Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к различным видам стресса

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Салахетдинова, Ольга Яковлевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Основные механизмы регуляции адаптивного ответа у микроорганизмов .„.

1.2. Характеристика ответа микроорганизмов на исчерпание питательных веществ из среды роста

1.3. Адаптивные реакции Escherichia coli в условиях температурного шока

1.4. Адаптивные реакции Escherichia coli на осмотический шок

1.5. Особенности ответа Escherichia coli на окислительный стресс

1.6. Основные пути регуляции пула полиаминов в клетках микроорганизмов

1.7. Роль полиаминов в регуляции физиологических процессов у микроорганизмов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. Объект и методы исследований

2.1. Объект исследований и условия культивирования

2.2. Трансформация Escherichia coli плазмидной ДНК

2.3. Определение внутриклеточной концентрации адениловых нуклеотидов

2.4. Определение содержания полиаминов в клетке и среде

2.5. Определение активности орнитиндекарбоксилазы

2.6. Определение активности диаминоксидазы

2.7. Определение содержания белка

2.8. Выделение плазмидной ДНК из клеток Escherichia coli

2.9. Определение степени суперспирализации ДНК

2.10. Определение содержания ионов калия в клетке и среде

2.11. Статистическая обработка данных

Глава 3. Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к стрессу аммонийного голодания

Глава 4. Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к тепловому

Глава 5. Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к осмотическому стрессу

Глава 6. Роль полиаминов в регуляции адаптивных реакций

Escherichia coli на окислительный стресс

Глава 7. Обсуждение результатов

7.1. Полиамины как модуляторы топологии ДНК в процессе адаптации к аммонийному голоданию

7.2. Механизм регуляции адаптивных реакций на тепловой шок при участии полиаминов

7.3. Вклад полиаминов в адаптацию к осмотическому шоку.

7.4. Участие полиаминов в настройке адаптивного ответа на окислительный стресс

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к различным видам стресса"

Актуальность проблемы. Изучение процесса адаптации микроорганизмов к постоянно меняющимся условиям окружающей среды в настоящее время является одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений микробиологии. Бактерии координирование регулируют рост и клеточное деление под действием неблагоприятных факторов среды (Parkinson, 1993) за счет того, что- в процессе эволюции у них выработались системы ответа, позволяющие выживать в новых условиях. Исследования в области микробиологии и молекулярной биологии обеспечили значительный прогресс в определении генов и закодированных в них белков, участвующих в адаптации микроорганизмов к определенным стрессовым факторам (Demple,1991). Вместе с тем, вопрос о механизмах, лежащих в основе в регуляции стрессовых реакций клеток, во многом остается малоизученным. В частности, недостаточно полно исследована роль метаболических факторов в тонкой настройке адаптивного ответа клетки на транскрипционном уровне. В этом отношении заслуживает более пристального внимания проблема регуляции топологических изменений ДНК, которые рассматриваются с одной стороны как сенсорная система, реагирующая на стрессовые воздействия, с другой - как инструмент настройки экспрессии адаптивных генов (Wang et al, 1992).

Среди факторов метаболической регуляции особенно интересен такой класс регуляторов, как биогенные полиамины. Местом их регуляторного воздействия является совокупность реакций макромолекулярного синтеза, включая репликацию ДНК, транскрипцию, трансляцию, биосинтез фосфолипидов и другие процессы жизнеобеспечения клетки (Tabor, Tabor, 1985). Через активность полиаминсинтезирующей системы осуществляется связь между энергетическим и конструктивным видами обмена в клетке, интенсивность которых значительно меняется при любых изменениях условий среды (Ткаченко,Чудинов,1990).

Особенность молекулярной структуры полиаминов определяет их роль как биогенных поликатионов, которые реагируют с отрицательно заряженными компонентами клетки - нуклеиновыми кислотами и фосфолипидами. Это же свойство дает основание предполагать конкурентное взаимодействие между полиаминами и неспецифическими клеточными катионами, такими как калий, за места связывания в полианионных клеточных структурах (Gosule et al, 1978; Pollock et al, 1979). Для выяснения механизмов, обеспечивающих перераспределение катионов во время адаптации, необходимо одновременное изучение потоков полиаминов и калия между клеткой и средой.

Основной мишенью для связывания полиаминов в клетке является ДНК нуклеоида (Kashiwagi et al, 1986). Исходя из физико-химических свойств полиаминов можно предположить участие этих поликатионов в регуляции топологии ДНК, которая с одной стороны служит сенсором, воспринимающим сигналы внешней среды, с другой - контролирует генную экспрессию (Wang et al, 1992). Исследование степени суперспирализации молекулы нуклеиновой кислоты, показателя ее топологического состояния, могло бы дополнить сведения о генетических механизмах глобального адаптивного ответа микроорганизмов на различные виды стресса. Топологическое состояние ДНК микроорганизмов находится под гомеостатическим контролем двух ферментов: ДНК-топоизомеразы I, обладающей релаксирующей активностью, и энергозависимой ДНК-гиразы, вводящей отрицательные супервитки в ДНК. Зависимость топологии от энергетического состояния клетки (Workum et al, 1996), энергозависимость ионного транспорта и активности системы синтеза полиаминов, которая рассматривается как один из механизмов энергетического сопряжения (Ткаченко,1990), 'обосновывает необходимость изучения энергетических параметров клеток в условиях стресса.

Целью данной работы является выяснение роли полиаминов в адаптации Escherichia coli к стрессовым воздействиям среды, в частности, к голоданию по аммонию, осмотическому, тепловому шокам, а также окислительному стрессу. Исходя из цели работы были поставлены следующие основные задачи:

1. Изучить изменения энергетических параметров клеток Е. coli под влиянием стрессовых воздействий.

2. Исследовать изменения направления потоков калия и путресцина при различных видах стресса.

3. Выяснить роль обмена путресцина между клеткой и средой в поддержании внутриклеточного баланса катионов в условиях стресса.

4. Изучить зависимость топологии ДНК от концентрации путресцина in vitro.

5. Исследовать изменения топологии ДНК и их зависимость от энергетического состояния клетки, активности системы синтеза полиаминов и содержания катионов путресцина и калия в процессе адаптации Е. coli к стрессовым условиям.

Научная новизна и практическое значение работы. Впервые показано, что стрессовые воздействия индуцируют интенсивный обмен путресцина и калия между клеткой и средой. Получены доказательства взаимосвязи транспортных потоков этих двух катионов в условиях стресса и их взаимного влияния на степень связывания с клеточными структурами.

Установлено, что адаптация Е. coli к стрессовым условиям сопровождается значительными изменениями пулов связанных и свободных полиаминов, которые формируются в результате функционирования транспортных систем, синтеза de novo и процессов связывания с компонентами клетки. Показано, что активность системы синтеза полиаминов зависит от энергетического состояния, меняющегося под действием стресса, и катионного состава клетки.

В опытах in vitro впервые показана зависимость степени суперспирализации ДНК от концентрации путресцина и калия, что подтвердило данные о влиянии полиаминов на топологию ДНК в клетках и позволило сделать вывод о регуляторном эффекте процессов связывания и диссоциации полиаминов с ДНК в условиях стресса на топологическое состояние ДНК нуклеоида. Комплексное исследование стрессовых воздействий впервые показало, что настройка адаптивных систем к различным видам стресса происходит при участии топологически активных компонентов клетки, в том числе полиаминов, адениловых нуклеотидов и ионов калия.

На основании полученных результатов предложена гипотеза, определяющая роль полиаминов в регуляции адаптивного ответа Е. coli к различным видам стресса. Показанная нами роль путресцина как модулятора топологии ДНК расширяет представление о механизме действия полиаминов в регуляции клеточного метаболизма. Установлено, что полиамины являются не только звеном, связывающим энергетический и конструктивный типы обмена в клетке, но и влияют на процесс адаптации микроорганизмов к стрессу через регуляцию топологии ДНК, ключевого фактора экспрессии адаптивных генов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Стрессовые воздействия влияют на активность полиамнсинтезирующей системы и индуцируют интенсивный транспорт путресцина и калия между клеткой и средой. Транспортные потоки этих двух катионов в условиях стресса взаимосвязаны и определяются степенью их взаимодействия с ДНК нуклеоида.

2. Взаимодействие ДНК с катионами путресцина и калия является одной из причин изменения топологии ДНК, ключевого фактора транскрипционной регуляции адаптивных генов. Вместе с ферментативными системами топологического гомеостаза, активность которых зависит от катионного состава и энергетического статуса клетки, полиамины осуществляют тонкую настройку адаптивных реакций к различным видам стресса.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Салахетдинова, Ольга Яковлевна

ВЫВОДЫ

1. Действие стрессовых факторов сопровождается изменением энергетического состояния клетки. Аммонийное голодание, тепловой и гиперосмотический шок, а также окислительный стресс в голодающей по глюкозе культуре вызывают повышение энергетического статуса, что является следствием нарушения сопряжения конструктивных и энергогенерирующих реакций в клетке. Окислительный стресс в экспоненциально растущей культуре приводит к снижению уровня АТР и энергетического заряда, по-видимому, вследствие повреждения мембранных структур наряду с разобщением метаболических процессов.

2. Под влиянием стрессовых факторов в результате изменения активности процессов синтеза и транспорта происходят изменения внутриклеточных пулов свободного и связанного путресцина, характер которых зависит от вида стресса. Аммонийное голодание вызывает поглощение путресцина из среды как результат его связывания с компонентами клетки. Гиперосмотический и -тепловой шоки, в отличие от стресса аммонийного голодания, индуцируют транспорт диамина из клетки в среду. Окислительный стресс приводит к стимуляции полиаминсинтезирующей системы и, как следствие, к накоплению путресцина в клетке с одновременным выбросом диамина в среду.

3. Обмен путресцина между клеткой и средой взаимосвязан с транспортом калия, что обеспечивает поддержание баланса катионов в клетке и объясняется конкурентными отношениями между катионами за места связывания с полианионными компонентами клетки (ДНК). Аммонийное голодание, осмотический и окислительный стресс вызывают антипорт путресцина и калия. Адаптация к тепловому шоку сопровождается однонаправленным транспортом данных катионов из клетки, что приводит к снижению катионного содержимого клетки, оказывая релаксирующий эффект на ДНК.

4. Установлена прямая корреляция между уровнем путресцина в клетках и степенью суперспирализации ДНК в период адаптации к стрессовым условиям. Топологические изменения связаны с образованием и диссоциацией комплекса путресцина и ДНК, что соответственно приводит к повышению степени суперспирализации или релаксации ДНК.

5. Опыты in vitro подтвердили прямое участие полиаминов в изменении топологии ДНК в клетках. Установлено, что путресцин, в физиологических концентрациях повышая степень суперспирализации, является модулятором топологического состояния ДНК, которое является одним из ключевых факторов регуляции экспрессии адаптивных генов.

6. Предложена гипотеза о роли полиаминов в адаптации Escherichia coli к стрессу, в соответствии с которой действие стрессовых факторов вызывает изменения энергетического статуса клетки, оказывающего влияние на активность систем синтеза и транспорта полиаминов, а также ферментативной системы топологического гомеостаза. Перераспределение путресцина между клеткой и средой связано с транспортом катионов калия и обусловлено конкурентным взаимодействием полиаминов с ДНК. Взаимодействуя с ДНК, полиамины вызывают изменения ее топологического состояния и, таким образом, обеспечивают тонкую настройку механизмов адаптации клеток к различным видам стресса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Анализ результатов, полученных в наших экспериментах, позволил сделать заключение о том, что адаптация Escherichia coli к различным видам стресса происхрдит при участии полиаминов, выполняющих роль модуляторов топологии ДНК. Действие стрессовых, факторов вызывает изменение энергетического статуса клетки, которое служит сигналом о разобщении конструктивных и энергогенерирующих процессов и повреждении мембранных структур. Одной из точек сопряжения двух видов обмена является полиаминсинтезирующая система, активность которой зависит от концентрации АТР в клетке. Энергетический статус влияет также и на транспорт полиаминов между клеткой и средой. В связи с тем, что полиамины могут выполнять разнообразные функции в клетке, направление их транспорта зависит от тип'а стресса. Так аммонийное голодание и анаэробиоз вызывают поступление путресцина в клетку, которое сопровождается пропорциональной потерей калия вследствие конкурентного взаимодействия катионов. Накопление полиаминов внутри клетки в данном случае способствует их связыванию с полианионными группами ДНК. Взаимодействие путресцина с ДНК приводит к повышению степени суперспирализации ДНК нуклеоида, что подтверждается результатами опытов in vitro.

При гиперосмотическом шоке путресцин выводится из клеток в обмен на калий, необходимый для поддержания осмотического давления в цитоплазме. Повышенная активность полиаминсинтезирующей системы, функционирование которой стимулируется высоким энергетическим статусом, обеспечивает достаточное для антипорта количество путресцина. Перераспределение катионов в этом случае сопровождается релаксацией ДНК, одной из причин которой можно считать диссоциацию комплекса с полиаминами. Повышение степени суперспирализации при гиперосмотическом шоке происходит только после значительного увеличения концентрации внутриклеточного калия, который также как и путресцин оказывает топологический эффект. Таким образом, изменения топологии ДНК при осмотическом шоке являются слёдствием сложного взаимодействия ионных потоков путресцина и калия между клеткой и средой и ферментных систем топологического гомеостаза, активность которых зависит от содержания катионов и энергетического статуса клетки. ,

Установлена прямая корреляция между уровнем путресцина и калия в клетках Е. coli и степенью суперспирализации ДНК в процессе адаптации к тепловому шоку. Показано, что в данном случае топологические изменения связаны с диссоциацией комплекса полиаминов с ДНК, при которой, по-видимому, происходит дестабилизация двойной спирали, приводящей к появлению точек локального расхождения нитей в промоторных участках, что стимулирует процесс инициации транскрипции генов теплового шока (Wang et al., 1992).

Результаты, сходные с представленными в обсуждении ответа на осмотический и тепловой шоки, были получены при изучении реакции на окислительный стресс. Установлено, что адаптация Е. coli к окислительному стрессу также происходит при участии полиаминов и калия. Освобождение путресцина из комплекса с ДНК и утечка калия из клетки при внесении перекиси является одной из . причин релаксации ДНК. Возрастание внутриклеточного пула путресцина вследствие повышения активности полиаминсинтезирующей системы в период адаптации клеток к окислительному стрессу оказывает прямой суперспирализующий эффект на ДНК, а также -опосредованный через угнетение активности топоизомеразы I (Basu et al., 1997). Повышение степени суперспирализации ДНК в результате взаимодействия с катионами и возрастания энергетического заряда в клетке является ключевым фактором в транскрипционной регуляции генов антиоксидантной защиты.

Показано, что смена физиологического состояния в присутствии перекиси водорода приводит к повторению стрессовой реакции клеток, которая в первую очередь сопровождается изменениями уровня суперспирализации ДНК. Результаты исследований, -подтверждающие топологические эффекты полиаминов и калия, могут служить объяснением механизма, обусловливающего функционирование разных систем защиты клеток Е. coli от окислительного стресса в зависимости от физиологического состояния культуры.

Таким образом, складывается впечатление, что регуляция топологии ДНК осуществляется при участии многих факторов, удельный вес которых при различных видах стресса может изменяться в зависимости от условий среды и физиологического состояния клетки. Установлено,' что адаптивные реакции Е. coli на стресс могут протекать по двум направлениям. Аммонийное голодание и анаэробиоз характеризуются возрастанием пула связанного путресцина, выходом калия из клетки и повышением степени суперспирализации ДНК. Гиперосмотический, тепловой и окислительный стрессы первоначально вызывают обратную реакцию, причем выброс путресцина из клеток сопровождается релаксацией ДНК. Накопление путресцина в период адаптации к данным стрессовым условиям является одной из причин повышения степени суперспирализации ДНК до уровня, превышающего предстрессовый. В опытах in vitro нами показано прямое участие путресцина и калия в изменении степени суперспирализации ДНК, которая является основным параметром ее топологического состояния. Полученные результаты и анализ литературы позволили нам разработать гипотезу, определяющую роль полиаминов в регуляции адаптации Е. coli к стрессовым условиям. Основные этапы, предлагаемого нами механизма представлены в виде приведенной ниже схемы (рис.33). стресс энергетическим статус клетки полиаминсиг: тезирующая система перераспределение катионов путресцина и калия' система топологического гомеостаза топологическое состояние днк транскрипция адаптивных • генов синтез адаптивных белков

Рис.33. Схема регуляции адаптивного ответа Escherichia coli с участием полиаминов.

В соответствии с данной гипотезой, стрессовые воздействия вызывают изменения относительных скоростей конструктивного и энергетического обменов, что приводит к изменению энергетического статуса клетки. Энергетическое состояние влияет на. скорость и направления потока путресцина, основного полиамина Е. соИ, между клеткой и средой. Показано, что обмен путресцина между клеткой и средой связан с транспортом калия, который является основным конкурентом полиаминов в связывании с полианионными структурами. Катионы путресцина и калия оказывают регуляторное влияние на многие клеточные процессы, в том числе на активность энергозависимой ферментативной системы топологического гомеостаза.

Работа транспортных систем полиаминов обеспечивает поддержание внутриклеточных пулов путресцина и калия. Интенсивность транспортных процессов регулируется энергетическим статусом клетки, активностью полиаминсинтезирующей системы и связыванием полиаминов с полианионными компонентами клетки. Транспортируемый путресцин, взаимодействуя с цитоплазматической и внешней мембранами, стабилизирует их структуру, обеспечивает восстановление энергогенерирующих функций, способствует поддержанию баланса катионов в клетке. Направление потоков этих катионов во многом зависит от процессов их связывания и диссоциации с клеточными полианионными структурами, в основном с ДНК. Образуя комплекс с нуклеиновой кислотой полиамины стабилизируют ее структуру, обеспечивая повышенную устойчивость к действию повреждающих факторов, а также выступают в роли модуляторов топологического состояния ДНК, которое является одним из главных регуляторов экспрессии адаптивных генов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Салахетдинова, Ольга Яковлевна, Пермь

1. Грагеров А.И., Миркин С.М. Влияние сверхспирализации ДНК на основные генетические процессы у прокариот//Мол.Биол. -1980.- Т.14.- С. 8-34.

2. Маниатис Т., Фрич Э., Сембрук Дж. Молекулярное клонирование//М.: Мир,- 1984,-С. 157-175.

3. Наякин A.M. Трансформация Е. coli плазмидной ДНК//Методы мол. генетики и генной инженерии. Под ред. Мазина A.B. и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд. РАН.- 1990,- С. 39-43.

4. Островский Д.Н. Окислительный стресс у бактерий//53-е Баховское чтение, 17 марта 1997, Москва.- 1997,- 23 С.

5. Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов и клеток//М.: Мир,- 1978,- 930 С.

6. Ременников В.Г., Старкова Е.А., Ткаченко А.Г., Чудинов A.A., Чурилова Н.С. Влияние условий культивирования на рост, содержание полиаминов и ультраструктуру Ectothiorhodospira halophila/lМикробиология.-1995.-Т.64, N5.-С. 587-591.

7. Сяткин С.П., Галаев Ю.В. Окисление путресцина, спермидина и спермина диаминоксидазой печени мышей//Биохимия.- 1977.- Т.42, N6.-С. 1010-1013.

8. Ткаченко А.Г.,Чудинов A.A. Определение адениловых нуклеотидов методом тонкослойной хроматографии в сочетании с реакцией дансилирования// Прикладная биохимия и микробиология.- 1985.- Т.21, N.4.-С. 553-557.

9. Ю.Ткаченко А.Г.,Чудинов A.A. Роль системы синтеза полиаминов в энергетическом обмене у Escherichia со////Докл.АН СССР.- 1989.- Т.305, N1.-С. 219-222.

10. П.Ткаченко А.Г.,Чудинов A.A. Соотношение энергетических параметров и свободного пула полиаминов Escherichia coli в процессе синхронного роста//Микробиол.- 1990.- Т.59, N1.- С. 12-18.

11. Ткаченко А.Г., Чудинов A.A., Салахетдинова О.Я. Распределение полиаминов у Escherichia coli и их роль в обмене калия между клеткой и средой в процессе аэробно-анаэробных переходов//Микробиология.- 1996.-T65.N1.-С. 10-14.

12. Ткаченко А.Г., Чудинов A.A., Чурилова Н.С. Роль внутриклеточного пула полиаминов в регуляции конструктивного обмена Escherichia coli в процессе аэробно-анаэробных переходов//Микробиология.- 1989,- Т.58, N5.- С. 709-715.

13. Ткаченко А.Г., Чудинов A.A., Чурилова Н.С. Влияние физиологического состояния Е. coli на структуру нуклеоида в условиях стрессовых воздействий// Изв.АН СССР. Сер.биол.- 1992,- N1.- С. 42-51.

14. Харди К.Дж. Выделение бактериальных плазмид//Плазмиды.Методы. Под ред. Харди К.Дж. М.: Мир.- 1989.- С. 11-18.

15. Чудинов A.A., Чудинова JI.A., Коробов В.П. Метод определения низкомолекулярных олигоаминов в различном биологическом материале//Вопросы мед. химии.- 1984,- Т.30, N4,- С. 127-132.

16. Abraham K.Abraham, Pihl А. Role of polyamines in macromolecular synthesis//Trends Biochem Sei.- 1981,- P. 106-107.

17. Adhya S. The lac and gal operons today//Regulation of gene expression in Escherichia coli, edited by E.C.C.Lin and A.S.Linch, R.G.Landes Company.-1996,-P. 181-200.

18. Aldea M., Garrido T., Hernandez-Chico C., Vicente M., Kushner S.R. Induction of a growth-phase-dependent promoter triggers transcription of bolA, an Escherichia coli morphogene//EMBO J.-1989.-V.8.- P. 3923-3931.

19. Almiron M., Link A., Furlong D., Kolter R. A novel DNA binding protein with regulatory and protective roles in starved Escherichia co/z//Genes Dev.- 1992.-V.6.- P. 2646-2654.

20. Altendorf K., Epstein W. Kdp-ATPase of Escherichia coli//Cell Physiol. Biochem.- 1994,-V.4.-P. 160-168.

21. Ames B.N., Dubin D.T. The role of polyamines in the neutralization of bacteriophage DNA deoxyribonucleic acid//J.Biol.Chem.- I960.- V.235.- P. 769775.

22. D'Ari R., Huisman O. DNA replication and indirect induction of the SOS response in Escherichia <%>/z'//Biochem.- 1982.- T.64.- P. 623-627.

23. Atlung T., Sund S., Olesen K., Brondsted L. The histone- like protein TINS acts as a transcriptional repressor for expression of the anaerobic and growth phase activator AppY of Escherichia coli// J.Bacteriol.- 1996,- V.178.- P. 3418-3425.

24. Autret S., Levine A., Holland I.B., Seror S.J. Cell cycle checkpoints in bacteria//Biochimie.- 1997,- V.79.- P. 549-554.

25. Bachmann B. Linkage map of Escherichia coli k-12//Ed.7.Microb.Rev.-1983,-V.47.-P. 180-230.

26. Bachrach U., Cohen I. Spermidine in the bacterial cell//J.Gen.Microbiol.-1961,-V.26.-P. 1-9.

27. Balke U.L., Gralla J.D. Changes in the linking number of supercoiled DNA accompany growth transition in Escherichia coli//J.Bacteriol.- 1987.- V.169.-p. 4499-4506.

28. Bakker E.P., Booth I.R., Dinnbier U., Epstein W., Gajewska A. Evidence for multiple K+ export systems in Escherichia coli//J.Bacteriol.- 1987.- V.169.-P. 3743-3749.

29. Basu H.S., Smirnov I.V., Peng H.F., Tiffany K., Jackson V. Effects of spermine and its cytotoxic analogs on nucleosome formation on topologically stressed DNA in vzW/Eur.J.Biochem.- 1997,- V.243.- P. 247-258.

30. Bloomfield U.A., Wilson R.W. Interaction of polyamines with polynucleotides//Polyamines in biology and medicine/Eds. Morris D.R., Marton L.J. N.Y.: Marcel Dekker Inc.- 1987,- P. 183-206.

31. Botsford J.L. Analysis of protein expression in response to osmotic stress in Escherichia coli//FEMS Microbiol. Lett.- 1990,- Y.12.- P. 355-360.

32. Bourret R.B., Hess J.F., Borkovich K.A., Pakula A., Simon M. Protein phosphorylation in Chemotaxis and tow-component regulatory systems of bacteria// J.Biol.Chem.- 1989,- V.264.- P. 7085-7088.

33. Brady G.W., Satkowski M., Foos D., Benham C.J. Environmental influences on DNA superhelicity//J.Mol.Biol.- 1987.- V.195.- P. 185-191.

34. Britten R.J., McClure F.T. The amino acid pool in Escherichia coli//Bacteriol Rev.- 1962,- V.26.- P. 292-335.

35. Brown K.L., Hughes K.T. The role of anti-sigma factors in gene regulation// Mol.Microbiol.-1995.- V.16.- P. 397-404.

36. Bryans M., Harley E., Gilmour S.K. Elevated cellular polyamine levels enhance promoter activity in v/vo//Biochem.Biophys.Res.Comm.- 1996,- V.226.- P. 618-625.

37. Buchberger A., Schroder H., Hesterkamp T., Schonfeld H., Bukau B. Substrate shuttling between the DnaK and GroEL systems indicates a chaperone network promoting protein folding//J.Mol.Biol.- 1996,- V.261.- P. 328-333.

38. Cashell M., Rudd K. The stringent response//Escherichia coli and Salmonella typhimurium: cellular and molecular biology. F.C.Neidhardt et al (eds.). American Society for Microbiology, Washington, D.C.- 1987,- P. 1410-1438.

39. Camacho-Carranza R., Membrillo-Hernández J., Ramirez-Santos J., Castro- Dorantes J., Chagoya de Sanchez V., Gomez-Eichelmann M.C.

40. Topoisomerase activity during the heat shock response in E. coli K-12//J.Bacteriol.-1995,- V.177.- P. 3619-3622.

41. Capp W., Cayley D.S., Zhang W. et al. Compensating effects of opposing changes in putrescine (2+) and K+- concentration on lac repressor- lac operator binding: in vitro thermodinamic analysis and in vivo re.levance//J.Mol.Biol.- 1996.-V.258.-P. 25-36.

42. Castle A.M., Macnab R.M., Shulman R.G. Coupling between the sodium• * ^ 1 and proton gradients in respiring Escherichia coli cells measured by Na and Pnuclear magnetic resonance/VJ.Biol.Chem.- 1986,- V.261.- P. 7797-7806.

43. Cegielska A., Georgopoulos C. Biochemical properties of the Escherichia coli dnaK heat shock protein and mutant derivatives//Biochem.- 1989.- V.71.-P. 1071-1077.

44. Charbit A. Coordination of carbon and nitrogen metabolism//Research in microbiology.- 1996.- V. 147,- P. 513-518.

45. Christian J.H.B.,Waltho' J. The sodium and potassium content of nonhalophilic bacteria in relation to salt tolerans//J.Gen.Microbiol.- 1961.- V.25.-P. 97-102.

46. Chuang S.E., Daniels D.L., Blattner F.R. Global regulation of gene expression in Escherichia coMJ.Bacteriol.- 1993,- V.175.- P. 2026-2036.

47. Clarke A.K. Variations on a theme: combined molecular chaperone and proteolysis functions in Clp/HSP 100 proteins//J.Biosci.- 1996.- V.21.- P. 161-177.

48. Conter A., Menchon C., Gutierrez C. Role of DNA supercoiling and RpoS sigma factor in the osmotic and growth phase-dependent induction of the gene osmE of Escherichia coli K12//J.Mol.Biol.- 1997.- V.273, N1.- P. 75-83.

49. Cozzarelli N.R. DNA gyrase and the supercoiling of DNA//Science.-1980.-V.207,-P. 953-960.

50. Cozzone A.J. Protein phosphorylation in prokaryotes//Ann.Rev. Microbiol.- 1988,- V.42.- P. 97-125.

51. Crasnier M. Cyclic AMP and catabolite repression//Research in microbiology.- 1996,- V.147.- P. 479-482.

52. Csonka L.N. Physiological and genetic responses of bacteria to osmotic stress//Microbiol.Rev.- 1989.- V.53.- P. 121-147.

53. Davis R.H., Morris D.R., Coffino P. Sequestered end products and enzyme regulation: the case of ornithine decarboxylase//Microbiol.Rev.- 1992.-V.56.- P.280-290.

54. Demple B. Regulation of bacterial oxidative stress genes//Ann.Rev.Genet.- 1991.- V.25.- P. 315-337.

55. Demple B. Redox signaling and gene control in the Escherichia coli soxRS oxidative, stress regulon//Gene.- 1996.-V. 179, N1.-P. 53-57.

56. Demple B. Study of redox-regulated transcription factors in prokaryotes// Methods: A Companion to Methods in Enzymology.- 1997,- V.l 1.- P. 267-278.

57. De Sa R.J. Putrescine oxidase from Micrococcus rubens. Purification and properties//!.Biol.Chem.- 1972.- V.247.- P. 5527-5534. .

58. Ding Q., Kusano S., Villarejo M., Ishihama A. Promoter selectivity control of Escherichia coli RNA polymerase by ionic strength: differential• d srecognition of osmoregulated promoters by Eg and a holoenzymes //Mol.Microbiol.- 1995,- V.16.- P. 649-656.

59. Dover S., Halpern Y.S. Utilization of y-aminobutyric acid as the sole carbon and nitrogen source by Escherichia coli K-12//J.Bacteriol.- 1972.- V.l 09.-P. 835-843.

60. Drahos D.J., Hendrix R.W. Effect of bacteriophage lambda infection on the synthesis of groE protein and other Escherichia coli proteins//J.Bacterid.- 1982.-V.149.-P. 1050-1063.

61. Dubin D.T., Rosenthal S.M. The acetylation of polyamines in Escherichia coli!IJ.Biol.Chem.- I960,- V.235.- P. 776-782.

62. Eisenstark A., Calcutt M.J., Becker-Hapak M., Ivanova A. Role of Escherichia coli rpoS and associated genes in defense against oxidative damage//Free Rad.Biol.Med.- 1996,- V.21.- P. 975-993.

63. Epstein W. Osmoregulation by potassium transport in Escherichia coli// FEMS Microbiol.Rev.- 1986,-V.39.- P. 73-78.• P

64. Erickson J.W., Gross C.A. Identification of the <j subunit of Escherichia coli RNA polymerase: a second alternate a factor involved in high-temperature gene expression//Genes Dev.- 1989,-V.3.- P. 1462-1471.

65. Esposito D., Del Vecchio P., Barone G. Interactions with natural polyamines and thermal stability of DNA. A DSC study and a teoretical reconsideration//J.Am.Chem.Soc.- 1997.-V.l 19.-P. 2606-2613.

66. Farewell A., Neidhardt F.C. Effect of temperature on in vivo protein synthetic capacity in Escherichia coli//J.Bacteriol.- 1998.- V.180.- P. 4704-4710.

67. Ferguson G.P., McLaggan D., Booth I.R. Potassium channel activation by glutathione-S-conjugates in Escherichia coli: protection against methylglyoxal is mediated by cytoplasmic acidification//Mol.Microbiol.- 1995.- V.17.- P. 1025-1033.

68. Flink I., Petijohn D.E. Polyamines stabilise DNA folds//Nature.- 1975.-V.253.- P. 62-63.

69. Free A., Dorman C.J. The Escherichia coli stpA gene is transiently expressed during growth in rich medium and is induced in minimal medium and by stress conditions//J.Bacteriol.- 1997,- V.l79.- P. 909-918.

70. Fridovich I. The biology of oxygen radicals//Science.- 1978.- V.201.-P. 875-880.

71. Fridovich I. Superoxide radical and superoxide dismutases//Ann. Rev.Biochem.- 1995,- V.64.- P. 97-112.

72. Friedman S.M., Malik M., Drlica K. DNA supercoiling in a thermotolerant of Escherichia co/z//Mol.Gen.Genet.- 1995.- V.248.- P. 417-422.

73. Furtado F.A.C., Asad N.R., Leitao A.C. Effects of 1,10-phenanthroline and hydrogen peroxide in Escherichia coli: lethal interaction//Mutation Research.-1997,-V.385.-P. 251-258.

74. Fuschs E., Fuschs C.M. In vitro synthesis of T3 and T4 RNA polymerase at low magnesium concentration//FEBS Lett.- 1971,- V.l-9.- P. 159-162.

75. Gabel M., Siebers A., Epstein W., Altendorf K. Assembly of the Kdp complex, the multi-subunit K+-transport ATPase of Escherichia co/zY/Biochim.Biophys. Acta.- 1998,- V.1415.- P. 77-84.

76. Gaudu P., Moon N., Weiss B. Regulation of the SoxRS oxidative stress regulon//J.Biol.Chem.- 1997,- V.272.- P. 5082-5086.

77. Geiger L.E., Moms D.R. Stimulation of deoxyribonucleic acid replication fork movement by spermidine analogs in polyamine-deficient Escherichia coli/l J.Bacteriol.- 1980,-V.141.- P. 1192-1198.

78. Georgopoulos C., Welch W.J. Role of major heat shock proteins as molecular chaperones//Annu.Rev.Cell Biol.- 1993,- V.9.- P. 601-634.

79. Giaever H.M., Styrvold O.B., Kaasen I., Strom A.R. Biochemical and genetic characterization of osmoregulatory trehalose synthesis in Escherichia coli! I J.Bacteriol.- 1988,- V.170.-P. 2841-2849.

80. Glansdorff N. Biosynthesis of arginine and .>o\yzvcirnQsl/Escherichia coli and Salmonella: cellular and molecular biology (2nd edn.), ed. F.C. Neidhardt et al. ASM Press, Washington, DC.- 1996,- P. 408-433.

81. Goldstein E., Drlica K. Regulation of bacterial DNA supercoiling: plasmid linking numbers vary with growth temperature//Proc.Natl.Acad.Sci. USA-1984,-V.81.-P. 4046-4050.

82. Gonzalez-Gil G., Bringmann P., Kahmann R. FIS is a regulator of metabolism in Escherichia co/z'//Mol.Microbiol.- 1996.- V22.- P. 21-29.

83. Gonzalez Flecha B., Demple B. Transcriptional regulation of the Escherichia coli oxyR gene as a function of cell growth//J.Bacteriol.- 1997.- V.179.-P. 6181-6186.

84. Gosule L.C., Schellman J.A. DNA condensation with polyamines. I. Spectroscopic studies//J.Mol.Biol.- 1978.-V.121.- P. 311-326.

85. Gottesman S. Roles for energy-dependent proteases in regulatory cascades// Regulation of gene expression in Escherichia coli, ed. E.C.C. Lin & A.S. Lynch.- 1996,-P. 503-519.

86. Graeme-Cook K.A., May G., Bremer E., Higgins C.F. Osmotic regulation of porin expression: a role for DNA supercoiling//Mol.Microbiol.- 1989.- V.3.-P. 1287-1294.

87. Green R.C., Incorporation of the carbon chain of methionine into spermidine //J.Am.Chem.Soc.- 1957,- V.79.- P. 3929-3933.

88. Greenberg J.T., Monach P.A., Chou J.H., Josephy P.D., Demple B. Positive control of a global antioxidant defense regulon activated by superoxidegenerating agents in Escherichia co////Proc.Natl.Acad.Sci.USA.- 1990.- V.87.-P. 6181-6185.

89. Groat R.G., Schultz J.E., Zychlinsky E., Bockman A., Matin A. Starvation proteins in Escherichia coli: kinetics of synthesis and role in starvation survival// J.Bacteriol.- 1986,-V.168.- P. 486-493.

90. Gross R., Arico B., Rappuoli R. Families of bacterial signal-transducing proteins//Mol.Microbiol.- 1989,- V.3.- P. 1661-1667.

91. Grossman A.D., Erickson J.W., Gross C.A. The htpR gene product of E. coli is a sigma factor for heat-shock promoters//Cell.- 1984,- V.38.- P. 383-390.

92. Grossman A.D., Taylor W.E., Burton Z.F., Burgess R.R., Gross C.A. Stringent response in Escherichia coli induces expression of heat shock proteins// J.Mol.Biol.- 1985,- Y.186.- P. 357-365.

93. Gutierrez C., Devedjian J.C. Osmotic induction of gene osmC expression in Escherichia co////J.Mol.Biol.- 1991.- V.220.- P. 959-973.

94. Ha H.C., SirisomaN.S., Kuppusamy P., Zweier J.L., Woster P.M., Casero R.A. The natural polyamine spermine function directly as a free radical scavenger// Proc. Natl.Acad.Sci.USA.- 1998,- V.95.- P. 11140-11145.

95. Ha H.C., Yager J.D., Woster P.A., Casero R.A. Structural specificity of polyamines and polyamine analogues in the protection of DNA from stand breaks induced by reactive oxygen species//Biochem.Biophys.Res.Commun.- 1998,- V.244, N1,-P. 298-303.

96. Hakenbeck R., Stock J.B. Analysis of tow-component signal transduction systems involved in transcriptional regulation//Methods in Enzymol.- 1996.- V.273.-P. 281-300.

97. Hassan M. Biosynthesis and regulation of superoxide dismutases//Free Rad. Biol.Medicine.- 1988,- V.2.- P. 377-385.

98. Heby O., Agrell J. Observations on the affinity between polyamines and nucleic acid//Hope-Seyleir's Z.Physiol.Chem.- 1971,- V.352.- P. 29-38.

99. Hengge-Aronis R. Survival of hunger and stress: the role of rpoS in stationary phase gene regulation in Escherichia co/zV/Cell.- 1993,- V.U.- P. 165-168.

100. Hengge-Aronis R., Lange R., Henneberg N., Fischer D. Osmotic regulation of rpoS-dependent genes in Escherichia co////J.Bacteriol.- 1993.- V.175.-P. 259-265.

101. Hengge-Aronis R. Back to log phase: as as a global regulator in the osmotic control of gene expression in Escherichia <%>/z'//Mol.Microbiol.- 1996.-V.21.-P. 887-893.

102. Henle E.S., Linn S.Formation, prevention and repair of DNA damage by iron/hydrogen peroxide//J.Biol.Chem.- 1997,-V.272.- P. 19095-19098.

103. Herbst E.J., Glinos E.B., Amundsen L.H. An analysis of the putrescine requirement of Hemophilus parainfluenzaei/LB\o\.Ch.em.- 1955.- V.214.-P. 175-184.

104. Herbst E.J., Weaver R.H., Keister D.L. The gram reaction and cell composition: diamines and polyamines//Arch.Biochem.Biophys.- 1958.- V.75.-P. 171-177.

105. Herman C., Lecat S., D'Ari R., Bouloc P. Regulation of the heat-shock response depends on divalent metal ions in an hflB mutant of Escherichia coliII Mol.Microbiol.- 1995.- V.18.- P. 247-255.

106. Hidalgo E., Demple B. Adaptive responses to oxidative stress: The soxRS and oxyR regulons in regulation of gene expression in Escherichia coli/IL'm E.C.C. and Lynch A.S., eds., R.G. Landes, Texas.- 1996,- P. 435-452.

107. Hidalgo E., Leautaud V., Demple B. The redox-regulated SoxR protein acts from a single DNA site as a repressor and an allosteric activator//EMBO J.-1998,- V.17, N9,- P. 2629-2636.

108. Higgins C.F., Dorman C.J., Stirling D.A., Wadell I.R., Booth I.R., May G., Brenner E. A physiological role for DNA supercoiling in the osmotic regulation of gene expression in S. typhimurium and E.coli II Cell.- 1988.- V.52.- P. 569-584.

109. Hisano T., Abe S., Wakashiro M., Kimura A., Murata K. Microbial spermidine dehydrogenase: purification and properties of the enzyme in Pseudomonas aeruguinosa and Citrobacter 7rew«<iz7//J.Ferment.Bioeng.- 1990.-V.69.- P. 1-6.

110. Hoch J.A. Initiation of bacterial development//Current Opinion in Microbiol.- 1998,-V.l.- P. 170-174.

111. Igo M.M., Ninfa A.J., Silhavy T.J. A bacterial environmental sensor that functions as a protein kinase^ and stimulates transcriptional activation//Genes Dev.-1989.-V.3.-P. 598-605.

112. Imlay J.A., Linn S. Mutagenesis and stress responses induced in Escherichia coli by hydrogen peroxide//J.Bacteriol.- 1987.- V.169.- P. 2967-2976.

113. Imlay J.A., Linn S. DNA damage and oxygen radical toxicity//Science.-1988.- V.240.-P. 1302-1309.

114. Ishida A., Otsuka N„ Nagata S., Adachi K., Sano H. The effect of salinity stress on the accumulation of compatible solutes related to the induction of salt-tolerance in Escherichia co////J.Gen.Appl.Microbiol.- 1996,- V.42.- P. 331-336.

115. Ishige K., Nagasawa S., Tokishita S., Mizuno T. A novel device of bacterial signal transducers//EMBO J.- 1994,- V.13.- P. 5195-5202.

116. Iuchi S., Weiner L. Cellular and molecular physiology of Escherichia coli in the adaptation to aerobic environments/VJ.Biochem.- 1996.- V.120.- P. 10551063.

117. Iyer R., Delcour A.H. Complex inhibition of OmpF and OmpC bacterial porins by polyamines//J.Biol.Chem.- 1997.- V.272.- P. 18595-18601.

118. Janne J., Poso H. Molecular biology of .the polyamines putrescine, spermidine and spermine//Kemia-Kemi.- 1979.- V.6.- P. 295-297.

119. Jenkins D.E., Auger E., Matin A. Role of RpoH, a heat shock regulator protein, in Escherichia coli carbon starvation protein synthesis and survival//J.Bacteriol.- 1991.- V. 173,- P. 1992-1996.

120. Jenkins D.E., Chaisson S., Matin A. Starvation-induced cross protection against osmotic challenge in Escherichia co/z'//J.Bacteriol.- 1990.- V.172, N5.-P. 2779-2781.

121. Jenkins D.E., Schultz J.E., Matin A. Starvation-induced cross protection against heat or H202 challenge in Escherichia colillJ.Bacteriol.- 1988.- V.170.-P. 3910-3914.

122. Jiang P., Peliska J.A., Ninfa A.J. Reconstitution of the signal-transduction bicyclic cascade responsible for the regulation of Ntr gene transcription in Escherichia co/zV/Biochemistry.- 1998,- V.37.- P. 12795-12801.

123. Jiang P., Peliska J.A., Ninfa A.J. The regulation of Escherichia coli glutamine synthetase revisited: role of 2-ketoglutarate in the regulation of glutamine synthetase adenylation state//Biochemistry.- 1998,- V.37.- P. 12802-12810

124. Jishage M., Ishihama A. Regulation of RNA polymerase sigma subunit synthesis in Escherichia coli: intracellular levels of cr70 and a38//J.Bacteriol.-1995,- V.177.- P. 6832-6835.

125. Jishage M., Ishihama A. A stationary phase protein in Escherichia coli with binding activity to the major a subunit of RNA -polymerase//Proc.Natl.Acad.Sci.USA.- 1998.-V.95.- P. 4953-4958.

126. Jishage M., Iwata A., Ueda S., Ishihama A. Regulation of RNA polymerase sigma subunit synthesis in Escherichia coli: intracellular levels of four species of sigma subunit under various growth conditions//J.Bacteriol.- 1996.-V.178.-P. 5447-5451.

127. Jung J.U., Gutierrez C., Villarejo M.R. Sequence of an osmotically inducible lipoprotein gene//J.Bacteriol.- 1989.- V. 171.- P. 511 -520.

128. Kajitani M., Kato A., Wada A., Inokuchi Y., Ishihama A. Regulation of the Escherichia coli hfq gene encoding the host factor for phage Qß//J.Bacteriol.-1994,-V.176.-P. 531-534.

129. Kalb V.F., Bernlohr R.W. A new spectrophotometric assay for protein in cell extracts//Anal.Biochem.- 1977.- V.82.- P. 362-371.

130. Karpetsky T.P. Polyamines, ribonucleases and the stability of RNA// Mol.Cell Biochem.- 1977,- V.17.- P. 89-99.

131. Kashiwagi K. Polyamine transport in Escherichia coli and eukaryotic cells//Journal of the Pharmaceutical Society of Japan.- 1996.-V.l 16.- P. 175-191.

132. Kashiwagi K., Endo H., Kobayashi H\, Takio K., Igarashi K. Spermidine-preferential uptake system in Escherichia coli//J.Biol.Chem.- 1995.-V.270.-P. 25377-25382.

133. Kashiwagi K., Hosokawa N., Furuchi T., Kobayashi H., Sasakawa C., Yoshikawa M., Igarashi K. Isolation of polyamine transport-deficient mutants of

134. Escherichia coli and cloning of the genes for polyamine transport proteins// J.Biol.Chem.- 1990,- V.265.- P. 20893-20897.

135. Kashiwagi K., Kobayashi H., Igarashi K. Apparently polyamine transport by proton motive in force in polyamine-deficient Escherichia co////J.Bacterid.- 1986,- V.165.- P. 972-977.

136. Kashiwagi K., Miyamoto S., Nukui E., Kobayashi H., Igarashi K. Functions of PotA and PotD proteins in spermidine-preferential uptake system in Escherichia co/z7/J.Biol.Chem.- 1993.- V.268.-P. 19358-19363.

137. Kashiwagi K., Miyamoto S., Suzuki F., Kobayashi H., Igarashi K. Excretion of putrescine by the putre-scine-ornithine antiporter encoded by the potE gene of Escherichia coli//Proc.Natl.Acad.Sci.USA.- 1992.- V.89.- P. 4529-4533.

138. Kashiwagi K., Shibuya S., Tomitori H., Kuraishi A., Igarashi K. Excretion and uptake of putrescine by the PotE protein in Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1997,-V.272.-P. 6318-6323.

139. Kataoka K., Mizushima T., Ogata Y., Miki T., Sekimizu K. Heat shock-induced DNA relaxation in vitro by gyrase of Escherichia coli in the presence of ATP//J.Biol.Chem.- 1996.- V.271(40).- P. 24806-24810.

140. Kempf B., Bremer E. Uptake and synthesis of compatible solutes as microbial stress responses to high-osmolality environments//Arch.Microbiol.- 1998.-V.170.-P. 319-330.

141. Kim K.H. Purification and properties of a diamine a-ketoglutarate transaminase from Escherichia coli//J.Biol.Chem.- 1964.- V.239.- P. 783-786.

142. Kim Y., Watrud L.S., Matin A. A carbon starvation survival gene of Pseudomonasputida is regulated by a34//J.Bacteriol.- 1995.- V.177.- P. 1850-1859.

143. Koch A.L. The biophysics of the gram-negative periplasmic space//Critical reviews in microbiol.- 1998.- V.24.- P. 23-59.

144. Kolter R. Life and death in stationary phase//ASM News.- 1992,- V.58.-P. 75-79.

145. Koski K., Vaara M. Polyamines as constituents of the outer membranes of Escherichia coli and Salmonella typhimurium//.:BactQriol- 1991.- V.173.-P. 3695-3699.

146. Krueger J.H., Walker G. groEL and dnaK genes of Escherichia coli are induced by UV irradiation and nalidixic acid in an htpR+-dependent fashion// Proc.Natl.Acad.Sci.USA.- 1984.- V.81.- P. 1499-1503.

147. Lange R., Hengge-Aronis R. Identification of a central regulator of stationary-phase gene expression in Escherichia co////Mol.Microbiol.- 1991.- V.5.-P. 49-59.

148. Lange R., Hengge-Aronis R. The cellular concentration of the gs subunit of RNA-polymerase in Escherichia coli is controlled at the levels of transcription, translation and protein stability//Genes Dev.- 1994,- V.8.- P. 16001612.

149. Large P.J. Enzymes and pathways of polyamine breakdown in microorganisms//FEMS Microbiol.Rev.- 1992,- V.88.- P. 249-262.

150. Lemaux P.G., Herendeen S.L., Bloch P.L., Neidhardt F.C. Transient rates of synthesis of individual polypeptides in E. coli following temperature shifts//Cell.- 1978,- V.13.- P. 427-434.

151. Liebart J.C., Paolozzi L., Camera M.G., Pedrini A.M., Ghelardini P. The expression of the DNA ligase gene of Escherichia coli is stimulated by relaxation of chromosomal supercoiling//Mol.Microbiol.- 1989.- V.3.- P. 269-273.

152. Liquori A.M., Constantino L., Cresconzi V., Elia V., Giglio E., Puliti R., De Santis Savino M., Vitagliano V. Complexes between DNA and polyamines: a molecular model//J.Mol.Biol.- 1967,- V.24.- P. 113-122.

153. Little J.W., Mount D.W. The SOS regulatory system of Escherichia coli// Cell.- 1982,-V.29.-P. 11-22.

154. Little J.W. The SOS regulatory system//Regulation of Gene Expression in Escherichia coli, ed. E.C.C. Lin, A.S. Lynch. R.G: Landes Company.- 1996.-P. 453-479.

155. Loewen P.C., Hengge-Aronis R. The role of the sigma factor as (KatF) in bacterial global regulation//Annu.Rev.Microbiol.- 1994.- V.48.- P. 53-80.

156. Lomovskaya O.L., Kidwell J.P., Matin A. Characterization of the a38-dependent expression of a core Escherichia coli starvation gene, pexB//J.Bacteriol.-1994,-V.176.-P. 3928-3935.

157. Lowry O.H., Rosenbrough N.J., ^Farr A.L., Ranball J.J. Protein measurement with the Folin Phenol Reagent//J.Biol.Chem.- 1951.- V.l 93.-P. 265-275.

158. Lu Q., Park H., Egger L.A., Inouye M. Nucleoside-diphosphate kinase-mediated signal transduction via histidyl-aspartyl phosphorelay systems in Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1996,- V.271.- P. 32886-32893.

159. Lucht J.M., Bremer E. Adaptation of Escherichia coli to high osmolarity environments: osmoregulation of the high-affinity glycine betaine transport system ProU //FEMS Microbiol.Rev.- 1994.- V.14.- P. 3-20.

160. Malli R., Epstein W. Expression of the Kdp ATPase is consistent with regulation by turgor pressure//J.Bacteriol.- 1998.-V.l80, N19.- P. 5102-5108.

161. Marschall C., Hengge-Aronis R. Regulatory chharacteristics and promoter analysis of csiE, a stationary phase-inducible gene under the control of sigma-S and the cAMP-CRP complex in Escherichia co/z//Mol.Microbiol.- 1995.-V.18.-P. 175-184.

162. Matin A. Role of alternate sigma factors in starvation protein synthesis -novel mechanisms of catabolite repression//14th forum in microbiology.- 1996.-P. 494-505.

163. Matin A., Auger E.A., Blum P.H., Schultz J.E. Genetic basis of starvation survival in non-differentiating bacteria//Annu.Rev.Microbiol.- 1989.-V.43.- P. 293-316.

164. Matsui I., Kamei M., Otani S., Morisawa S., Pegg A.E. Occurence and induction of spermidine N'-acety transferase in Escherichia co/z//Biochem.Biophys.Res. Commun.- 1982,- V.106.- P. 1155-1160.

165. May G.E., Faatz E., Villarejo M., Bremer E. Binding protein dependent transport of glicine betaine and its osmotic regulation in Escherichia coli K-12// Mol.Gen.Genet.- 1986,- V.205.- P. 225-233.

166. McCann M.P., Kidwell J.P., Matin A. The putative a factor KatF has a central role in development of starva.tion-mediated general resistance in Escherichia co/z7/J.Bacteriol.- 1991.- V.173.- P. 4188-4194. ^

167. Measures J.C. Role of amino acids in osmoregulation of nonhalophilic bacteria//Nature.- 1975,- V.275.- P. 398-400.

168. Mencel R., Geliert M. Regulation of genes for E.coli DNA gyrase: homeostatic control of DNA supercoiling//Cell.- 1983,- V.34.- P. 105-113.

169. Mendoza J.A., Warren T., Dulin P. The ATPase activity of chaperonin GroEL is highly stimulated at elevated temperatures//Biochem.Biophys.Res.Comm.-1996,- V.229.-P. 271-274.

170. Meury J. Glicinebetaine' reverses the effect of osmotic stress on DNA replication and cellular division in Escherichia co/z'//Arch.Microbiol.- 1988.- V.149.-P. 232-239.

171. Meury J., Kepes A. Glutatione and potassium channels of Escherichia coliII EMBO J.- 1982,- V.l.- P. 339-343.

172. Michaels R., Kim K.H. Comparative studies of putrescine degradation by microorganisms//Biochim.Biophys.Acta.- 1966.- V.l 15.- P. 59-64.

173. Mirett J.J., Nainudel S., Goldemberg S.H. Altered heat shock response in polyamine-depleted bacteria//FEBS Lett.- 1986.- V.20'0.- P. 117-122.

174. Misra R.,Reeves P.R. Role of micF in the tolC-mediated regulation of OmpF, a major outer membrane protein of Escherichia coli K-12//J.Bacteriol.-1987,-V.169.-P. 4722-4730.

175. Mizushima T., Kataoka K., Ogata Y., Inoue R., Sekimizu K. Increase in negative supercoiling of plasmid DNA in Escherichia coli exposed to cold shock//Mol. Microbiol.- 1997,- V.23, N2,- P. 381-386.

176. Morel-Deville F., Ehrlich D., Morel P. Identification by PCR of genes encoding multiple response regulators/VMicrobiol.- 1997.- V.143.- P. 1513-1520.

177. Morris D.R., Boeker E.A. Biosynthetic and biodegradative ornithine and arginine decarboxylases from Escherichia co/z//Methods in Enzymology.- 1983.-V.94.- P. 125-134.

178. Morris D.R., Filiingame R.EL Regulation of amino acid decarboxylation// Ann.Rev.Biochem.- 1974,- V.43.- P. 303-325.

179. Morris D.R., Koffron K.L. Putrescine biosynthesis in Escherichia coli regulation through pathway selection//J.Biol.Chem.- 1969.- V.244.- P. 6094-6099.

180. Muffler A., Fischer D., Hengge-Aronis R. The RNA-binding protein HF-1, known as a host factor for phage Qß RNA replication, is essential for the translational regulation of rpoS in Escherichia <%>////Genes Dev.- 1996.- V.10.- P. 1143-1151.

181. Muffler A., Fischer D., Altuvia S., Storz G., Hengge-Aronis R. The response regulator RssB controls • stability of the sigma-S subunit of RNA polymerase in Escherichia <%>/z//Embo J.- 1996.

182. Mukhopadhyay S., Schellhorn H. Identification and characterization of hydrogen peroxide-sensitive mutants of Escherichia coli: genes that require OxyR for expression//.!.Bacterid.- 1997,- V.179.- P. 330-338.

183. Muller-Hill B. The function of auxiliary operators//Mol.Microbiol.-1998.- V.29, N1.- P. 13-18.

184. Munro G.F., Hercules K., Morgan J., Severbier W. Dependence of the putrescine content of Escherichia coli on the osmotic strenght of the medium// J.Biol.Chem.- 1972.- V.247.- P. 1272-1280.

185. Nagai H., Yano R., Erickson J.W., Yura T. Transcriptional regulation of the heat shock regulatory gene rpoH in Escherichia coli: involvement of a novel catabolite-sensitive promoter//J.Bacteriol.- 1990.- V.172.- P. 2710-2715.

186. Nagai H., Yuzawa H., Kanemori M., Yura T. A distinct segment of the g-32 polypeptide is involved in DnaK-mediated negative control of the heat shock response in Escherichia co/z'//Proc.Natl.Acad.Sci. USA.- 1994.- 91.- P. 10280-10284.

187. Neidhardt F.C., VanBogelen R.A., Vaughn V. The genetics and regulation of heat-shock proteins//Ann.Rev.Genet.- 1984.- V.18.- P. 295-329.

188. Ohwada T., Sagisaka S. An immediate and steep increase in ATP concentration in response to reduced turgor pressure in Escherichia coli B// Arch.Biochem.Biophys.- 1987,-V.259.- P. 157-163.

189. Okada M., Kawashima S., Imahori K. Substrate specificity and reaction mechanism of putrescine oxidase//J.Biochem.(Tokyo).- 1979.- V.86.- P. 97-104.

190. Parkinson J.S. Signal transduction scheme of bacteria//Cell.- 1993.-V.73.-P. 857-871.

191. Pellon J.R. Heat-damage and repair in the Escherichia coli nucleoid kinetics based on sedimentation analysis//Rev.Espan.Fisiol.- 1983.- V.39.-P. 321-326.

192. Peter H. W., Wolf H.U.,Seiler N. Influence of polyamines on the bivalent-cation-activited ATPases//Hope-Seyler's Z. Physiol. Chem.- 1973.- V.354.-P. 1146-1148.

193. Pistocchi R., Kashiwagi K., Miyamoto S., Nukui E., Sadakata Y., Kobayashi H., Igarashi K. Characteristics of the operon for a putrescine transport system that maps at 19 minutes on the Escherichia coli chromosome//J.Biol.Chem.-1993,-V.268.-P. 146-152.

194. Pollock T.J., Ambremski K. DNA without supertwists can be an in vitro substrate for site-specific recombination of bacteriophage A,//J.Mol.Biol.- 1979.-V.131.-P. 651-654.

195. Pratt L.A., Silhavy T.J. Porin regulon of Escherichia coli. In Tow-component Signal Transduction//Hoch J.A., Silhavy T.J.(eds). Washington,DC: ASM Press.- 1995,- P. 105-127.

196. Pratt L.A., Silhavy T.J. The response regulator SprE controls the stability of RpoS//Proc.Natl. Acad.Sci.USA.- 1996,- V.93.- P. 2488-2492.

197. Pruss G.J., Drlica K. DNA, supercoiling and prokaryotic transcription//Cell.- 1989.-V.56.-P. 521-523.

198. Raina S., Georgopoulos C. A new Escherichia coli heat shock gene, htrC, whose product is essential for yiability only at high temperatures//J.Bacteriol.1990.-V.172.-P. 3417-3426.

199. Record M.T., Courtenay E.S., Cayley D.S., Guttman H.J. Responses of Escherichia coli to osmotic stress: large changes in amounts of cytoplasmic solutes and water//TIBS.- 1998,- V.23.- P. 143-148.

200. Repoila F., Gutierrez C.-Osmotic induction of the periplasmic trehalase in Escherichia coli K-12: characterization of the treA promoter//Mol.Microbiol.1991,-V.5.-P. 747-755.

201. Roth W.G., Porter S.E., Leckie M.P., Porter B.E., Dietzler D.N. Restoration of cell volume and the reversal of carbohydrate transport and growth inhibition of osmotically upshocked Escherichia co/zV/Biochem.Biophys.Res.Com.-1985,-V.126.-P. 442-449.

202. Sakai T.T., Cohen S.S. Effect of polyamines on the structure and reactivity of tRNA//Prog.Nucleic Acid Res.Mol.Biol.- 1976.- V.l7.- P. 15-42.

203. Schlosser A., Meldorf M., Stumpe S., Bakker E.P., Epstein W. TrkH and its homolog, TrkG, determine the specificity and kinetics of cation transport by Trk system of Escherichia co/zV/J.Bacteriol.- 1995,-V.177, N7,- P. 1908-1910.

204. Schneider R., Travers A., Muskhelishvili' G. FIS modulates growth phase-dependent topological transitions of DNA in Escherichia co/zV/Mol.Microbiol.- 1997,- V.26.- P. 519-530.

205. Schumann W. Regulation of the heat shock response in Escherichia coli and Bacillus subtilis//i.Biosci.- 1996.- V.21, N2,- P. 133-148.

206. Schweder T., Lee K.H., Lomovskaya O., Matin A. Regulation of Escherichia coli starvation sigma factor (gs) by ClpXP protease//J.Bacteriol.- 1996.-V.178.-P. 470-476.

207. Sechi A.M., Cabrini L., Landi L., Pasquali P., Lenas G. Ingibition of phospholipase A-2 and phospholipase C by polyamines//Arch.Biochem.Biophys.-1977,-V.186.-P. 248-254.

208. Sneath P.H.A., Putrescine as an essential growth factor for a mutant of Aspergillus nidulans/Nature (London).- 1955.- V.175.- P. 818.

209. Souzu H. Fluorescence polarization studies on E.coli membrane stability and relation to the resistence of the cell to freezethawing. III.Stabilization of the membranes by polyamines//Biochem. Biophys.Acta.- 1986,- V.861.- P. 361-367.

210. Srivenugopal K.S., Lockshon D., Morris D.N. Escherichia coli DNA topoisomerase III: purification and characterization of a new type I enzyme// Biochemistry.- 1'984.- V.23.-P. 1899-1906.

211. Stanier R.Y., Adelberg E.A., Ingraham J.L. The microbial world (4th ed)// Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs. N.J.- 1976.- P. 305-309.

212. Stock J.B., Ninfa A.J., Stock A.M. Protein phosphorilation and regulation of adaptive responses in bacteria//Micfobiol.Rev.- 1989.- V.53.-P. 450-490.

213. Stock J.B., Rauch B., Roseman S. Periplasmic space in Salmonella typhimurium and Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1977.--V.252.- P. 7850-7861.

214. Storz G., Tartaglia L.A.,'Farr S.B., Ames B.N. Bacterial defenses against oxidative stress//Trends Genet.- 1990,- V.6.- P. 363-368.

215. Strom A.R., Falkenberg P., Landsfald B. Genetic of osmoregulation in Escherichia coli: Uptake and biosynthesis of organic osmolites//FEMS Microbiol.Rev.-'l986.- V.39.- P. 79-86.

216. Stormo G.D., Fields D.S. Specificity, free energy and information content in protein-DNA interaction//TIBS.- 1998.- V.23.- P. 109-113.

217. Stumpe S., Bakker E.P. Requirement of a large K+-uptake capacity and of extracytoplasmic protease activity for protamine resistance of Escherichia colill Arch.Microbiol.- 1997.-V.167.-P. 126-136.

218. Sugiyama S., Vassylyev D.G., Matsushima M., Kashiwagi K., Igarashi K., Morikawa K. Crystal structure of PotD, the primary receptor of the poly amine transport system in Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1996,- V.271.- P. 9519-9525.

219. Sullivan K.M., Lilley M.J., Influence of cation size and charge on the extrusion of a salt-dependent cruciform//J.Mol.Biol.- 1987.- V.193.- P. 397-404.

220. Sutherland L., Cairney J., Elmore M.J., Boot I.R., Higgins C.F. Osmotic regulation of transcription: induction of the proU betaine transport gene is dependent on accumulation of intracellular potassium//J.Bacteriol.- 1986.- V.168.- P. 805-814.

221. Tabor C.W., Dobbs L.G. Metabolism of 1,4-diaminobutane and spermidine in Escherichia coli: the effects of low temperature during storage and harvesting of culture//J.Biol.Chem.- 1970.- V.245.- P. 2086-2091.

222. Tabor H., Rosenthal S.M., Tabor C.W. The biosynthesis of spermidine and spermine from putrescine and methionine//J.Biol.Chem.- 1958.- V.233.- P. 907914.

223. Tabor C.W., Tabor H. Transport systems for 1,4-diaminobutane, spermidine and spermine in Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1966.- V.241.- P. 37143723. ■

224. Tabor C.W., Tabor H. Polyamines in microorganisms//Microbiol.Rev.-1985.- V.49.- P. 81-99.

225. Tabor H., Tabor C.W. Biosynthesis -and metabolism of 1,4-diaminobutane, spermidine, spermine and related amines//Advan.Ensymology.-1972,- V.36.- P. 203-268.

226. Tabor H., Tabor C.W. Isolation,. characterization and turnover of glutathionylspermidine from Escherichia co////J.Biol.Chem.- 1975,- V.250.- P. 26482654.

227. Tabor H., Tabor C.W. Glutathionylspermidine in Escherichia colillItal. J. Biochem.- 1976.- V.2.5.- P. 70-76.

228. Tabor H., Tabor C.W.,Rosenthal S.M. The biochemistry of the polyamines: spermidine and spermine//Ann.Rev.Biochem.- 1961,- V.30.- P. 579604.

229. Tadolini B. Polyamine inhibition of lipoperoxidation//Biochem.J.-1988,-V.249.-P. 33-36.

230. Takahashi M., Maraboeuf F., Norden B. Location of functional domains in the RecA protein. Overlap of domains and regulation of activities//Eur.J.Biochem.- 1996.- V.242.- P. 20-28.

231. Thomas A.D., Booth I.R. The regulation of porin gene expression by acid pH//J.Gen.Microbiol.- 1992.- V.138.- P. 1829-1835.

232. Thomas T.J., Messner R.P. Structural specifity of polyamines in left-handed Z-DNA formation. Immunological and spectroscopic studies//J.Mol.Biol.-1988,-V.201.-P. 463-467.

233. Tkachenko A.G., Chudinov A.A. Participation of putrescine in the antiport mechanism of potassium transport in Escherichia coli//Curr. Microbiol.-1994,- V.28.- P. 81-83.

234. Toledano M.B., Kullik I., Trinh F., Baird P.T., 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. 897909.

235. Travers A.A., Mace H.A.F. The heat shock phenomenon in bacteria a protection against DNA relaxation?//Cold Spring Harbor,NY.- 1982,- P. 127-130.

236. Urios A., Herrera G., Aleixandre V., Blanco M. Expression of recA gene is reduced in Escherichia coli topoisomerase I mutants//Mutation Research.- 1990.-Y.243.-P. 267-272.

237. Utsumi R., Horie T., Katoh A., Kaino Y., Tanabe H., Nöda M. Isolation and characterization of the heat-responsive genes in Escherichia co/zV/Biosci.Biotech. Biochem.- 1996,- V.60.- P. 309-315.

238. Vega de la A.L., Delcour A.H. Polyamines decrease Escherichia coli outer membrane permeability//J.Bacteriol.- 1996,- V.178, N13,- P. 3715-3721.

239. Van der Vies S.M., Georgopoulos C. Regulation of chaperonin gene expression//Chaperonins (Series: Cell Biology, A Series of Monographs).- 1996.- P. 137-166.

240. Walderhaug M.O., Dosch D.C., Epstein W. Potassium transport in bacteria. //Rosen B.P., Silver S. (eds.) Ion transport in prokaryotes./Academic Press. New York.- 1987,- P. 85-130.

241. Walkup L.K., Kogoma T. Escherichia coli proteins inducible by oxidative stress mediated by the superoxide radical//J.Bacteriol.- 1989.- V.171.- P. 1476-1484.

242. Wang D., Kreutzer D.A., Essigmann J.M. Mutagenicity and repair of oxidative DNA damage: insights from studies using defined lesions//Mutation Research.- 1998,- V.400.- P. 99-115.

243. Wang J.Y., Syvanen M. DNA twist as a transcriptional sensor for environmental changes//Mol.Microbiol.- 1992.- V.6.- P. 1861-1866.

244. Weber R.F., Silverman P.M. Structure of the CpxA polypeptide as an inner membrane component//J.Mol.Biol.- 1988.- V.203.- P. 467-478.

245. Wood J.M. Proline porters affect the utilization of proline as nutrient or osmoprotectant for bacteria//J.Membrane Biol.- 1988,- V.106.- P. 1183-1202.

246. Worlcum M., van Dooren S.J.M., Oldenburg N., Molenaar D., Jensen P.R., Snoep J.L., Hans V. DNA supercoiling depends on the phosphorylation potential in Escherichia co////Mol.Microbiol.- 1996,- V.20, N2.- P. 351-360.

247. Yamamoto N., Droffner M.L. Mechanisms determining aerobic or anaerobic growth in the facultative anaerobe Salmonella z>p/7zmMrzww//Proc.Natl.Acad.Sci.USA.- 1985.- V.82.- P. 2077-2081.

248. Yancey P.H, Clark M.E:, Hand S.C., Bowlus R.D., Somero G.N. Living with water stress: evolution of osmolyte systems//Science.- 1982.- V.217.- P. 12141227.

249. Yang X., Choong Min Kang, Brody M.S., Price C.W. Opposing pairs of serine protein kinases and phosphatases transmit signals of environmental stress to152activate a bacterial transcription factor//Ganes&Development.- 1996,- V.10.- P. 2265-2275.

250. Yirri H.H., Villarej o M. osmY, a new hyperosmotically inducible gene, encodes a periplasmic protein in Escherichia colillJ.Bacteriol.- 1992,- V.174.- P. 3637-3644.

251. Young C.C., Alvarez J.D., Bernlohr R.W. Nutrient-dependent methylation of a membrane-associated protein of Escherichia colillJ.Bacteriol.-1990,-V.172.-P. 5147-5153.

252. Yura T., Nagai H., Mori H. Regulation of heat-shock response in bacteria// Annu.Rev.Microbiol.- 1993.- V.47.- P. 321-350.