Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Специфическое взаимодействие гистоноподобного белка HU Escherichia coli с РНК и ДНК, участие HU в трансляции стресс сигма -фактора РНК -полимеразы

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Баландина, Анна Витальевна

1 Введение.

2 Обзор литературы

2.1 Бактериальный хроматин.

2.2 Белок HU.

2.2.1. Основные свойства белка HU.В

2.2.2 Генетическая характеристика HU белка

2.2.2.1 Регуляция генов HU hupA и hupB.

2.2.2.2 Конструирование и фенотип мутантов HU.

2.2.3 Множественная роль HU в физиологии бактерий

2.2.3.1 Репликация. . ■ . * 4 '

2.2.3.2 Транскрипция.,.

2.2.3.3 Транспозиция.

2.2.3.4 Генетическая инверсия.

2.2.3.5 Модуляторная роль HU.

2.2.3.6 Репарация ДНК.

2.2.4 Локализация HU в бактериальной клетке.

2.2.5 Структура белка HU.

2.2.6 Взаимодействие HU с ДНК.

2.3 Стресс сигма фактор 5S РНК-полимеразы

2.3.1.58-центральный регулятор генов, экспрессируемых в стационарной фазе.

2.3.2 Регуляция 8S

2.3.2.1 SS-зависимая и 870-зависимая транскрипция.

2.3.2.2 Индукция SS в начале стационарной фазы.

2.3.2.3 Регуляция трансляции rpoS.

2.3.2.4 Регуляция деградации 5S.

3 Материалы и методы

3.1 Штаммы и условия роста клеток.

3.2 Определение активности каталазы.

3.3 Измерение активности р-галактозидазы.

3.4 SDS-ПААГ и иммуноблотганг.

3.5 Вытеснение метки и иммунопреципитация.

3.6 Синтез РНК.

3.7 Конструирование ДНК и РНК.

3.8 Приготовление двухцепочечной РНК и ДНК/РНК гибрида.

3.9 Метод задержки в геле.

3.10 Определение константы диссоциации.

3.11 Фенантролиновый футпринтинг.

3.12 Реакция расщепления HU нуклеазой.

3.13 Измерение расстояния между белком и ДНК по результатам расщепления ДНК HU нуклеазой.

3.14 Эксперимент по смещению подвижности.

3.15 Сшивка белка с апуринизованной ДНК.

3.16 Реакция расщепления А + G.

3.17 Обработка экзонуклеазой.

4 Результаты и обсуждение

4.1 Белок HU стимулирует экспрессию rpoS на уровне трансляции

4.1.1 Отсутствие HU приводит к нарушению экспрессии .Я/юб'-зависимой каталазы

HPII.

4.1.2 Количество crS сильно уменьшено в HU мутантах.

4.1.3 HU влияет на экспрессию rpoS на пост-транскрипционном уровне.

4.1.4 Трансляция rpoS неэффективна в мутантах HU.

4.2 Белок HU взаимодействует специфически с мРНК rpoS.

4.3 Взаимодействие HU с РНК

4.3.1 Сродство HU к суперскрученной и линейной ДНК, тотальной РНК и тРНК.

4.3.2 Связывание HU с дцРНК и гибридом ДНК-РНК.

4.3.3. Взаимодействие HU со структурами, возникающими в процессе репликации ДНК.

4.4 Взаимодействие HU с "никованной" ДНК и круциформой.

4.4.1 Фенантролиновый футпринтинг.

4.4.2. HU, химически модифицированный в нуклеазу.

4.4.3. Расположение HUa|3 на "никованной" ДНК.

4.4.4. HU изгибает "никованную" ДНК на 65° в точке разрыва ДНК.

4.4.5 Расположение HU на круциформе.

4.5 Изучение ДНК-белкового комплекса с помощью ковалентиой сшивки.

5 Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Специфическое взаимодействие гистоноподобного белка HU Escherichia coli с РНК и ДНК, участие HU в трансляции стресс сигма -фактора РНК -полимеразы"

Репликация, рекомбинация, транскрипция и транспозиция ДНК относятся к фундаментальными процессам, происходящим в живой клетке. Их регуляция происходит с помощью сложных ДНК-белковых комплексов. Для сборки подобных комплексов необходимы белок-белковые и ДНК-белковые взаимодействия, а также локальное изменение структуры ДНК. Поддержание специфической конформации ДНК осуществляется так называемыми "архитектурными" белками. К семейству "архитектурных" белков, способствующих изгибу или выпетливанию ДНК, принадлежат гистоны HI, Н2а и Н2Ь, эукариотические компоненты хроматина НМ и HMG1/2 и прокариотические гистоноподобные белки HU и H-NS. В отличие от регуляторных белков, связывающихся со специфической последовательностью ДНК, "архитектурные" белки не узнают определенной последовательности ДНК, а обеспечивают ее изгиб на множестве участков генома. Для понимания регуляции метаболических процессов ДНК важной задачей является исследование механизма узнавания "архитектурными" белками ДНК.

Функции гистоноподобных белков, выполняющих, помимо компактизации генетического материала, роль структурных регуляторных элементов, очень разнообразны. Некоторые фундаментальные вопросы о физиологической роли гистоноподобных белков остаются нерешенными. Так, несмотря на то, что гистоноподобные белки связывают РНК, до настоящего времени остается неизвестным, принимают ли они участие в регуляции процессов, происходящих на посттранскрипционном этапе.

В семействе "архитектурных" белков гистоноподобный белок HU - самый распространенный ДНК-связывающий белок бактериального нуклеоида. Он очень консервативен и был обнаружен почти во всех видах бактерий. HU принимает участие во множестве клеточных процессов - репликации, транскрипции, рекомбинации, транспозиции и репарации ДНК.

Настоящая работа посвящена изучению взаимодействия HU с ДНК и РНК и его роли в регуляции экспрессии гена rpoS, кодирующего стресс сигма-фактор РНК-полимеразы. Было установлено, что белок HU участвует в регуляции трансляции rpoS и взаимодействует специфически с фрагментом мРНК rpoS, который вовлечен в регуляцию трансляции rpoS. Было охарактеризовано взаимодействие белка HU с дуплексом РНК и тотальной РНК, ф также изучена структура комплексов гетеродимера HU со специфическими субстратами, круциформой ДНК и "никованной" ДНК. Оказалось, что посадка HU на эти ДНК асимметрична и специфически ориентирована: "рука" Р-субъединицы взаимодействует с участком в районе прерывания двойной спирали ДНК, в то время как "рука" а-субъединицы находится на 3' части молекулы. В обеих структурах белок HU узнает структурный мотив, состоящий из пары спиралей, имеющих склонность к изгибу. Этот изгиб в районе прерывания двойной спирали ДНК делает возможным взаимодействие "тела" HU с 5' частью ДНК, в отличие от комплекса HU с дцДНК, где только "руки" белка образуют контакты с ДНК. Это обеспечивает стабильность комплекса Ни-ДНК.

2 Обзор литературы

Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Баландина, Анна Витальевна

5 Выводы

1. Установлено, что белок HU принимает участие в регуляции стресс сигма- фактора РНК-полимеразы на уровне трансляции.

2. Показано, что гистоноподобный белок HU взаимодействует специфически с фрагментом мРНК rpoS, вовлеченным в регуляцию трансляции rpoS.

3. При сравнении взаимодействия белка HU с суперскрученной ДНК и тотальной РНК было показано, что видимая константа диссоциации 11U и тотальной РНК составляет 2500 пМ, что в два раза больше константы диссоциации для линейной ДНК и в 5 раз больше, чем для суперскрученной ДНК. Установлено, что белок HU связывает двухцепочечную РНК и гибрид ДНК-РНК с константами диссоциации 2500 пМ и 450 пМ и кооперативностью тз=76 и 40, соответственно, что сходно с характеристиками взаимодействия HU с двухцепочечной ДНК.

4. Продемонстрировано, что белок HU узнает промежуточные структуры ДНК-РНК, возникающие в ходе репликации ДНК.

5. Изучена структура комплексов гетеродимера HU с круциформой ДНК и "никованной" ДНК с помощью фенантролинового футпринтинга и расщепления ДНК с помощью белка HU, химически модифицированного в нуклеазу. Установлено, что посадка HU на эти ДНК асимметрична и специфически ориентирована: "рука" р-субъединицы взаимодействует с участком в районе прерывания двойной спирали ДНК, в то время как "рука" а-субъединицы находится на 3' части молекулы и "тело" HU взаимодействует с 5' частью ДНК.

6. Сделан вывод о механизме специфического взаимодействия белка HU с ДНК. HU узнает структурный мотив, состоящий из пары спиралей, имеющих склонность к изгибу. Этот изгиб делает возможным взаимодействие "тела" HU с 5' частью ДНК, дополнительно к электростатическому взаимодействию "рук" HU с ДНК, что обеспечивает стабильность комплекса fflJ-ДНК.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Баландина, Анна Витальевна, Москва

1. Aki, Т. and Adhya, S. (1997) Repressor induced site-specific binding of HU fortranscriptional regulation. EMBO J16: 3666-3674.

2. Altuvia, S., Weinstein-Fisher, D., Zhang, A., Postow, L. and Storz, G. (1997) A small,stable RNA induced by oxydative stress: roles as a pleiotropic regulator and antimutator. Cell 90: 43-53.

3. Arnqvist, A., Olsen, A. and Normark, S. (1994) Sigma S-dependent growth-phaseinduction of the csgBA promoter in Escherichia coli can be achieved in vivo by sigma 70 in the absence of the nucleoid-associated protein H-NS. Mol Microbiol 13:1021-32.

4. Barth, M., Marschall, C., Muffler, A., Fischer, D., and Hengge-Aronis, R. (1995) A rolefor the histone-like protein H-NS in growth phase-dependent and osmotic regulation of aS and many aS dependent genes in Escherichia coli. JBacteriol 177: 3455-3464.

5. Becker, G., Klauck, E., and Hengge-Aronis, R (1999) Regulation of RpoS proteolysis in

6. Escherichia coli: The response regulator RssB is a recognition factor that interacts with the turnover element in RpoS. Proc Natl Acad. Sci USA 96: 6439-6444.

7. Bonnefoy, E., Almeida, A. and Rouviere-Yaniv, J. (1989) Lon-dependent regulation ofthe DNA binding protein HU in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA 86: 76917695.

8. Bonnefoy, E and Rouviere-Yaniv, J. (1991) HU and IHF, two homologous histone-likeproteins of Escherichia coli, form different protein-DNA complexes with short DNA fragments. EMBO J10: 687-696.

9. Bonnefoy, E and Rouviere-Yaniv, J. (1992) HU, the major histone-like protein of E.coli,modulates the binding of IHF to oriC. EMBO J, 11: 4489-4496.

10. Bonnefoy, E., Takahashi, M., and Rouviere-Yaniv, J. (1994) DNA-binding parameters ofthe HU protein of Escherichia coli to cruciform DNA. J Mol Biol 242: 116-129.

11. Boubrik, F. and Rouviere-Yaniv, J. (1995) Increased sensitivity to gamma irradiation inbacteria lacking protein HU. Proc Natl Acad. Sci USA 92: 3958-3962.

12. Bramhill, D. and Kornberg, A. (1988) A model for initiation at origins of DNAreplication. Cell 54:915-918.

13. Briat, J.F., Lescure, A.M. and Mache, R. (1986) Transcription of the chloroplast DNA: areview. Biochimie 68:981-90.

14. Brown, L. and Elliott, T. (1996) Efficient translation of the RpoS sigma factor in

15. Salmonella typhimurium requires host factor I, an RNA-binding protein encoded by the hfq gene. JBacteriol 178: 3763-3770.

16. Brown, L. and Elliott, T. (1997) Mutations that increase expression of the rpoS gene anddecrease its dependence on hfq function in Salmonella typhimurium. JBacteriol 179: 656-662.

17. Carmona, M. and Magasanik, D. (1996) Activation of transcription at sigma 54dependent promoters on linear templates requires intrinsic or induced bending of the DNA. J Mol Biol 261:348-56.

18. Castaing, В., Zelwer, C., Laval, J., and Boiteux, S. (1995) HU protein of Escherichiacoli binds specifically to DNA that contains single-strand breaks or gaps. J Biol Chem 270: 10291-10296.

19. Claret, L. and Rouviere-Yaniv, J. (1996) Regulation of HUa and HUp by CRP and FIS in Escherichia coli. J Mol Biol 263: 126-139.

20. Claret, L. and Rouviere-Yaniv, J. (1997) Variation in HU composition during growth of

21. Escherichia coli: the heterodimer is required for long term survival. J Mol Biol 273: 93-104.

22. Craigie, R., Arndt-Jovin, D.J. and Mizuuchi K. (1985) A defined system for the DNAstrand-transfer reaction at the initiation of bacteriophage Mu transposition: protein and DNA substrate requerements. Proc Natl Acad Sci USA 82: 7570-7574.

23. Crothers, D.M., and Drak, J. (1992) Global features of DNA structure by comparativegel electrophoresis. Methods Ensymol. 212: 46-64.

24. Dixon, N.E. and Kornberg, A. (1984) Protein HU in the enzymatic replication of thechromosomal origin of Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA 81:424-8.

25. Dri, A., Moreau, P., and Rouviere-Yaniv, J. (1992) Role of the histone-like proteins

26. OsmZ and HU in homologous recombination. Gene 120: 11-16.

27. Driica, K. and Rouviere-Yaniv, J. (1987) Histonelike proteins of bacteria. Microbiol.1. Reviews 51:301-319.

28. Duckett, D.R., Murchie, A.I.H., Diekmann, S., von Kitzind, E., Kemper, B. and Lilley,

29. D.M.J. (1988) The structure of the Holliday junction and its resolution. Cell, 55: 7989.

30. Duckett, D.R., Murchie, A.I.H. and Lilley, D.M.J. (1990) The role of metal ions in theconformation of the four-way DNA junction. EMBOJ., 9: 583-590.

31. Durrenberger, M., Bjornsti, M.A. and Uetz, T. (1988) Intracellular location of thehistonelike protein HU in Escherichia coli. JBacteriol 170: 4757-4768.

32. Ebralidse, К. K., Grachev, S. A., and Mirzabekov, A. D. (1988)A highly basic histone

33. H4 domain bound to the sharply bent region of nucleosomal DNA. Nature 331: 365367.

34. Ebright, Y.W., Chen, Y., Pendergrast, P.S. and Ebright, R.H. (1992) Incorporation of an

35. EDTA-metal complex at a rationally selected site within a protein: Application to EDTA-iron DNA affinity cleaving with catabolite gene activator protein (CAP) and Cro. Biochemistry, 31: 10664-10670.

36. Espinosa-Urgel, M., Chamizo, С. and Тогто, A. (1996) A consensus structure for sigma S-dependent promoters. Mol Microbiol 21: 657-9.

37. Fairall, L., Schwabe, J. W. R., Chapman, L., Finch, J. Т., and Rhodes, D. (1993) The crystal structure of a two zinc-finger peptide reveals an extension to the rules for zinc-finger/DNA recognition. Nature 366: 483-487.

38. Flashner, Y. and Gralla, J.D. (1988) DNA dynamic flexibility and protein recognition:differential stimulation by bacterial histone-like protein HU. Cell 54: 713-721.

39. Goshima, N., Kano, Y. and Tanaka H. (1994) IHF supresses the inhibitory efect of H-NSon HU function in the hin inversion system. Gene 126: 93-97.

40. Haselkorn, R. and Rouvicre-Yaniv, J. (1976) Cyanobacterial DNA-binding proteinrelated to Escherichia coli HU. Proc Natl Acad Sci USA. 76:1917-20.

41. Haykinson, MJ. and Jonson, R.C. (1993) DNA looping and the helical repeat in vitroand in vivo: effect of HU protein and enhancer location on Hin invertasome assembly. EMBO J12: 2503-2512.

42. Hoick, A. and Kleppe, K. (1985) Affinity of protein HU for different nucleic acids. FEBS1.tt 185: 121-124.

43. Huisman, O., Faelen, M., Girard, D., Jaffe, A., and Rouviere-Yaniv, J. (1989) Multipledefects in Escherichia coli mutants lacking HU protein. JBacteriol 171:3704-3712.

44. Ito, K., Bassford, P.J., and Beckwith, J. (1981) Protein localization in E. coli: is there acommon step in the secretion of pcriplasmic and outer-membrane proteins? Cell 24; 707-717.

45. Itoh, К., Takiyama, N., Kasen, R., Kondoh, K., Sano, A., Oshima, A., et al (1993)

46. Purification and characterization of human lysosomal protective protein expressed in stably transformed Chinese hamster ovary cells. J Biol Chem 268: 1180-6.

47. Johnson, R.C., Bruist, M.F. and Simon MI. (1986) Host protein requirements for invitro site-specific DNA inversion. Cell 46: 531-539.

48. Kamashev, D., Esipova, N. G., Ebralidse, K., and Mirzabekov, A. D. (1995) Mechanismof lac repressor switch-off: Orientation of the lac repressor DNA-binding domain is revised upon inducer binding. FEBS Lett 375:27-30.

49. Kano, Y., Goshima, N., Wada, M. and Imamoto, F. (1986) Participation of hup geneproduct in replicative transposition of Mu phage in Escherichia coll. Gene 76:353-8.

50. Kawasaki, Y., Matsunaga, F., Kano, Y., Yura, T. and Wada, C. (1996) The localizedmelting of mini-F origin by the combined action of the mini-F initiator protein (RepE) and HU and DnaA of Escherichia coli Mol Gen Genet 253:42-9.

51. Konieczny, I., Doran, K.S., Helinski, D.R. and Blasina, A. (1997) Role of Tr£A and

52. DnaA proteins in origin opening during initiation of DNA replication of the broad host range plasmid RK2. J Biol Chem 272:20173-8.

53. Kobrin, K., Lavoie, B. and Chaconas, G. (1999) Supercoiling-dependent site-specificbinding of HU to naked Mu DNA. J Mol Biol 289:777-784.

54. Kusano, S. and Ishihama, A. (1997) Stimulatory effect of trehalose on formation andactivity of Escherichia coli RNA polymerase E sigma38 holoenzyme. JBacteriol 179:3649-54.

55. Кроленко, E.B., Камашев, Д.В., Баландина, A.B., Карпов, B.JL, Рувьер-Янив, Ж. и

56. Преображенская О.В (1999) Иммунохимическая детекция гистоноподобногобактериального белка Ни в ковалентных ДНК белковых сшивках in vitro и in vivo. Мол Биол 33:442-6.

57. Laine, В., Sautiere, P., Biserte, G., Cohen-Sola!, M., Gros, F. and Rouviere-Yaniv, J.1978) The amino- and carboxy-terminai amino acid sequences of protein HU from Escherichia coli. FEBS Lett 89:116-20.

58. Lange, R. and Hengge-Aronis, R. (1991) Identification of a central regulator ofstationaiy-phase gene expression in Escherichia coli:. Mol Microbiol 5:49-59.

59. Lange, R. and Hengge-Aronis, R (1994) The cellular concentration of the sS subunit of

60. RNA-polymerase in Escherichia coli is controlled at the levels of transcription, translation and protein stability. Genes Dev 8:1600-1612.

61. Lange, R., Fisher, D. and Hengge-Aronis, R. (1995) Identification of transcriptional startsites and the role of ppGpp in the expression of rpoS, the struct ural gene for the sigma S subunit of RNA polymerase in Escherichia coK. J Bacteriol 177:4676-80.

62. Lavoie, B.D. and Chaconase, G. (1993) Site-specific HU binding in the Mutranspososome: convertion of a sequence-independent DNA-binding protein into chemical nuclease. Genes Dev 7: 2510-2519.

63. Lavoie, B.D., Shaw, G.S., Millner, A., and Chaconas, G. (1996) Anatomy of a flexer

64. DNA complex inside a higher-order transposition intermediate. Cell 85: 761-771.

65. Li, S. and Waters, R. (1998) Escherichia coli strains lacking HU are UV sensetive dueto a role for HU in homologous recombination. J Bacteriol 180: 3750-3756.

66. Leese, R.A., Cusick, M.E., and Belfort M. (1998) Riboregulation in Escherichia coli:dsrA RNA acts by RNA :RNA interactions at multiple loci. Proc Natl Acad Sci USA 95: 12456-12461.

67. Lewis, D.E., Geanacopoulos, M., and Adhya S. Role of HU and DNA supercoiling intranscription repression: specialized nucleoprotein complex at gal promoters in Escherichia coli. (1999) Mol Microbiol 31: 451-61.

68. Loewen, P.C. and Hengge-Aronis, R (1994) The role of the sigma factor oS (KatF) inbacterial global regulation. Ann Rev Microbiol 48: 53-80.

69. Loewen, P.C., Ни, В., Strutinsky, J. and Sparling, R. (1998) Regulation in the rpoSexpression of Escherichia coli. Can J Microbiol 44: 707-717.

70. Majdalani, N., Cunning, C., Sledjeski, D., Elliott, Т., and Gottesman,S. (1998) DsrA

71. RNA regulates translation of RpoS message by an antisilencer of transcription. Proc Natl Acad Sci USA 95:12462-12467.

72. Matin, A. (1991) The molecular basis of carbon-starvation-induced general resistance in

73. Escherichia coli. Mol Microbiol 5:3-10.

74. Miller, J.H. (1972) Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor, NY.

75. Mirzabekov, A. D., Bayykin, S. G., Belyavsy, A. V., Karpov, V. L., Preobrazhenskaya,

76. О. V., Shick, V. V., and Ebralidse, К. K. (1989) Mapping DNA-protein interactions by crosslinking. Methods Enzymol 170: 386-407.

77. Morisato D. and Klecner N. (1987). Tn 10 transposition and circle formation in vitro. Cell51: 101-111.

78. Muffler, A., Fischer, D., and Hengge-Aronis, R. (1996a) The RNA-binding protein HF-I,known as a host factor for Qp RNA replication, is essential for rpoS translation in Escherichia collGenes Dev 10: 1143-1151.

79. Muffler, A., Traulsen, D.D., Lange, R., and Hengge-Aronis,R. (1996b) Posttranscriptional osmotic regulation of the aS subunit of RNA polymerase in Escherichia coli. JBacteriol 178: 1607-1613.

80. Nakamura, К., Yahagi, S., Yamazaki, Т., and Yamane, K. (1999) Bacillus subtilishistone-like protein, HBsu, is an integral component of a SRP-like particle that can bind the Alu domain of small cytoplasmic RNA. J Biol Chem 274:13569-76.

81. Neilan, J.G., Lu. Z. and Kutish, G.F. (1993) An African swine fever vims gene withsimilarity to bacterial DNA binding proteins, bacterial integration host factors, and the Bacillus phage SPOl transcription factor, TF1. Nucleic Acids Res 21: 1496-1502.

82. Nguyen, I. H., Jensen, D.B., Thompson, N.E., Gentry, D.R. and Burgess, R.R. (1993) Invitro functional characterisation of overproduced Escherichia coli KatFf rpoS gene product.

83. Oberto, J., Drlica K., and Rouviere-Yaniv, J.(1994) Histones, HMG, HU, IHF: Memecombat. Biochimie 76: 901-908.

84. Oberto, J. and Rouviere-Yaniv, J. (1996) Serratia marscens contains a heterodimeric

85. HU protein like Escherichia coli and Salmonella typhimurium. J Bacteriol 178: 293297.

86. Painbeni, E., Mouray, E., Gottesman, S. and Rouviere-Yaniv, J. (1993) An imbalance of

87. HU synthesis induces mucoidy in Escherichia coli. J Mol Biol 234: 1021-1037.

88. Painbeni, E., Caroff M., and Rouviere-Yaniv, J. (1997) Alterations of the outermembrane composition in Escherichia coli lacking the histone-like protein HU. Proc Natl Acad Sci USA 94: 6712-6717.

89. Park, K., Mukhopadhav, S. and Chattorai, D.K. (1998) Requirements for and regulationof origin opening of plasmid Pl. J Biol Chem 273:24906-11.

90. Papavassiliou, A.G. (1994) 1,10-phenantroline-copper ion nuclease footprinting of

91. DNA-protein complexes in situ following mobility-shift electrophoresis assays. Methods Mol Biol, 30: 43-78.

92. Pellegrini, О., Oberto J., Pinson V., Wery M., and Rouviere-Yaniv, J.(2000)

93. Overproduction and improuved strategies to purify the three native forms of nuclease-free HU protein. Biochimie 82: 1-13.

94. Pinson, V., Takahashi, M., and Rouviere-Yaniv, J. (1999) Differential binding of the

95. Escherichia coli HU, homodimeric forms and heterodimeric form to linear, gapped and cruciform DNA. J Mol Biol 287:485-497.

96. Pontiggia, A., Negri, A., Beltrame, M., and Bianchi, M.E. (1993) Protein HU bindsspecifically to kinked DNA. Mol Microbiol 7: 343-350.

97. Powell, B.S., Court, D.L., Nakamura, Y., Rivas, M.P. and Turnbough, Jr. (1994) Rapidconformation of single copy lambda prophage integration by PGR. NAR 22: 57655766.

98. Pratt, L.A. and Silhavy, T.J.(1996) The response regulator SprE controls the stability of

99. RpoS. Proc Natl Acad. Sci USA 93: 2488-92.

100. Preobrajenskaya, O., Boulard, A., Boubrik, F., Schnarr, M. and Rouviere-Yaniv, J.1994) The protein HU can displace the LexA repressor from its DNA-binding sites. Mol Microbiol 13: 459-67.

101. Rice, P.A., Yang, S., Mizuuchi, K. And Nash, H.A. (1996) Crystal structure of an IHF

102. DNA complex: a protein-induced DNA U-turn. Cell 87: 1295-1306.

103. Rockabrand, D., Livers, K., Austin, Т., Kaiser, R., Jensen, D., Burgess, R., and Blum,P.1998) Roles of DnaK and RpoS in starvation-induced thermotolerance of Escherichia coli. J Bacterial 180: 846-854.

104. Rouviere-Yaniv, J. and Gros, F. (1975) Charaterization of a novel, low-molecular weight

105. DNA-binding protein from Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA 72: 3428-3432.

106. Rouviere-Yaniv, J. (1978) Localization of HU protein in the E. coli nucleoid. Cold

107. Spring Harbor Symp Quant Biol 42, 439-447.

108. Rouviere-Yaniv, J., Yaniv, M., and Germond, J.E. (1979) Escherichia coli DNA-bindingprotein HU forms nucleosome-like stucture with circular double stranded DNA. Cell 17 265-274.

109. Rouviere-Yaniv, J. and Kjeldgaard, N.O. (1979) Native Escherichia coli HU protein is aheterotypic dimer. FEBS Lett 106: 297-300.

110. Saitoh, F., Kawamura, S., Yamasaki, N., Tanaka, I. and Kimura, M. (1999) Arginine-55in the beta-arm is essential for the activity of DNA-binding protein HU from Bacillus tearothermophilus. Biosci Biotechnol Biochem 63:2232-5.

111. Shellmen, V.L. and Pettijohn, D.E. (1991) Introduction of proteins into living bacterialcells: destribution of labeled HU protein in E. coli. JBacteriol 173: 3047-3059.

112. Schweder, Т., Lee, K.-H, Lomovskaya, O., and Matin, A. (1996) Regulation of

113. Escherichia coli starvation sigma factor (sS) by ClpXP protease. JBacteriol 178:470476.

114. Sledjeski, D.D., Gupta, A., and Gottesman, S. (1996) The small RNA, DsrA, is essentialfor the low temperature expresiion of RpoS during exponential growth in Escherichia coli. EMBO J 15:3993-4000.

115. Spassky, A. and Sigman, D. (1985) Nuclease activity of 1,10-phenanthroline-copper ion.

116. Conformational analysis and footprinting of lac operon. Biochemistry, 24: 8050-8056.

117. Surette, M.G., Buch, S J. and Chaconas, G. (1987) Transpososomes: stable protein

118. DNA complexes involved in the in vitro transposition of bacteriophage Mu DNA. Cell 49:253-62.

119. Tanaka, I., Appelt, 1С, Dijk, J., White, S.W. and Wilson, K.S. (1984) 3-A resolutionstructure of a protein with histone-like properties in prokaryotes. Nature 310: 376381.

120. Thompson, J.F. and Landy, A. (1988) Empirical estimation of protein-induced DNAbending angles: application to Я site-specific recombination complexes. Nucleic Acids Res 16: 9686-9705.

121. Touati, E., Dassa, E., Dassa, J., Boquet, P.L., and Touati, D. (1991) Are appR and katFthe same Escherichia coli gene encoding a new sigma transcription initiatiation factor? Res Microbiol 142: 29-36.

122. Tullius, T.D., Dombroski, B.A., Churchill, M.E.A. and Kam, L. (1987) Hydroxyl radicalfootprinting: a high-resolution method for mapping protein-DNA contacts. Methods Enzymol, 155: 537-558.

123. Yamashino, Т., Ueguchi, C., and Mizuno,T. (1995) Quantitive control of the stationaryphase-specific sigma factor, 8S, in Escherichia coli: involvement of the nucleoid protein H-NS. EMBOJ14: 594-602.

124. Yang, B. and Larson, T.J. (1996) Action at a distance for negative controle oftranscription of the glpD gene encoding sn-glycerol 3-phosphate dehydrogenase of Escherichia coli K12. JBacteriol 178: 7090-7098.

125. Yang, C.C. and Nash H.A. (1989) The interaction of E. coli IHF protein with its specific binding sites. Cell 57: 869-880.

126. Vis, H., Mariani, M., Vorgias, C.E., Wilson, K.S., Kaptein, R. and Boelens, R. (1995)

127. Solution structure of HU protein from B. stearothermophilus.J Mol Biol 254: 692703.

128. Wada, M., Капо, Y., Ogawa, Т., Okasaki, Т., and Imamoto,F. (1988) Construction andcharacterisation of the deletion mutant of huA and hupB genes in Escherichia coli. J Mol Biol 204: 581-591.

129. White, S.W., Appelt, K., Wilson, K.S. and Tanaka, I. (1989) A protein structural motifthat bends DNA. Proteins, 5: 281-288.

130. White, S.W., Wilson, K.S., Appelt, K.and Tanaka, I. (1999) The high resolutionstructure of the DNA-binding protein HU from B. stearothermophilus. Acta Crystallogr. D 55: 801-809.

131. Zhang, A., Altuvia, S., Tiwari, A., Argaman, L., Hengge-Aronis, R. and Storz, G. (1998) The OxyS regulatory RNA represses rpoS translation and binds the Hfq (HFI) protein. EMBO J17: 6061-6068.

132. Zuker, M. (1989) On finding all sub optional foldings of an RNA molecule. Science 244: 48-52.

133. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Вадиму Львовичу Карпову.

134. Автор выражает глубокую признательность Наталье Георгиевне Есиповой и Дмитрию Камашеву за интерес, проявленный к работе и неоценимую помощь.

135. Автор благодарит также Олю Заседателеву за помощь в подготовке автореферата и диссертации к печати.