bacillus species - эффективный продуцент термостабильной эндонуклеазы BspUJAl, изошизомера Ava I», - Биохимия, принято в печать

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Железная, Людмила Алексеевна, Пущино-на-Оке

1. Абдурашитов, М.А., Беличенко, О.А., Шевченко, А.В., Дегтярев, С.Х. (1996) N.BstSE - сайт-специфическая :/tw/саза из Bacillus stearothermophilus SE-589. Мол.биология, 30, 1261-1267.

2. Бурьянов, Я.И., Веножинскис, Н.Т. (1982) Простой избирательный метод определения ДНК-цитозин-метилазной активности в клеточных гомогенатах. Биохимия, 47, 1375-1377.

3. Дедков, B.C., Абдурашитов, М.А., Янковский, Н.К., Килева, Е.В., Мякишева, Т.В., Попиченко, Д.В., Дегтярев, С.Х. (2001) Новая сайт-специфическая ДНК-никаза N.Bst9I Bacillus stearothermophilus 9. Биотехнология, 4, 3-8.

4. Железная, Л.А., Перевязова, Т.А., Альжанова, Д.В., Матвиенко, Н.И. (2001) Сайт-специфическая никаза из штамма Bacillus species D6. Биохимия, 66, 12151220.

5. Матвиенко Н.Н., Крамаров В.М., Железная Л.А., Матвиенко Н.И. (1993) Выделение сайт-специфических эндонуклеазы и метилазы из Bacillus cereus 83. Биохимия, 58, 1845-1860.

6. Пташне, М. (1988) Переключение генов, Мир, Москва.

7. Adams, R.L. (1990) DNA methylation. Biochem.J., 265, 309-320.

8. Adler, S.P., and Nathans, D., (1973) Studies of SV40 DNA. V. Conversion of ckcular to linear SV40 DNA by restriction endonuclease from Escherichia coli. B.Biochim.Bio phys.Acta, 199, 177-188.

9. Ahmad, I., and Rao, D.N. (1994) Interaction of EcoP15I DNA methyltransferase with oligonucleotides containing the asymmetric sequence 5 '-CAGCAG-3 '. J.Mol.Biol., 242, 378-388.

10. Ahmad, I., and Rao, D.N.(1996) Functional analysis of the conserved métifs in EcoPlSI DNA methyltransferase. J.Mol.Biol., 259, 229-240.

11. Anton, B.P. et.al. (1997) Cloning and characterization of the BgUI restriction-modification system reveals a possible evolutionary footprinting. Gene, 157, 19-27.

12. Arber, W., and Wauters-Willems, D. (1970) Host specifity of DNA produced,, by Eucherichia coli. XII. The two restriction and modification systems of strain 15T-. Mol.Gen.Genet., 108, 203-217.

13. Athanasiadis, A., Vlassi, M., Kotsifaki, D., Tucker, P.A., Wilson, K.S., and Kokkinidis, M. (1994) Crystal structure of PvuII endonuclease reveals extensive homologies to EcoRV. Nat.Struct.Biol., 1, 469-475.

14. Balganesh, T.S., Reiners, L., Lauster, R., Noyer-Weidner, M., Wilke, K., and Trautner, T.A. (1987) Construction and use of chimeric SPR/Phi3T DNA methyltransferases in the definition of sequence recognizing enzyme region. EMBO J., 6, 3543-3549.

15. Bart, A., Dankert, J., and Ende, A. (1999) Operator sequences for the regulatory proteins of restriction-modification systems. Mol.Microbiol. 31, 1277-1278.

16. Beletskaya, I., Zakharova, M.Y., Shlyapnikov, M.G., Semenova, L.M., and Solonin, A.S. (2000) DNA metkylation at the CfrBI site is involved in expression control in the CfrBI restriction-modification system. Nucleic Acids Res., 28, 3817-3822.

17. Benenson, Y., Paz-Ellzur, T., Adar, R., Kelnan, E., Uvneh, Z., Shapiro, E. (2001) Programmable and autonomous computing machine made of biomolecules. Nature, 414,430-434.

18. Besnier, C.E., and Kong, H. (2001) Converting Mlyl endonuclease into a nicking enzyme by changing its oligomerization state. EMBO J., 21, 782-786.

19. Bestor, T.H., and Verdine, G.I. DNA methyltransferases. Carr.BioL, 6, 380-389.

20. Bickle, T., Brack, C., and Yuan, R. (1978) ATP-induced conformational changes in the restriction endonuclease from Escherichia coli K-12. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 75, 3099-3103.

21. Bickle, T., and Kruger, D.H. (1993) Biology of DNA restriction. Microbiol.Rev., 57, 434-450.

22. Birnboim, H.C., and Doly, J. (1979) rapid alkaline extraction method for screening recombinantplasmid. Nucleic Acids Res., 1, 1513-1522.

23. Bitinaiti, J., Aggarwal, A.K., and Schildkraut, I. (1998) Fokl dimerization is required for DNA cleavage. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 95, 10570-10575.

24. Bonner, W., M., and Laskey, R.A. (1974) A film detection method for tritium-labelled proteins and nucleic acids in polyacrylamide gels. Eur.J.Biochem., 46, 83-89.

25. Bonner, W., M., and Stedman, J.D. (1978) Efficient fluorography 3H and 14C in thin layers. Analytical Biochem., 89, 247-256.

26. Bougueleret, L., Schwarztein, M., Tsugita, A., and Zabeau (1984) Characterization of the genes coding for the EcoRV restriction and modification system of Escherichia coli. Nucleic Acids Res., 12, 3659-3676.

27. Boyer, H.W., and Roulland-Dussoix, D. (1969) A complementation analysis of the restriction and modification of DNA in Escherichia coli. J.Mol.BioL, 41, 459-472.

28. Brown, N.L., and Smith, M. (1980) A general method for defining restriction enzyme cleavage and recognition sites. Method in Enzymol., 65, 391-404.

29. Brenner, S., Johnson, M., Bridgham, J., et.al. (2000) Gene expression by massivly parallel signature sequincing (MPSS) on microbead arrays. Nature Biotech., 18, 630634.

30. Bujnicki, J.M., and Radlinska, M. (1999) Molecular evolution of DNA-(cytosine-N4) methyltransferases: evidence for their polyphyletic origin. Nucleic Acids Res., 27, 4501-4509.

31. Chamberlain, J.P. (1979) Fluorographic detection of radioactivity in polyacrylamide gels with water-soluble fluor, sodium salisylate. Analythical Biochem., 98, 132-135.

32. Chandrasegaran, S., and Smith, J. (1999) Chimeric restriction enzymes: what is next? Biol.Chem., 380, 841-848.

33. Cheng, X., Kumar, S., Posfai, J., Pflugrath, J.W., and Roberts, R.J. (1993) Crystal structure of the Hhal DNA methyltransferase co&/>dexed with S-adenosyl-L-methionine. Cell, 74, 299-307.

34. Cheng, X. (1995) DNA modification by methyltransferases. Curr.Opin.Struct.Biol., 5, 4-10. . " .

35. Cheng, X., and Roberts, R.J. (2001) AdoMet-depending methylation, DNA trasferases and base flipping. Nucleic Acid Res., 29, 3784-3795.

36. Chernov A.V., Matvienko N.N., Zheleznaya L.A., Matvienko N.I. (1995) BspLUll III, a bifunctional restriction and modification enzyme from a termophilic strain Bacillus species LU11. Nucleic Acid Res., 23,1213-1214.

37. Christman, M.E., Morgan, R.W., Jacobson, F.S., and Ames, B.N. (1985) Positive control of a regulation for defences against oxidative stress and some heat-shock proteins in Salmonella typhymurium. Cell, 41, 753-762.

38. Clewell, D.B., and Helinski, D.R. (1969) Supercoiled circular DNA-protein complex in Escherichia coli: purification and induced conversion to an open circular DNA. (1969) Proc Natl.Acad.Sci.USA, 62, 1159-1166.

39. Dale, J.W., and Greenaway, P.J. (1984) Preparation of chromosomal DNA from E.coli. Methods in Molecular Biology, Ed.J.M.Walkner, Clifton, New Jersey: Humana Press, 2, 197-200.

40. Dartoris, V., De Backer, 0., Couison, C. (1993) Sequence of the Salmonella typhimurium StyLTl restriction-modification genes: homologies with EcoPl and EcoPIS type-Ill R-M systems and presence ofhelicase domains. Gene, 127, 105-110.

41. DeBacker, 0., Couison, C (1991) Two-step cloning and expression in Escherichia coli of the DNA .restriction-modification system^tyLTI of Salmonella typhimurium. J.Bacteriol., 173, 1321-1327.

42. Deibert, M., Grazulis, S., Sasnauskas, G., Siksnys, V, and Huber, R. (2000) Structure of the tetrameric restriction endonuclease NgoMIV in complex with cleaved DNA. Nature Struct.Biol., 7, 792-799.

43. Davis, G.P., Martin I., Sturrok S.S., Cronshaw, A., Murray, N.E., and Dryden, D.T.F. (1999) On the structure and operation of type I DNA restriction enzymes. J.Mol.Biol., 290, 565-579.

44. Dowd, D.R., and Lloyd, R.S. (1990) Biological significance of facilitated diffusion in protein-DNA interactions. Application to T4 endonuclease V-initiated DNA repair. J.Biol.Chem., 265,13130-13137.

45. Dower, W.J., Miller, J.F., and Ragsdale, C.W. (1988) High efficiency transformation of E.coli by high voltage electroporation. Nucleic Acids Res., 16, 6127-6145.

46. Drier, J., Mac Williams, M.P., and Bickle, T.A. (1996) DNA cleavage by type IC restriction-modification enzyme Eco 1241. J.Mol.Biol., 264, 722-733.

47. Dryden, D.T.F., Copper, L.P., and Murray, N.E. (1993) The assembly of the EcoKI type I DNA reifCtriction/modification enzyme and its in vivo implications. Biochemistry, 36, 1065-1076/

48. Embleton, MI., Syksnys, V., and Haiford. (2001) DNA cleavage reactions by type II restriction enzymes that require two copies of their recognition sites. J.Mol.Biol., 311, 503-514.

49. Ehbrecht, H-J., Pingoud, A., Urbanke, C., Maas, G., and Gualerzi, C. (1985) Linear diffusion of restriction endonucleases on DNA. J.Biol.Chem., 261, 12128-12133.

50. Ellis, D., Dryden, D.T.F., Berge, T., Edwardson, J.M., and HendersoT R.M. (1999) Direct observation of DNA translocation ana cleavage by atomic force microscopy. Nuture StructBiol., 6, 15-17.

51. Endlich, B., and Linn, S. (1985) The DNA restriction endonuclease of Escherichia coli B. I. Studies of the DNA translocation and ATPase activities. J.Biol.Chem., 260, 57205728.

52. Fried, M., Mesurement of protein-DNA interaction parameters by electrophoresis mobility shift assay. Electrophoresis, 10, 366-376.

53. Friedman, S., and Som S., (1993) Induction of EcoRII methylase: evidence for autogenous control. J.Bacteriol., 175,6293-6298.

54. Fuller-Pace, F.V., and Murray, N.E. (1986) Two DNA recognition domains of the. specifity polypeptides of a family type I restriction enzymes. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 83,9368-9372.

55. Garcia, L.R., and Molineux, I J. (1999) Translocation and specific cleavage of bacteriophage T7 DNA in vivo by EcoKI. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 96, 12430-12435.

56. Geider, K., Baumel, I., and Meyer, T.F. (1982) Intermediate stages in enzymatic replication of bacterophagefd duplex DNA. J.Biol.Chem., 257, 6488-6493.

57. Glover, S.W., and Colson, C. (1969) Genetics of host-controlled restriction and modification in Escherichia coli. Genet.Res., 13, 227-240.

58. Gorbalenya, A.E., and Koonin, E.V. (1991) Endonuclease (R) subunits of type I and type III restriction-modification enzymes contain a helicase-like domain. FEBS Letters, 291,277-281.

59. Gough, J.A., and Murray, N.E. (1983) Sequence diversity among related genes for recognition of specific targets in DNA molecules. J.Mol.Biol., 166, 1-19.

60. Hadi, S., M., Bachi, B., Iida, S., and Biekle, T.A. (1983) DNA restriction-modification enzymes of phage PI and plasmid pl5B. J.Mil.Biol., 165, 19-34.

61. Gubler, M.D., Braguglia, J., Meyer, A., Piekarowicz, A, and Bikle, T.A. (1992) Recombination of constant and variable modules alters DNA sequence recognition by type IC restriction- modification enzymes. EMBO J., 11, 223-240.

62. Gunn, J.S., and Stein, D.C. (1997) The Neisseria gonorrhoeae S.NgoVIII restriction-modification system: a type IIS system homologous to the Haemophilus parahaemolyticus HphI restriction/ modification system. Nucleic Acids Res., 25, 4147-4152.

63. Halford, S.E., Bicock, D.T., Stanford, N.P., et.al. (1999) Restriction endonuclease reactions requiring two recognition sites. Biochem.Soc.Trans., 27, 696-699.

64. Hames, B.D., and Higgins, S.J. (1984) Transcription and translation. A practical approach. IRL Press, Oxford.

65. Heidmann, S., Seifert, W., Kessler, C., and Domdey, H. (1989) Cloning, characterization and heterologous expression of Smal restriction-modification system. Nucleic Acids Res., 17, 9783-9795.

66. Higashitani, A., Greenstein, D., Asano, S., and Horiuchi, K. (1994) Multiple DNA conformational changes induced by initiator protein precéïe the nicking reaction in rolling circle replication origin. J.Mol.Biol., 237, 388-400.

67. Higgins, L.S., Besnier, C., and Kong, H. (2001) The nicking endonuclease N.RsYNBI is close related to type IIS restriction endonucleases Mly\ and PI el. Nucleic Acids Res., 29, 2492-2501.

68. Horiuchi, K., and Zinder, N., (1972) Cleavage of bacteriophage fl by restriction enzyme of Escherichia coli. Proc.Natl.Acad.Sci.USA., 69, 3220-3224.

69. Hornby, D.P., Muller, M., and Bickle, T.A. (1987) High-level expression of the EcoPI modification methylase gene and characterization of the geneproduct. Gene, 54, 239245.

70. Horton, N.G., Dorner, I.F., and Perona, J.J. (2002) Sequence selectivity and degeneracy of a restriction endonuclease mediated by DNA intercalation. Nat.Struct. Biol., 9, 4247.

71. Horton, N.G., and Perona, J.J. (1998) Role of protein-induced bending in the specifity of DNA recognition: crystal structure of EcoRV endonuclease complex with d(AAAGAT) + d(ATCTT). J/Mol/Biol, 277, 779-787.

72. Hsieh, P.-C., Xiao, J.P., Loane, S.-Y., and Xu, S.-Y.(2000) Cloning, expression and purification of a thermostable nonhomodimeric restriction enzyme, BslI. J.Bacteriol., 182, 949-955.

73. Iida, S., Meyer, J., Bachi, B., Stalhammer-Carlemalm, M., Schrickle, S., Bickle, T.A., and Arber, W. (1983) DNA restriction-modification genes of phage PI and plasmid pl5B. J.Mol.Biol., 165, 1-18.

74. Ives, K.L., Sohail, A., and Brooks, J.E. (1995) The regulatory C proteins from different restriction-modification systems can cross-complement. J.Bacteriol., 177, 6313-6315.

75. Ives, K.L., Nathan, P.D., and Brooks, J.E. (1992) Regulation of the BamUl restriction-modification system by a small intergenic open reading frame, bamHIC, in both Escherichia coli and Bacillus subtilis. J.Bacteriol., 174, 7194-7201.

76. Janscak, P., Mac Williams, M.P., Sandmeier, U., Nagaraja, V., and Bickle, T.A. (1999. DM traslocation blokage, a general mechanism of cleavage site selection by type I restriction enzymes. EMBO J., 18, 2638-2647.

77. Jeltsch, A., Alves, J., Wolfes, H., Maass, G., and Pigoud, A. (1994) Pausing of the restriction endonuclease EcoRI during linear diffusion on DNA. Biochemistry, 33, 1025-10219.

78. Jeltsch, A., Kruger, M., and Pigoud, A. (1995) Evidence for an evolutionary relationship among type-II restriction endonucleases. Gene, 160, 7-16.

79. Jeltsch, A., and Pigoud, A. (1998) Kinetic characterization of linear diffusion of the restriction endonuclease EcoRV on DNA. Biochemistry, 37, 2160-2169.

80. Jeltsch, A., Wenz, C., Stahl, F., and Pigoud, A. (1996) Linear diffusion of the restriction endonuclease EcoRV on DNA is essential for the in vivo function of the enzyme. EMBO J., 15, 5104-5 111.

81. Jensen, R.B., and Gerdes, K. (1995) Programmed cell death in bacteria: proteic plasmid stabilization systems. Mol.Microbiol., 17, 205-210.

82. Jen-Jacobson, L., Engler, E., and Jacobson L.A. (2000) Structural and thermodynamic strategies for site specific DNA Sinding proteins. Strct.Fold Des., 8, 1015-1023.

83. Jen-Jacobson, L., Engler, E., Lesser, D.R., Kurpiewski, M.R., Yee, C., and McVerry, B. (1996) Structural adaptation in the interaction of EcoRI endonuclease with methylated GAATTC sites. EMBO J., 15, 2870-2882.

84. Kannan, P., Cowan, G.M., Daniel, S., Gann A.A., and Murray, N.E. (1989) Conservation of organization in the specifity polypeptides of two families of type I restriction enzymes. J.Mol.Biol., 209, 335-344.

85. Kim, Y.C., Cha, J., Chandrasegaran, S. (1996) Hybrid restriction enzymes: zinc finger fusions to Foklcleavage domain. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 93, 1156-1160.

86. Kelleher, J.E., Daniel, A.S., and Nurray, N.E. (1991) Mutations that confer de novo activity upon a maitenance methyltrasferase. J.Mol.BioL, 221, 431-440.

87. Kim, Y.C., Grable, J.C., Love, R., Greene, P.J., and Rosenberg, J.M. (1990) Refinement of EeoRI endonuclease structure: a revised protein chain tracing. Science, 249, 13071309.

88. King, G., and Murray, N.E. (1994) Restriction enzymes in cell, not in eppendorf. Trends Microbiol., 2, 465-469.

89. Klimasauskas, S., Kumar, S., Roberts, R.J., and Cheng, X. (1994) Hhal methyltransferase flips its target base out of the DNA helix. Cell, 76, 357-369.

90. Klimasauskas, S., and Roberts, R.J.M.(1995) Hhal binds tightly to substrates containing mismatches at the target base. Nucleic Acids Res., 23, 1388-1395.

91. Kneale, G.G. (1994) A symmetric model for the domain structure of type I DNA methyltransferases. J.Mol.Biol., 243, 1-5.

92. Kong, H. (1998) Analyzing the functional organization of a novel restriction-modification enzyme. J.Mol.Biol., 279, 823-832.

93. Kong, H., and Smith, C.L. (1997) Substrate DNA and cofactor regulate the activities of multi-functional restriction-modification enzyme. Nucleic Acids Res., 25, 3687-3692.

94. Kornberg, A., and Baker, T.A. (1992) DNA replication, 2th Edn.W.H.Freeman and Company, New York, NY.

95. Kroger, M., et.al. (1995) Organization and gene expression within restriction-modofication systems of Herpetosiphon giganteus. Gene, 157, 43-47.

96. Kruger, D.H., Kupper, D., Meisel, A., Reuter, M, and Schroeder, C. (1995) The signficance of distance and orientation of restriction endonuclease recognition sites in viral DNA genome. FEMS Microbiol.Rev., 17, 177-184.

97. Kulakauskas, S., Ludys, A., and Ehrlich, S.D. (1995) DNA restriction-modification systems mediate plasmid mantenance. J.Bacteriol., 177, 3451-3454.

98. Kulik, E.M., and Bickle, T.A. (1996) Regulation of the activity of type IC EcoR124I restriction enzyme. J.Mol.Biol., 264, 891-906.

99. Kumar, S., Cheng, X., Klimasauskas, S., Mi, S., Posfai., J., Roberts, R.J., and Willson, G.G. The DNA (cytosine-5) methyltransferases. Nucleic Acids Res.,22, 1-10.

100. Lui, A.C., McBride, B.C., Vovis, G.F., and Smith, M. (1979) Site- specific endonuclease from Fusobacterium nucleatum. Nucleic Acids Res., 1, 1-15.

101. Lynch, T.W., and Sligar, S.G. (2000) Macromolecular hydration changes associated with BamHI binding and catalysis. J.Biol.Chem., 275, 30561-30565.

102. Maniatis, T., Fritsch, E.F., and Sambrook, J. (1982) Molecular cloning: A laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY.

103. Lukacs, C., and Aggarwal, A. (2001) Bglll and Muni: what a difference a base makes. Cur.Op.Struct.Biol., 11,14-18.

104. Lukacs, C., Kucera, R., Schilkraut, I., and Aggarwal, A. (2000 Understanding the immutability of restriction enzymes: crystal structure of Bglll and its DNA substrate at 1.5 A resolution. Nature Sruct.Biol., 7, 134-140.

105. Mac Williams, M.P., and Bickle, T.A. (1996) Generation of new DNA binding specifity by truncation of the type IC EcoDXXIhsdS gene. EMBO J., 15, 4775-4783.

106. Makovets, S., Doronina, V.A., Murray, N. (1999) Regulation of endonuclease activity by proteolysis prevents breakage of unmodified bacterial chromosomes by type I restriction enzymes. Proc.Natl.Acad.Sci.USA., 96, 9757-9762.

107. Malone, T., Blumental, R.M., and Cheng, X. (1995) Structural analysis reveals nine sequence motifs conserved among DN/faminotransferases, and suggests a catalytic mechanism for these enzymes. J.Mol.Biol., 253, 618-632.

108. Meisel, A., T.A.Bickle, Kruger, D.H., and Schroeder, CI. (1992) Type III restriction enzymes need two inversly oriented recognition sites for DNA cleavage. Nature, 355, 467-469.

109. Meisel, A. Mackeldanz, P., Bickle, T.A., Kruger, D.H., and Schroeder, C. (1995) Type III restriction endonucleases translocate DNA in reaction driven by recognition site-specific ATP hydrolysis. EMBO J., 14, 2958-2966.

110. Meselson, M., and Yuan, R. (1968) DNA restriction enzyme from E.coli. Nature, 217, 1110-1114.

111. Meyer. J., lida, S., and Arbex, W. (1983) Physical analysis of the genomes of hybrid phages between phage PI andplasmidp!5B. J.Mol.Biol., 165, 191-195.

112. Mi, S., and Roberts, R.J. (1992) How M.MspI and M.Hpal decide which base to methylate. Nucl.Acids Res., 20, 4811-4816.

113. Middleton, J.H., Edgell, M.H., and Hutchison, C.A. (1972) Specific fragments of (pX174 deoxyribonucleic acid produced by a restriction enzyme from Haemophilus aegypticu endonuclease Z. J.Virol., 10, 42-50.

114. Modrich, P. (1989) Methyl-directed DNA mismatch correction. J.Biol.Chem., 264, 6597-6600.

115. Morgan, R.D., Calvet, C., Demeter, M., Agra, R., and Kong, H. (2000) Characterization of the specific DNA nicking activity of restriction endonuclease N.BstNBI. Biol.Chem., 381, 1123-1125.

116. Murray, N. (2000) Type I restriction systems: sophisticated molecular machines. Microbiol.Mol.Biol.Rev., 64, 412-434.

117. Murray, N.E., Batten, P., and Murray, N.E. (1973). Restriction of bacteriophage lambda by Echerichia coli K. J.Mol.Biol., 81, 395-407".

118. Murray, N.E., Daniel, A.S., Cowan, G.M., and Sharp, P.M. (1993) Conservation of motifs within the usually varible polypeptide sequences of type I restriction and modification enzymes. Mol.Microbiol., 9, 133-143.

119. Nagaraja, V., Shepherd, J.C.W., and Bickle, T.A. (1985) The evolution of DNA sequence specifity: a recombinant restriction enzyme has a hybrid recognition sequence. Nature, 316, 371-372.

120. Naito, T., Kusano, K., and Kobayashi, I. (1995) Selfish behavour of restriction-modification systems Science, 267,897-899.

121. Nathan, P.D., and Brooks, J.E. (1988) Characterization of the BamHI methylase gene. Gene, 74, 1-8.

122. Newman, M., Strzelecka, T., Domer, L.F., Schilkraut, and Aggarwal, A.K. (1994) Structure of restriction endonuclease BamHI and its relationship to EcoRI. Nature, 368, 660-664.

123. O'Sullivan, D.J., and Klaenhammer, T.R. (1998) Control of expression of Liai restriction in Lactococcus lactis. Mol.Microbiol. 27, 1009-1020.

124. O'Nill, M., Powell, L.M., and Murray, N.E. (2001) Target recognition by EcoKI: the recognition domain is robust and restriction-deficiency commonly results from the protelytic control of enzyme activity. J.Mol.Biol., 307, 951-963.

125. O'Sullivan, D.J., Twomey, D.P., Coffey, A., Hill, C., Fitzgerald, G.F. and Ross, R.P. (2000) Novel type restriction specifities through domain shuffling of HsdS subunits in in Lactococcus lactis. Mol.Microbiol., 36, 866-875.

126. Palien, M.J. (1999) Microbal genomes. Mol.Microbiol:, 32, 907-912.

127. Perez-Rueda, E., Gralla, J.D., Collado-Vides, J. (1998) Genomic position analyses and transcriptional machinery. J.Mol.Biol, 275, 165-170.

128. Petrasyte, M., Bitinaite, J., Menkevicius, S., Klimasauskas, S., and Burkus, V., and Janulailis, A. (1988) Restriction endonucleases of a new type. Gene, 74, 89-91.

129. Piekarowicz, A., Golaszewska, M., Sunday, A.O., Siwinska, M., and Stein, D.C. (1999) The Hae IV restriction modification system of Haemophilus aegyptius is encoded bt? a single polypeptide. J.Mol.Biol., 293, 1055-1065.

130. Pingoud, A., Jeltsch, A., Maxwell, A., Sherratt, D. (2001) Enzymes that keeps DNA under control. EMBO reports, 21, 271-276.

131. Posfai, J., and Roberts, R.J. Predictive motifs of cytosine methylases. J.Cell Biochem.Suppl., 13D, 213-220.

132. Redaschi, N., and Bickle, T. (1996) Posttranscriptional regulation of EcoPlI and EcoP 151 restriction activity. J.Mol.Biol., 257, 790-803.

133. Rao, D.N., Page, M.u., and Bickle, T.A. (1989) Cloning, over-expression and catalytic properties of the EcoPIS modification methylase from Escherichia coli. J.Mol.Biol., 209,599-606.

134. Rao, D.N., Saha, S., and Krishnamurty, V. (2000) ATP-dependent restriction enzymes. Prog.Nucleic Acids Res.Mol.Biol., 64, 1-63.

135. Rasko, T., Finta, C., and Kiss, A. (2000) DNA bending induced by DNA (cytosine-5) methyltransferases. Nucleic Acids Res., 28, 3083-3091.

136. Reinisch, K.M., Chen, L., and Lipscomb, W.N. (1995) The crystal structure of HaelH methyltransferase covalently complexed to DNA: an extrahelical cytosine and rearrangment base pairing. Cell, 82, 5517-5523.

137. Revzin, A. (1987) Gel electrophoresis assay for DNA-protein interaction. BoTechniques, 7, 346-355.

138. Rimseliene, R., Vaisvila, R., Janulaitis, A. (1995) The eco72I gene specifies a transacting factor which influences expression of both DNA methyltransferase and endonuclease from Eco721 restriction-modification system. Gene, 157, 217-219.

139. Rimseliene, R., and Janulaitis, A. (2001) Mutation analysis of two putative catalytic motifs of the type IV restriction endonulease Eco5 71 J.Biol. Chem., 276, 10492-10497.

140. Roberts, R.J., and Macelis, D. (2000) REBASE-restriction enzymes and methylases Nucleic Acids Res., 28, 306-307.

141. Robinson, C.R., and Sligar, S.G. (1988) Changes in solvatation during DNA binding and cleavage are critical to altered specifity of EcoRI endonuclease. Proc.Natl.Acad.Sci.USA., 95, 2186-2191.

142. Rosamond, J., Edlich, B., and Linn, S. (1979) Elecrton microscopy studies of the mechanism of action of the restriction endonuclease of Escherichia coli B. J.Mol.Biol., 1239,619-635.

143. Robinson, C.R., and Sligar, S.G. (1998) Changes in solvatation during DNA binding and cleavage are critical to alterd specifity of EcoRI endonuclease. Proc.Natl.Acad.Sci.USA., 95, 2186-2191.

144. Saha, S., Ahmad, I., Reddy, Y.V.R., and Krishnamurthy, V. (1998) Functuanal analysis of conserved motifs in type III system restriction-modification enzymes. Biol.Chem., 379, 511-517.

145. Saba, S., and Rao, D.N. (1995) ATP hydrolysis is requireed for DNA cleavage by EcoPI restriction enzyme. J.Mol.Biol., 247, 559-567.

146. Saha, S., and Rao, D.N. (1997) Mutation in the Res subunit of the EcoPI restriction enzyme thataeffect ATP-dependent reactions. J.Mol.Biol., 269-342-354.

147. Sandy, M.S., Chiocca, S.M., and Cerutti, P.A. (1992) Genotypic analysis of mutation in TaqI restriction recognition sites by restriction fragment length polymorphism/polymerase chain reaction. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 89, 890-894.

148. Sanger, F. (1981) Deremation of nucleotide sequences in DNA. Science, 214, 12051210)

149. Sanger, F., Nicklen, S., and Coulson A.R. (1977) DNA sequincing with chain terminating inhibitors. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 74, 5463-5467.

150. Schmitz, A., and Galas, D.J. (1978) DNAase I footprinting: a simple method for the detection ofprotein-DNA binding specifity. Nucleic Acids Res., 5/ 3157-3170.

151. Schouler, C., Ciller, F., Lerayer, A.L., and Chopin, M.C. (1998) A type IC restriction-modification system in Lactococcus lactis. J.Bacteriol., 180, 407-411.

152. Schouler, C., Gautier, S., Ehrich, A.D., and Chopin, M.C. (1998) Combinational variation of restriction-modification specifàies in Lactococcus lactis. Mol.Microbiol., 28, 169-178.

153. Senesac, J.H., and Romanin, J.K. (19097) Application of oligonucleotide activation to restriction endonuclease Narl. Biotechniqe, 22, 1166-1168.

154. Sheehan, B.J., and Dorman, C.J. (1998) In vivo analysis of the interaction of the LysR-like regulator SpvR with the operator sequences of the spvA and spvR virulence genes of Salmonella typhymurium. Mol.Microbiol., 30, 91-105.

155. Shilov, I., Tashlitsky, V., Khodoun, M., Vasil'ev, S., Alekseev, Y., Kuzubov, A., Kubareva, E., Karyagina, A. (1998) DNA-methyltrasferase SsoII interaction with own promoter region binding site. Nucleic Acids Res., 26, 2659-2664.

156. Shulman, M.J. (1974) Model for wadering restriction enzyme. Nature, 252, 76-78.

157. Sidorova, N.Y., and Sligar, S.G. (1996) Differences in water release for the binding of EcoRI to specific and nonspecific DNA sequence. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 93, 1227212277.

158. Siksnys, V., Skirgaila, R., Sasnauskas, G,M Urbanke, C., Cherny, D., Grazulis, S., and Huber, R. (1999) The Cfr 101 restriction enzyme is functional as tetramer. J.Mol.Biol., 291, 1105-1118.

159. Simoncsits, A., Tjornhammar, M.-L., Rasko, T., Kiss, A., and Pongor, S. (2001) Covalent joining of the subunits of homodimeric type II restriction endonuclease: single-chain PvuII endonuclease. J.Mol.Biol., 309, 89-97.

160. Smith, H.O., and Birnstil, M.L. (1976) A general method for DNA restriction site mapping. Nucleic Acids Res., 3, 2387-2398.

161. Smith M.A., Read, C.M., and Kneal, G.G. (2001) Domain structure and subunits interactions in the type I DNA methyltransferase M.EcoR124I. J.Mol.Biol., 314, 41-50.

162. Som S., and Friedman, S. (1993) EMBO J., 12, 4297-4303.

163. Som S., and Friedman, S. (1994) Regulation of EcoRII methylase: effect of mutations on gene expression and in vitro binding to the promoter region. Nucleic Acids Res., 22, 5347-5353.

164. Stahl, F, Wende, W., Jeltsch, A., and Pigoud, A. (1996) Introduction of asymmetry in naturally symmetric restriction endonuclease EcoRV to investigate intersubunit communication in the homodimeric protein. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 93, 6175-6180.

165. Stankevicius, K., Lubis, A., Timinskas, A., Vaitkevicius, D., and Janulaitis, A. (1998) Cloning and analysis of the four genes coding for BpulOI restriction-modification enzymes. Nucleic Acids Res., 26, 1084-1091.

166. Studier, F.W., and Bandyopadhyay, P.K. (1988) Model for how type I restriction enzymes select cleavage siies in DNA. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 87, 8070-8074.

167. Sugisaki, H., Yamamoto, K., and Takanarai, M. (1991) The Egal restriction-modification system contains two cytosine methylase genes responsible for modification of different DNA strands. J.Biol.Chem., 266, 13952-13957.

168. Suri, B., and Bickle, T.A., (1985) EcoA: the first member of a new family of type I restriction-modification systems. Gene organization and enzymatic activities. J.Mol.Biol., 186, 77-85.

169. Suri, B., Nagaraja, V., and Bickle, T.A. (1994) Bacterial DNA modification. Curr.Top.Microbiol.Immunol., 180, 1-9.

170. Szczelkun, M.D., Dillingham, M.S., Janscak, P., Firman, K., and Halford, S.E. (1996) Repercussions of DNA tracking by the type IC restriction endonuclease EcoR124I on linear and catentedsubstrates. EMBO J., 15, 6336-6347.

171. Szczelkun, M.D., Janscak, P., Firman K., and Halford, S.E. (1997) Selection of nonspecific DNA cleavage sites by type IC restriction endonuclease EcoR124I. J.Mol.Biol., 271, 112-123.

172. Szybalski, W., Blumental, R.M., Brooks, J.E., Hattman, S. (1988) Nomenclature for bacterial genes coding for class-II restriction endonucleases and modification methyltrasferases. Gene, 74, 279-280.

173. Tao, T., Bourne, C., and Blumental, R.M. (1991) A family of regulatory genes associated with type IIrestriction-modification systems. J.Bacteriol., 173, 1367-1375.

174. Tao, T., and Blumental, R.M. (1992) Sequence and characterization of pvuIIR, the PvuII endonuclease gene, and pvuIIC, its regulatory gene. J.Bacteriol., 174, 33953398.

175. Taylor, L., Watts, D., and Kneale, G. (1993) Substrate recognition and selectivity in the type IC DNA modification methylase M.Ecol24I. Nucleic Acids Res., 20, 179-186.

176. Thorpe, P.H., Ternent, D., and Murray, N.E. (1997) The specifity of StySKI, a type I restriction enzyme, implies a structure with rotational symmetry. Nucleic Acids Res., 25, 1694-1700.

177. Timinskas, A., Butkus, V., and Janulaitis, A. (1995) Sequence motifs characteristic for DNA cytosine-N4. and DNA [adenine-N6] methyltransferases. Classification of all DNA methyltransferases. Gene, 157, 3-11.

178. Tomb, J.F., White, Q., Kerlavage, A.R., el.al. (1997) The complete genome sequence of the gastric paihogene Helicobacter pylori. Nature, 388, 539-547.

179. Tucholski, J., Zmijewski, J.W., and Podhajska, A.J. (1998) Two intertwined methylase activities of the Mmel restriction-modification class-IIS system from Methylophilus methylotrophus. Gene, 223, 293-302.

180. Tyager, S., and Kramer, F. (1996) Molecular beacos: probes that fluoresce upon hybridization. Nature Biotech., 14, 303-308.

181. Van der Woerd, M.J., Pelletier, J.J., Xu, S.-Y., and Friedman, A.M. (2001) Restriction enzyme BsoBI-DNA complex: a tunnel for recognition of degenerate DNA sequences and potential hitidine catclysis. Structure, 9, 133-144.

182. Viadiu, H., and Aggarwal, A. (2000) Structure of BamHI bound to nonspecific DNA: a model for DNA sliding. Mol. Cell, 5, 889-895.

183. Vijesurier, R.M., Carlock, L., Blumental, R.M., ana Dunbar, J. (2000) Role and mechanism of action of C.PvuII, a regulatory protein conserved among restriction-modification systems. J.Bacteriol., 182,477-487.

184. Vinamee, E.S., Santagata, S., and Aggarwal, A.K. (2001) Fokl requires two specific DNA sites for cleavage. J.Mol.Biol., 309, 69-78.

185. Vipond, B., and Halford, S.E. (1993) Structure-function correlation for the EcoRV restriction enzyeme: from non-specific binding to specific DNA cleavage. Mol.Microbiol., 9, 225-231.

186. Vitkute, J., Maneliene, Z., Petrusyte, M., and Janulaitis, A. (1997) BplI, a new Qcgl-like restriction endonuclease which recognizes a symmetric sequence Nucleic Acids Res., 25, 4444-4446.

187. Wah, D.A., Bitinaite, J., Schilkraut, I., and Aggarwal, A.K. (1998) Structure of Fokl has implication for DNA cleavage. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 95, 10564-10569.

188. Walder, R.Y., Walder, J.A., and Donelson, J.E. (1984) The organizationand complete nucleotide sequence of the PstI restriction-modification system. J.Biol.Chem., 259, 8015-8026.

189. Walker G.C. (1987) The SOS response of Escherichia coli. In F.E. Neidhardt, J.L. Ingraham, K.B. Low, B. Magasanik, J.M. Schaechter, and H.E. Umbarger (ed.),

190. Escherichia coli and Salmonella iyphymurium: Cellular and molecular biology, American Society for Microbiology, Washington, D.C., 12, 1346-1357.

191. Warshavsky, A. The N-rule. Cell, 69, 725-737.

192. Webb, J.L., King, G., Ternent, D., TitheradgeA.J., and Murray, N.E.(1996) Restriction by EcoKI is enchanced by cooperative interactions between tetrget sequences and depend on DEAD box motif. EMBO J., 15, 2003-2009.

193. Wende, W., Stahl, F, and Pigoud, A. The production and characterization of artifical heterodimers of the restriction endonuclease RcoRV. Biol.Chem.Hoppe Seyler, 377, 625-632.

194. Wilson, G.G. (1991) Organization of restriction-modification systems. Nucleic Asids Res., 19, 2539-2566.

195. Wilson, G.G., and Murray, N.E. (1991) Restriction and modification systems. Annu.Rev.Genet., 25, 585-627.

196. Winkler, F.K., Banner, D.W., Oefner, C., et.al. (1993) The crystal structure of EcoRV endonuclease and of its complexes with cogyiate and non-cognate DNA fragments. EMBO J., 26 1781-1795.

197. Xu, Y., Lunnen, K.D., and Kong, H. (2001) Engineering a nicking endonuclease N.AlwIby domain swapping. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 98, 12990-12995.

198. Yao, M., and Kow, Y.W. (1997) Further characterization of Escherichia coli endonuclease V. Mechanism of recognition for deoxyinosine, deoxyuridine and base mismatches in DNA. J.Biol.Chem., 272, 30774-30779.

199. Yarmolinsky, M.B. (1995) Programmed cell death in bacterial populations. Science, 267, 836-837.