Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Взаимодействие фотоактивируемых и фосфорилирующих 5'-амидофосфатов мононуклеотидов с ферментами матричного синтеза нуклеиновых кислот

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Взаимодействие фотоактивируемых и фосфорилирующих 5'-амидофосфатов мононуклеотидов с ферментами матричного синтеза нуклеиновых кислот"

На правах рукописи

КУДРЯШОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА

Взаимодействие фотоактивируемых и фосфорилирующих 5'-амидофосфатов мононуклеотидов с ферментами матричного синтеза нуклеиновых кислот

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск, 2005

Работа выполнена в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Научные руководители:

д.х.н. академик РАН Кнорре Дмитрий Георгиевич к.х.н. Годовикова Татьяна Сергеевна

Официальные оппоненты:

д.х.н., профессор Лаврик Ольга Ивановна к.х.н. Халимская Людмила Михайловна

Ведущая организация: Институт цитологии и генетики СО РАН

_ П>

Защита состоится «Л. » 2005 г. в часов

на заседании диссертационного совета Д 003.045.01 при Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

по адресу: 630090, г. Новосибирск-90, просп. Лаврентьева, 8

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Автореферат разослан » г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.х.н. Федорова О.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование деталей функционирования комплексов матрично-зависимого синтеза нуклеиновых кислот является одной из важнейших фундаментальных задач современной молекулярной биологии. Для решения этой сложной задачи используются многочисленные физические, химические и генно-инженерные методы. Подходом, перспективным в плане определения контактов между компонентами репликативных и транскрипционных комплексов при сборке, а также на разных стадиях синтеза ДНК или РНК, выступает метод аффинной модификации.

Одними из участников процессов репликации и транскрипции являются нуклеозид-5'-трифосфаты. Хотя разнообразие изученных активных аналогов таких низкомолекулярных субстратов велико, однако к началу настоящей работы значительная часть экспериментов с их использованием была выполнена либо в отсутствие матрицы, либо, в случае РНК-полимераз, в присутствии неспецифических матриц. Поэтому результаты этих исследований зачастую противоречивы. Необходимость проведения аффинной модификации в присутствии матриц, содержащих промотор, вытекает из того факта, что в формировании полноценных участков связывания, способных отбирать определенные нуклеозид-5'-трифосфаты, матрица играет решающую роль.

Использование арилазидов в качестве реакционноспособных групп для аффинных реагентов обеспечивает возможность включения процесса модификации в определенное время, что позволяет изучать взаимодействия между различными компонентами систем матричного синтеза нуклеиновых кислот на разных стадиях их функционирования. Для изучения топографии нуклеотид-связывающих центров ДНК- и РНК-полимераз перспективно использовать производные 5'-мононуклеотидов, несущие реакционноспособные группы с «нулевой» длиной спейсера. Это существенно повышает вероятность того, что произойдет модификация именно тех аминокислотных остатков, которые непосредственно контактируют с функциональной группой аналога субстрата. К таким типам реагентов относятся фосфорилирующие производные нуклеиновых кислот. Их достоинством является также образование ковалентных аддуктов, стабильность которых определяется природой модифицированного аминокислотного остатка. Это открывает возможность определения точки модификации

на белке путем проведения реакции демодификации в разных условиях. До начала настоящей работы в качестве фосфорилирующих реагентов наиболее часто использовали имидазолиды мононуклеотидов. Однако известно, что к эффективной атаке нуклеофильными группами аминокислотных остатков восприимчив только протонированный имидазолид нуклеотида. В то же время показано, что замена имидазолида на амидофосфат с цвиттер-ионной группой на 5'-кон«е позволит избежать этого затруднения. Так, например, эффективность модификации РНК-полимеразы Е. coli ДГ-метилимидазолидами олигонуклеотидов при физиологических значениях pH была намного выше по сравнению с имидазолидами олигонуклеотидов. Цель и задачи работы. Диссертация посвящена исследованию взаимодействия ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот -ДНК-полимеразы I и РНК-полимеразы II - с арилазидными производными у-амидофосфатов NTP, а в случае РНК-полимеразы также с амидофосфатом AMP с цвиттер-ионной группой в условиях функционирования репликативного комплекса прокариот и транскрипционного комплекса эукариот. В процессе выполнения поставленной цели решались следующие задачи: а) синтез и изучение субстратных свойств амидофосфатов NTP в системах ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот; б) исследование химических и фотохимических реакций производных мононуклеотидов в вышеназванных ферментативных системах.

Научная новизна работы. С помощью производных NTP с фотоактивируемой группой на 5'-конце впервые исследована фотоаффинная модификация ДНК-полимеразы I Е. coli и в условиях специфической инициации транскрипции эукариотической РНК-полимеразы И. Для реагентов на основе и-азидоанилина предложена схема взаимодействия фотоактивируемых аналогов с ферментами матричного синтеза нуклеиновых кислот, применимая и для других белков, модифицируемых подобными фотопроизводными. При модификации РНК-полимеразы II фосфорилирующим аналогом мононуклеотида выявлен полипептид с молекулярной массой 45 kDa, участвующий в формировании активного центра транскрипционного комплекса.

Практическая ценность работы. С учетом полученных в работе данных о свойствах арилазидных реагентов можно более целенаправленно осуществлять выбор, с одной стороны, ароматического азида для будущего фотоаффинного реагента, с другой стороны, условий проведения фотоаффинной модификации. При

конструировании амидофосфатов необходимо учитывать зависимость стабильности фосфамидной связи от строения ароматического азида и от природы гетероциклического основания. При проведении исследований в системах с тиолсодержащими соединениями также необходимо принимать во внимание влияние заместителей в арилазиде на устойчивость азидной группы.

Объем работы. Диссертация изложена на ¿¿»?стр., включая«#рисунков и 5 таблиц. Список цитированной литературы включает статей. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов, результатов работы, их обсуждения, выводов, списка цитированной литературы. Публикация и апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 3 печатных работах и 8 тезисах докладов. Результаты работы докладывались на 27 Meeting of Federation of European Biochemical Societies (Lisbon, 2001), FEBS Forum of Young Scientists "Protein Structure-Function, Traffiking and Signalling" (Portugal, 2001), International Conference "RNA as Therapeutic and Genomics Target" (Novosibirsk, 2001), International Conference "Targeting RNA: Artifical Ribonucleases, Conformational Traps and RNA interference" (Novosibirsk, 2003), International Conference "Chemical and Biological Problems of Proteomics" (Novosibirsk, 2004).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1. Синтез и свойства фотоактивируемых аналогов NTP.

у-и-Азидоанилид dTTP синтезировали описанным в литературе способом через взаимодействие и-азидоанилина с циклическим тимидин-5'-триметафосфатом, для получения которого использовали водорастворимый карбодиимид. В водных растворах при активации нуклеотидов карбодиимидами или с использованием окислительно-восстановительной пары PhPj/(PyS)2 выход амидофосфатов зависит от основности амина и для основных аминов чрезвычайно низок. Для решения этой проблемы, а также для того, чтобы предотвратить восстановление азидогруппы в присутствии PhP3, мы разделили во времени стадии активации и аминолиза. С помощью такого усовершенствованного метода нам удалось осуществить в водно-органической среде синтез арилазидных производных у-амидофосфатов NTP, структуры которых представлены на рис. 1, с выходами 80-95 %. Синтезированные фотоактивируемые производные NTP были

охарактеризованы методами ИОХ, ОФХ, 3|Р-, l9F-, 'Н-ЯМР- и ИК-спектроскопии.

Г

ООО ^ Ji Л

„ . II П II 5' Ж^-гГ

N,AT—р—О—Р—О—Р—О-СН, О" О" 0~

N.Ar =

fy-fl

он он

N,-^^—NH—CHrCHj—NH—

WH—CH-CHrCH-CHj—NH—

>=\ р

—NH—CHj— CHj—NH—

(О

(И)

(III)

NO,

>V8

4 Л-С—NH-CH;

—NH—CHj—CHj—CH—CH—NH— <IV>

NO,

W ц

N,-^ Ъ-С—NH—CHj—СН,—CH5—NH—R

NH,

R =

— PPP-CH,

N" N

CC J u л

N N

fvil

ОН ОН (V)

OH OH (VI)

Рис. 1. Структура у-амидофосфатов NTP.

Нами было обнаружено, что устойчивость фосфамидной связи в синтезированных у-амидофосфатах NTP определяется как природой гетероциклического основания, так и структурой фотоактивируемой группы. В водной среде (рН 6.5) фосфамидная связь в соединении (V) подвергается гидролизу с = 120 ч, в других производных ATP (I—IV)

и в фотоаналоге GTP (VI) она устойчива в условиях проведения эксперимента.

Сравнение рассчитанных методом молекулярного моделирования расстояний между фосфамидным атомом азота и протонированными атомами азота N1 и N3 гетероцикла в структурах аналогов NTP показало, что только для соединения (V) в одной из конформаций, соответствующей минимуму энергии, возможна передача протона с гетероцикла на фосфамидный атом азота. Возможно, это приводит к его протонированию, что способствует гидролизу фосфамидной связи. Для других производных NTP эти расстояния гораздо больше, чем, вероятно, и обеспечивается большая устойчивость этих соединений. На основе полученных результатов об устойчивости фосфамидной связи в аналогах NTP и данных по компьютерному моделированию их структур предложена схема реакции гидролиза азидотетрафторбензоильного производного ATP (V) (рис. 2).

Нами было установлено, что w-азидотетрафторбензойная кислота -функциональная группа реагентов - в присутствии дитиотреита, добавляемого часто в реакционные смеси для сохранения активности ферментов, восстанавливается с образованием аминосоединения с i\a = 20 мин. В тоже время, 5-азидо-2-нитробензойная кислота и N- (4-азидофенил)-1,4-диаминобутан инертны к действию дитиотреита в течение эксперимента. На основании полученных данных и литературных источников нами построен следующий ряд увеличения устойчивости различных арилазидов по отношению к действию восстановителей, а именно дитиотреиту: фенилазид < А^-(4-азидо-2-нитрофенил)-1,2-диаминоэтан < и-азидобензойная кислота < я-азидотетрафторбензойная кислота « М-(4-азидофенил)-1,4-диаминобутан, 5-азидо-2-нитробензойная кислота.

2. Взаимодействие ДНК-полимеразы I Е. coli и ее большого фрагмента с у-и-азидоанилидом dTTP.

Нами установлено, что у-и-азидоанилид dTTP (VII, AzTTP) не является субстратом ДНК-полимеразы I Е. coli и фрагмента Кленова, а выступает в качестве ингибитора смешанного типа реакции синтеза ДНК, катализируемой этими ферментами.

В связи с тем, что в составе белковых молекул присутствуют аминокислотные остатки, способные поглощать световое излучение, мы исследовали непосредственное воздействие света с X > 300 нм на активность ДНК-синтезирующих ферментов (см. рис. 3 и рис. 4).

Обнаружено, что облучение (интенсивность света 1.2 х 1015 квант»с ' •см"2) в отсутствие субстратов ведет к быстрой инактивации ДНК-полимеразы IЕ. coli и фрагмента Кленова.

Рис. 3. Зависимость остаточной активности

большого фрагмента ДНК-полимеразы I от времени облучения в присутствии поли^А)» олиго(ёТ)7.|2 (/ и 2), 10"4М АгТТР(/)и

активности

Время обяучмяя. с

Рис. 4. Зависимость остаточной активности ДНК-полимеразы I от времени облучения в присутствии 10"5 М сПТР (/), 10"5 М (1ТТР, 10"4 М АгТТР (2).

«•-1—£-•—а»—■

ВрИМ ОйЯТЧПШЯ, с

Присутствие в реакционной смеси одного с1ТТР приводит к относительной стабилизации ферментов, причем ДНК-полимеразы I в большей степени, чем фрагмента Кленова (сравн. рис. 4, кривая / и рис. 3, кривая 3).

Таблица 1

Влияние присутствия АгТГР на изменение активности ДНК-полимеразы I в зависимости от времени облучения.

ДНК-полимераза I + поли(<1А)»олиго((П')7. 12 Активность, %

15с 30 с 60 с 90 с

1 без АгТТР* 90 ± 10 81 ± 11 87113 7917

Л. без АгТТР 120 ±30 190160 1401 14 130150

3 .+ I О"5 М АгТТР 280 ± 16 180114 130150 1001 19

+ Ю^М АгТТР 91 ±6 8416 7714 7215

/ + 4 х КГЧгТТР 89 ±7 80110 — 7816

б + 10"4 М АгТТР + 10"5 М (ПТР; 103 ±6 10415 9317 9613

? + Ю^М АгТТР + 10"5 М <1СТР 10013 9315 75114 7618

* ** - 8016 - 731 10

* - буфер трис-НС1 рН 7.4, в остальных опытах калий-бикарбонатный буфер рН 8.3.** - к ферменту и поли^А^олиго^Т^г добавлен предварительно облученный 2 х 10"4 М АгТТР.

Присутствие праймер-матричного комплекса поли(<1А)*олиго(<1Т)7.|2 в значительной степени стабилизирует фрагмент Кленова (рис. 3), а в

случае ДНК-полимеразы I вызывает в первые секунды облучения активацию в 2 раза (табл. 1) с последующим восстановлением активности до исходного уровня.

Как видно из таблицы 1, с увеличением концентрации фотореагента возрастает степень инактивации ДНК-полимеразы I (см. эксперименты 3-5). Некомплементарный матрице субстрат (ёСТР), добавленный в реакционную смесь в концентрации порядка Ки не предохраняет фермент от инактивации (эксперимент 7), а комплементарный - сПТР защищает от инактивации (эксперимент 6). При добавлении к ферменту и праймер-матричному комплексу продуктов фотолиза АгТТР наблюдается такая же потеря активности, что и при непосредственном облучении смеси фермента и фотопроизводного ТТР (сравните эксперименты 8 и 4, 5). Наличие инактивации при взаимодействии ДНК-полимеразы с предоблученным реагентом свидетельствует о протекании темновой стадии модификации.

Рис. 5 . Радиоавтограф геля после электрофореза продуктов модификации ДНК-полимеразы I (дорожки 1-4, 6) и ее большого фрагмента (дорожка 5) при облучении в присутствии 10"4 М у-я-азидоанилида [а-32Р]с1ТТР и поли(с1А)*олиго(с1Т)7_ 12 (кроме дорожки 2): дорожки 2 и 3 - 10"5 М сПТР; дорожка 4 - 10"5 М с1СТР. Удельная радиоактивность у-я-азидоанилида [а-32Р]с1ТТР - 0.6 (дорожки 1-5) и 2.4 ТБк/моль (дорожка 6). Справа -молекулярная масса белков в кОа.

Электрофоретический анализ продуктов модификации ДНК-полимераз показал, что при облучении праймер-матричного комплекса, ДНК-полимеразы I и у-я-азидоанилида [а-32Р](1ТТР выявляется меченый полипептид, соответствующий по подвижности белку с М, ~ 107 кОа (рис. 5, дорожка 1). Применение при модификации ДНК-полимеразы препарата аналога с более высокой удельной радиоактивностью позволило выявить дополнительный модифицированный полипептид с Мх ~ 55 ГОа (рис. 5, дорожка 6). В отличие от полного фермента инактивация фрагмента Кленова с помощью АгТТР в присутствии

праймер-матричного комплекса не сопровождается образованием ковалентных белково-нуклеиновых аддуктов (рис. 5, дорожка 5).

Отсутствие полосы меченого полипептида при облучении реакционной смеси в присутствии комплементарного матрице с1ТТР (рис. 5, дорожка 3) и сохранение ферментативной активности в экспериментах по защите с помощью сПТР свидетельствует о том, что модифицируемый аминокислотный остаток локализован в активном центре фермента.

Полученные результаты в совокупности с литературными данными указывают на то, что на ферменте существует несколько неравноценных по функциональному значению и структуре мест связывания аналога, из которых модифицируются лишь те, у которых стерически сближены нуклеофильные остатки аминокислот и реакционноспособная группа Аг'ГТР. Это может привести к образованию в ходе модификации разных по структуре продуктов.

Известно, что при облучении АгТТР образуется реакционноспособное в отношении нуклеофильных аминокислот производное и-бензохинондиимина (IX). Дальнейшее его взаимодействие с ферментом может протекать по двум направлениям (рис. 6). В случае 1,4-присоединения производного (IX) к нуклеофильной группе белка (путь а), который, по нашему мнению, реализуется для ДНК-полимеразы I, в результате последующей ароматизации образуется замещенное по ядру производное п-фенилендиамина (X). Белково-нуклеотидный комплекс, выявляемый

/=\_ Я ° згЯ

А А А

р—о—р—о—р—<л

(X)

Рис. 6. Схема фотовзаимодействия ДНК-полимеразы (Е) с у-я-азидоанилидом <ГГГР.

при электрофоретическом анализе, очевидно, и является продуктом такого взаимодействия. В случае фрагмента Кленова при 1,2-присоединении (путь б) к фосфорилиминогруппе с последующим отщеплением фосфамида dTTP (XII) образуется модифицированный белок типа (XI), в структуре которого отсутствует [32Р]-фосфат. Этим, очевидно, и обусловлено отсутствие белково-нуклеотидного аддукта при электрофоретическом анализе. Место атаки реагентом аминокислотного остатка в полипептидной цепи определяется конформацией фермента в данный момент времени.

3. Взаимодействие РНК-полимеразы II с аналогами NTP.

Поскольку при модификации белков с помощью у-и-азидоанилидов NTP возникают определенные трудности с идентификацией фотопродуктов, обусловленные отщеплением функциональной группы от радиоактивно меченного адреса, мы сконструировали и использовали для модификации эукариотической РНК-полимеразы II фотоактивируемые производные ATP (I-IV), различающиеся как природой фотоактивируемой группы, так и длиной спейсера, соединяющего реакционноспособный остаток с аффинным фрагментом

Возможность включения фотоаналогов ATP (I—IV) в транскрип г была исследована нами в системе РНК-полимеразы II и базальных факторов транскрипции из дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Использованный ранее в экспериментах по модификации РНК-полимеразы И транскрибируемый участок ДНК не находился под контролем промотора. Одно из отличий нашей работы и заключается в том, что в нашем эксперименте, наиболее приближенном к природным условиям, мы в качестве матрицы использовали суперскрученную ДНК, содержащую поздний промотор аденовируса (AdML). Реакцию транскрипции мы начинали с образования промоторного комплекса. Затем в реакционную смесь добавляли три природных субстраты (UTP, GTP и [а-32Р]СТР), а вместо АТР одно из синтезированных нуклеотидных производных (I-IV). Для инициации специфической транскрипции на ДНК достаточно присутствия минимального набора базальных факторов транскрипции (ТВР, TFIIB, TFIIF). Но, согласно используемому нами методу выделения, в системе присутствовали также базальные факторы транскрипции TFIIE и TFIIH.

Выделение транскриптов фенол-хлороформной экстракцией и анализ электрофорезом в 20 % ПААГ в денатурирующих условиях показали, что производное ATP (II) включается в состав РНК-продукта (рис. 7, дорожки 2 и 3). Уменьшение подвижности транскрипта в геле

по сравнению с транскриптом, полученным в системе синтеза РНК с природным инициирующим субстратом, может свидетельствовать о наличии арилазидного остатка в составе РНК-продукта. Аналогичное появление транскрипта мы наблюдали при добавлении в реакционную смесь с транскрипционно активным комплексом и других фотоактивируемых производных ATP (I, III и IV). Синтез РНК не наблюдается при исключении из реакционной смеси фотоаналога АТР и при добавлении в реакционную смесь а-аманитина. Совокупность полученных данных указывает на то, что в условиях специфической инициации транскрипции, осуществляемой под контролем позднего промотора аденовируса, соединения (I—IV) являются инициирующими

Рис. 7. Электрофоретический анализ (20%-ный SDS-полиакриламидный гель в присутствии 7М мочевины) транскриптов: I - транскрипция с NTP и АТР (4 х 10"4 М); 2 и 3 -транскрипция с NTP и фотоактивируемым аналогом АТР (4 х 10"4 М и 10 s М, соответственно); 4 -транскрипция в присутствии а-аманитина; 5 - гетерогенный [32Р]-меченный 17-звенный

олигонуклеотид.

При фотоаффинной модификации в условиях компетентного мечения образование ковалентных аддуктов между РНК-полимеразой II и фотореагентами (I—IV) не было зарегистрировано. Отсутствие модификации РНК-полимеразы II фотоактивируемыми аналогами NTP может быть вызвано: а) отсутствием в активном центре РНК-полимеразы II подходящей мишени для атаки образующимся в ходе облучения нитреном; б) взаимодействием арилазидного производного NTP с компонентами реакционной смеси, что приводит к потере фотореагентом модифицирующей способности; в) образованием лабильной связи между белком и производным NTP, что вызывает в ходе модификации отщепление реагента от аффинного фрагмента; г) отщеплением нуклеотидного остатка от продукта после фотореакции арилазидного фрагмента с функциональной группой белка.

субстратами РНК-полимеразы II.

Анализируя с помощью ВЭЖХ и УФ-спектроскопии смесь продуктов, полученных при облучении фотоаналога (II), мы зафиксировали образование ADP. Если фотолиз данного фотоаналога ATP (И) в активном центре фермента протекает так же, как и в водном растворе, то не исключен разрыв фосфоангидридной связи в продуктах фотомодификации белка. Изучение продуктов фотолиза соединений (I) и (III), отличающихся длиной спейсера и природой фотоактивируемой группы от соединения (II), показало, что в процессе фотолиза этих соединений ADP не образуется.

Ранее модификация эукариотической РНК-полимеразы II проводилась или в отсутствие матрицы, или в присутствии синтетического полинуклеотида с использованием аффинных реагентов, содержащих альдегидные группы, селективные в отношение первичных аминогрупп. Особенностью нашей работы являлось исследование аффинного мечения эукариотической РНК-полимеразы II в условиях специфической инициации транскрипции в присутствии ДНК с промотором AdML. В качестве аффинного реагента было опробовано фосфорилирующее производное AMP с цвиттер-ионной 5'-концевой фосфатной группой, содержащей остаток 4-NJV-диметиламинопиридина (VIII).

Аффинную модификацию проводили как методом компетентного мечения, так и в классическом варианте с использованием [32Р]-меченного соединения (VIII). При этом, в обоих случаях была обнаружена высокая специфичность мечения (рис. 8).

Так, при добавлении в реакционную смесь [32Р]-меченного производного AMP наблюдалось ковалентное присоединение его к полипептиду с молекулярной массой ~ 45 kDa (рис. 8, дорожка 8). При изучении защиты активного центра фермента "холодным" АТР от мечения по мере увеличения концентрации ATP (1, 10, 20 и 50-кратный молярный избыток по отношению к соединению (VIII)) было выявлено уменьшение интенсивности полосы меченного полипептида (дорожки 7-5), а при 50-кратном избытке АТР исчезновение этой полосы (рис. 8, дорожка 4). Полоса мечения также исчезала, если РНК-полимеразу II предынкубировали с а-аманитином (рис. 8, дорожка 3).

(VIII), где X = Ado

Рис. 8. Электрофоретический анализ (10%-ный ПААГ) продуктов аффинного мечения РНК-полимеразы II с помощью соединения (VIII): 1 -[32Р]-меченое соединение (VIII) + СТР; 2 - соединение (VIII) + [32Р]СТР; 3 - а-аманитин (1 м кг/мл) + [32Р]-меченое соединение (VIII) + СТР; 4-7 предынкубация фермента с 50-, 20-, 10- и 1-кратным избытком АТР и последующая инкубация с [32Р]-меченым соединением (VIII) + СТР; 8 - [32Р]-меченое соединение (VIII). Справа - молекулярные массы белков-маркеров в kDa.

В случае компетентного мечения, когда соединение (VIII) использовали немеченым, а меченым был второй субстрат - [а-32Р]СТР, в результате реакции ковалентно метился также полипептид с молекулярной массой ~ 45 kDa (рис. 8, дорожка 2).

Совокупность полученных результатов свидетельствует о том, что модифицированный полипептид, по-видимому, принимает участие в формировании активного центра РНК-полимеразы И.

ВЫВОДЫ

1. Для изучения механизма функционирования ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот (ДНК-полимеразы I Е. coli и РНК полимеразы II из дрожжей Saccharomyces cerevisiae) синтезированы и охарактеризованы фотоактивируемые производные NTP, различающиеся природой арилазидного остатка и размером спейсера, соединяющего последний с нуклеотидным фрагментом: у-\ 1-[2-(и-азидофениламино)этил]} (I), у-{ 1 -[4-(и-азидофениламино)бутил]} (II), у- í 1 -[2-(2-нитро-5-азидобензоил)этил]} (III), ^{1-[2-(2-нитро-5-азидобензоил) пропил]} (IV), ^{1-[2-(4-азидо-2,3,5,6-тетрафторбензоил)этил]} (V) фосфамиды АТР и GTP (VI), у-п-азидоанилид dTTP (VII). Получение соединений (I-VI) осуществлено впервые с выходом 80-95 % в водно-органической среде с использованием на стадии активации окислительно-восстановительной пары трифенилфосфин/2,2'-дипиридилдисульфид. Для предотвращения

взаимодействия азидогруппы с трифенилфосфином стадии активации и аминолиза были разделены.

2. Показано, что

• стабильность фосфамидной связи в у-амидофосфатах NTP в водных растворах при нейтральных значениях pH определяется природой гетероциклического основания и структурой фотоактивируемой группы: соединение (V) гидролизуется с регенерацией АТР и исходного арилазида, а фотоактивируемые производные (I-IV) и (VI) устойчивы. По данным компьютерного моделирования только в соединении (V) одна из конформаций, соответствующая минимуму энергии, обеспечивает достаточное сближение фосфамидной связи с остатком аденина. Предложен механизм гидролиза соединения (V) с участием остатка гетероциклического основания.

• в условиях проведения транскрипции (2.5 мМ дитиотреит, pH 7.0) азидная функция фотоактивируемых у-амидофосфатов NTP (I—IV) устойчива к восстановлению дитиотреитом, а реагенты на основе я-азидотетрафторбензойной кислоты восстанавливаются тиолсодержащим соединением.

3. Впервые в условиях специфической инициации транскрипции, осуществляемой под контролем позднего промотора аденовируса, показано, что соединения (I-IV) обладают свойствами инициирующего субстрата для РНК-полимеразы II. Однако при фотоаффинной модификации в условиях компетентного мечения, образование ковалентных аддуктов между белковыми компонентами транскрипционного комплекса и фотореагентами не регистрируется. В случае реагента (П), одной из причин не обнаружения его в составе конъюгата, может быть расщепление Р?-Рр фосфоангидридной связи, что было обнаружено при анализе продуктов фотолиза этого аналога субстрата.

4. Обнаружено, что у-я-азидоанилид dTTP (VII) выступает в качестве ингибитора смешанного типа в реакции матричного синтеза ДНК, катализируемой ДНК-полимеразой I Е. coli и фрагментом Кленова. При облучении репликативного комплекса в присутствии соединения (VII) или при добавлении к комплексу продуктов его фотолиза наблюдается инактивация ферментов. Наличие инактивации при взаимодействии ДНК-полимеразы с предоблученным реагентом свидетельствует, что частицей, модифицирующей белки, является не нитрен, а продукт взаимодействия его с водой - у-(я-бензохинониминоимид) dTTP. Темновая стадия модификации в случае ДНК-полимеразы I Е. coli протекает с образованием ковалентного белково-нуклеинового

комплекса в результате 1,4-присоединения нуклеофильной группы белка к производному я-бензохинондиимина. Для фрагмента Кленова предложен механизм 1,2-присоединения его к иминогруппе хиноидной структуры, с последующим элиминированием меченого фосфамида dTTP из состава конъюгата.

5. Впервые в условиях специфической инициации транскрипции, осуществляемой под контролем позднего промотора аденовируса, изучена фотоаффинная модификация РНК-полимеразы II фосфорилирующим аналогом инициирующего субстрата с цвиттер-ионной 5'-концевой группой, содержащей остаток 4-N,N-диметиламинопиридина (VIII). Обнаружено, что как в условиях сверхселективного аффинного мечения, так и в классическом варианте мечению подвергается полипептид с молекулярной массой 45 kDa. Полученные результаты указывают на то, что этот полипептид локализован в области активного центра белкового комплекса, осуществляющего транскрипцию.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кудряшова Н.В., Шаманина М.Ю., Годовикова Т.С., Ананько Е.А., Ахмадиева Ф.Ф., Ромащенко А.Г. Особенности взаимодействия ДНК-полимеразы I Escherichia coli и ее большого фрагмента с у-п-азидоанилидом dTTP. // Биохимия. 1993. Т. 58. С. 224-233.

2. Савинкова JI.K., Соколенко A.A., Pay В.А., Аршинова Т.В., Герасимова Ю.В., Кудряшова Н.В., Годовикова Т.С. Аффинное мечение РНК-полимеразы II в транскрипционно активном комплексе фосфорилирующим аналогом инициирующего субстрата. // Биохимия. 2000. Т. 65. С. 1334-1340.

3. Кнорре Д.Г., Кудряшова Н.В., Попова Т.В., Шакиров М.М., Мальшакова B.C., Шпенев O.E., Савинкова JI.K., Серебрякова М.В., Годовикова Т.С. Фотоактивируемые аналоги инициирующего субстрата РНК-полимеразы II на основе арилазидных производных у-амидофосфатов NTP: синтез, химические и фотохимические реакции функциональных групп. // Биоорган, химия. 2005. Т. 31. С. 372-384.

Изд. лиц. ИД № 04060 от 20.02.2001. Подписано к печати и в свет 20.10.2005. Формат 60x84/16. Бумага № 1. Гарнитура 'Times New Roman". Печать офсетная. Печ. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 157. Институт неорганической химии им. A.B. Николаева СО РАН Просп. Акад. Лаврентьева, 3, Новосибирск, 630090

\

î

I

! j

к «

4 i

!

í

РНБ Русский фонд

2006-4 22884

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Кудряшова, Наталья Васильевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ФЕРМЕНТЫ БИОСИНТЕЗА НУКЛЕИНОВЫХ

КИСЛОТ: АКТИВНЫЕ ЦЕНТРЫ И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

1.1. Структура пиггимепячногп г.пменя 1 1 L L

1.2. Механизм полимеразной реакции

1.3. Сайт-направленный мутагенез

1.4. Аффинная модификация ферментов биосинтеза нуклеиновых кислот

1.4.1. Исследование ДНК-полимераз с помощью производных NTP

1.4.1.1. Природные субстраты как аффинные реагенты ДНК-полимераз

1.4.1.2. Производные дезоксинуклеозид-5'-трифосфатов по гетероциклическому основанию

1.4.1.3. Производные дезоксинуклеозид-5'-трифосфатов по углеводному остатку

1.4.1.4. Модель стерических препятствий

1.4.1.5. Производные дезоксинуклеозид-5'-трифосфатов по фосфатным остаткам

1.4.2. Исследование РНК-полимераз с помощью производных NTP

1.4.2.1. Производные нуклеозид-5'-трифосфатов по гетероциклическому основанию

1.4.2.2. Производные нуклеозид-5'-трифосфатов по углеводному остатку

1.4.2.3. Производные нуклеозид-5'-трифосфатов по фосфатным остаткам

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы и методы

2.2. Определение активности ДНК-полимераз

2.3. Определение активности РНК-полимеразы II

2.4. Синтез фотоактивируемых аналогов нуклеозид-5'-трифосфатов

2.5. Синтез 4-Дг,]У-диметиламинопиридиниевого производного AMP

2.6. Модификация РНК-полимеразы II

2.6.1. Модификация РНК-полимеразы II фотоактивируемыми аналогами NTP

2.6.2. Модификация РНК-полимеразы II фосфорилирующим аналогом AMP

2.7. Изучение устойчивости у-{1-[3-(4-азидо-2,3,5,6-тетрафторбензоил)- 61 аминопропил]} фосфамидов ATP (V) и GTP(VI) + 2.8. Изучение влияния дитиотреита на азидную функцию Лг-(4-азидофенил)

1,4-диаминобутана, л-азидотетрафтор- и 5-азидо-2-нитробензойной кислот

2.9. Выделение продуктов фотолитического разложения фосфамидов АТР

2.10. Модификация ДНК-полимераз у-л-азидоанилидом dTTP

2.11. Компьютерное моделирование структуры фосфамидов NTP

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ' 64 3.1. Синтез и свойства фотоактивируемых аналогов NTP

3.1.1. Характеристика фосфоамидов NTP

3.1.2. Стабильность фосфамидов NTP

3.2. Взаимодействие ДНК-полимеразы I E.coli и ее большого фрагмента с у-лазидоанилидом dTTP

3.2.1. Ингибирование ДНК-полимераз с помощью у-л-азидоанилида dTTP

3.2.2. Влияние облучения на активное состояние ферментов

3.2.3. Воздействие фотореагента на активность ДНК-полимеразы I и большого 76 Ф фрагмента

3.3. Взаимодействие РНК-полимеразы II с аналогами NTP

3.3.1. Субстратные свойства производных NTP в реакции транскрипции, 82 ф катализируемой РНК-полимеразой II

3.3.2. Взаимодействие РНК-полимеразы II с аналогами нуклеотидов в условиях 84 возможной модификации фермента

4. ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Взаимодействие фотоактивируемых и фосфорилирующих 5'-амидофосфатов мононуклеотидов с ферментами матричного синтеза нуклеиновых кислот"

Исследование механизмов функционирования комплексов матрично-зависимого синтеза нуклеиновых кислот является одной из важнейших фундаментальных задач современной молекулярной биологии. Для решения этой сложной задачи используются многочисленные физические, химические и генно-инженерные методы. Метод аффинной модификации нашел широкое применение для определения контактов между компонентами репликативных и транскрипционных комплексов при сборке, а также на стадиях синтеза ДНК или РНК. Дезоксирибо- и рибонуклеозид-5'-трифосфаты являются субстратами ДНК- и РНКполимераз. Хотя разнообразие изученных реакционноспособных производных таких низкомолекулярных субстратов велико, к началу настоящей работы значительная часть экспериментов с их использованием была выполнена либо в отсутствие матрицы, либо, в случае РНК-полимераз, в присутствии неспецифических матриц [1,2]. Поэтому результаты этих исследований зачастую противоречивы. Проведение аффинной модификации транскрипционно активного комплекса в присутствии матриц, содержащих промотор, вытекает из решающей роли матрицы в формировании полноценных участков связьшания, способных отбирать определенные нуклеозид-5'-трифосфаты.Целью настоящей работы являлось исследование взаимодействия ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот - ДНК-полимеразы I Escherichia соН и РНК-полимеразы II Saccharomyces cerevisiae- с арилазидными производными у-амидофосфатов NTP, а в случае РНК-полимеразы также с амидофосфатом AMP с цвиттер-ионной группой на 5'-конце в условиях функционирования репликативного комплекса прокариот и транскрипционного комплекса эукариот.Для изучения взаимодействия между различными компонентами систем матричного синтеза нуклеиновых кислот на разньк стадиях их функционирования представляется весьма полезным и удобным использование фотоактивируемых реагентов, содержащих в качестве реакционноспособных групп остатки ароматических арилазидов. Применение этих реагентов обеспечивает возможность включения процесса модификации в определенное время.В рамках данной работы были синтезированы и изучены в системах ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот новые у-амидофосфаты нуклеозид-5'-трифосфатов, в состав которых введены разные арилазидные остатки (на основе «-азидоанилина, 5-азидо2-нитро- и «-азидотетрафторбензойной кислот), с различной длиной спейсера (-NH-(CH2)n-NH-, где п = 2, 3,4)-структуры, соединяющей адресную, нуклеотидную часть молекулы и реакционноспособную группу. Изменение длины спейсера, соединяющего • фотоактивируемую группу с у-фосфатом NTP, может оказаться полезным при изучении белкового окружения не только в непосредственной близости от нуклеиновой кислоты, но и на значительном расстоянии от нее. Важным аспектом при изучении структуры нуклеопротеидных систем является выявление контактов аминокислотных остатков с функциональными группами нуклеиновых кислот.Химическая природа и размеры спейсерного фрагмента молекулы реакционноспособного производного субстрата играют в этом случае особую роль. Использование при конструировании реагентов реакционноспособных групп с «нулевой» длиной спейсера существенно повышает вероятность того, что произойдет модификация именно тех аминокислотных остатков, которые непосредственно контактируют с функциональной группой аналога субстрата. К таким типам реагентов относятся фосфорилирующие производные нуклеиновых кислот. Ик достоинством также является образование ковалентных адцуктов, стабильность которых определяется природой модифицированного аминокислотного остатка. Это открывает возможность определения точки модификации на белке путем проведения реакции демодификации в разных условиях.До начала настоящей работы в качестве фосфорилирующих реагентов наиболее часто использовались имидазолиды мононуклеотидов [1, 2]. Известно, что к эффективной атаке нуклеофильными группами аминокислотных остатков восприимчив только протонированный имидазолид нуклеотида. Если в роли нуклеофильного агента выступает остаток гистидина, то нельзя рассчитьшать на высокую степень модификации из-за образования ковалентных адцуктов, неустойчивых в условиях проведения аффинной модификации. Избежать этого затруднения позволяет замена имидазолида на амидофосфат с цвиттер-ионной группой на 5'-конце. Например, эффективность модификации РНКполимеразы Е. соН Л^-метилимидазолидами олигонуклеотидов при физиологических значениях рН намного выше, чем имидазолидами олигонуклеотидов [3].В связи с этим в данной работе нами для модификации РНК-полимеразы II был опробован другой тип реагентов - фосфорилирующее производное AMP с цвиттер-ионной группой на 5'-конце.В ходе работы решались следующие задачи: а) синтез амидофосфатов мононуклеотидов: у-{1-[2-(4-азидофенил)-аминоэтил]}, у-{1-[4(4-азидофенил)-1,4-аминобутил]}, у-{ 1 -[2-(5-азидо-2-нитробензоил)-1,2-аминоэтил]}, у-{1 -[4(5-азидо-2-нитробензоил)-1,4-аминобутил]}, у-{ 1-[3-(4-азидо-2,3,5,6-тетрафторбензоил)-1,3аминопропил]} фосфамидов АТР и GTP и изучение их субстратных свойств в системах ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот (для эукариотической РНК-полимеразы в условиях специфической инициации транскрипции); б) исследование химических и фотохимических реакций реакционноспособных производных мононуклеотидов в вышеназванных ферментативных системах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Кудряшова, Наталья Васильевна, Новосибирск

1. Кнорре Д.Г., Кудряшова КВ., Лаврик О.К Химические подходы к изучению матричного биосинтеза: общие вопросы и исследование транскрипции. // Успехи химии. 1997. Т. 66. 401-413.

2. Кнорре Д.Г., Кудряшова КВ., Лаврик О.К Химические подходы к изучению матричного биосинтеза: исследование репликации и обратной транскрипции. // Успехи химии. 1998. Т. 67. 486-502. . . .

3. KornbergA., Baker T.A. DNA replication. N.Y.: W.H. Freeman and Co. 1992.

4. Doublie S., Tabor S., Long A.M., Richardson C.C., Ellenberger T. Crystal structure of a bacteriophage T7 DNA replication complex at 2.2 A resolution. // Nature. 1998. V. 391. P. 251-258.

5. Blanco L., Salas M. Relating structure to function in ф29 DNA polymerase. // J. Biol. Chem. 1996. V. 271. P. 8509-8512.

6. Kim Y.. Eom S.H., Wang J., Lee D.S.. Suh S.W., Steitz T.A. Crystal structure of Thermus aquaticus DNA polymerase. //Nature. 1995. V. 376. P. 612-616.

7. Ollis D.L., Brick P., Hamlin R., Xuong KG., Steitz T.A. Structure of large fragment of Escherichia coli DNA polymerase I complexed with dTMP. // Nature. 1985. V. 313. P. 762-766.

8. Kohlstaedt L.A., Wang J., Friedman J.M., Rice P.A., Steitz T.A. Crystal structure at 3.5 A resolution of HFV-l reverse transcriptase complexed with an inhibitor. // Science. 1992. V. 256. P. 1783-1790.

9. Warwicker J., Ollis D., Richards P.M., Steitz T.A. Electrostatic field of the large firagment of Escherichia coli DNA polymerase I. // J. Mol. Biol. 1985. V. 186. P. 645-649.

10. Davies J.F., Almassy R.J., Hostomska Z., Ferre R.A., Hostomsky Z. 2.3 A crystal structure of the catalytic domain of DNA polymerase p. // Cell. 1994. V. 76. P. 1123-1133.

11. Beese L.S., Derbyshire V., Steitz T.A. Structure of DNA polymerase I Klenow fragment boimd to duplex DNA. // Science. 1993. V. 260. P. 352-355.

12. Delarue M., Poch O., Tordo N.. Moras D., Argos P. An attempt to unify the structure of polymerases. // Protein Eng. 1990. V. 3. P. 461-467.

13. Joyce СМ., Steitz T.A. Function and structure relationships in DNA polymerases. // Annu. Rev. Biochem. 1994. V. 63. P. 777-822.

14. Wang T.S., Wong S.W., Кот D. Human DNA polymerase a: predicted ftmctional domains and relationships with viral DNA polymerases. // FASEB J. 1989. V. 3. P. 14-21.

15. McAllister W.T., Raskin C.A. The phage RNA polymerases are related to DNA polymerases and reverse transcriptases. //Mol. Microbiol. 1993. V. 10. P. 1-6.

16. Braithwaite D.K.. Ito J. Compilation, aligimient, and phylogenetic relationships of DNA polymerases. //Nucleic Acids Res. 1993. V. 21. P. 787-802.

17. Cheetham G.M., Steitz T.A. Insights into transcription: structure and ftmction of single-subimit DNA-dependent RNA polymerases. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2000. V. 10. P. 117-123.

18. Sawaya M.R., Pelletier Я . Kumar A., Wilson S.H., Kraut J. Crystal structure of rat DNA polymerase P: evidence for a common polymerase mechanism. // Science. 1994. V, 264. P. 1930-1935.

19. Steitz T.A., Smerdon S.J., Jager J., Joyce CM. A imified polymerase mechanism for nonhomologous DNA and RNA polymerases. // Science. 1994. V. 266. P. 2022-2025.

20. Sawaya M.R., Prasad R., Wilson S.H., Kraut J., Pelletier H. Crystal structures of human DNA polymerase p complexed with gapped and nicked DNA: evidence for an induced fit mechanism. //Biochemistry. 1997. V. 36. P. 11205-11215.

21. Eom S.H., Wang J., Steitz T.A. Structure of Taq polymerase with DNA at the polymerase active site. // Nature. 1996. V. 3 82. P. 278-281.

22. Wang J.. SattarAK, WangC.C. KaramJ.D.. Konigsberg W.H., Steitz T.A. Crystal structure of a pol a family replication DNA polymerase from bacteriophage RB69. // Cell. 1997. V. 89. P. 1087-1099.

23. Bonner G.. Patra D., Lafer E.M., Sousa R. Mutations in T7 RNA polymerase that support the proposal for a common polymerase active site structure. // EMBO J. 1992. V. 11. P. 3767-3775.

24. Boyer P.L., Ferris A.L., Hughes S.H. Cassette mutagenesis of the reverse transcriptase of human immunodeficiency virus type 1, //J. Virol. 1992. V. 66. P. 1031-1039.

25. Larder B.A., Purifoy D.J., Powell K.L., Darby G. Site-specific mutagenesis of AIDS virus reverse transcriptase. //Nature. 1987. V. 327. P. 716-717.

26. Larder B.A., Kemp S.D., Purifoy D.J. Infectious potential of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase mutants with altered inhibitor sensitivity. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989. V. S6. P. 4803-4807.

27. Osumi-Davis P.A.. de Aguilera M.C., Woody R.W., Woody A.Y. Asp537, Asp812 are essential and Lys631, His811 are catalitically significant in bacteriophage T7 RNA polymerase activity. //J. Mol. Biol. 1992. V. 226. P. 37-45.

28. PoleskyA.H., Dahlberg M.E., Benkovic S.J., Grindley N.D., Joyce CM. Side chains involved in catalysis of the polymerase reaction of DNA polymerase I from Escherichia coli. II J. Biol. Chem. 1992. V. 267. P. 8417-8428.

29. Poleshy A.H., Steitz T.A., Grindley N.D., Joyce CM. Identification of residues critical for the polymerase activity of the Klenow fragment of DNA polymerase I fi-om Escherichia coli. II J. Biol. Chem. 1990. V. 265. P. 14579-14591.

30. Copeland W.C., Wang T.S. Mutational analysis of the human DNA polymerase a. The most conserved region in a-like DNA polymerases is involved in metal-specific catalysis. // J. Biol. Chem. 1993. V. 268. P. 11028-11040.

31. Jung G.H., Leavitt M.C., Schultz M., Ito J. Site-specific mutagenesis of PRDl DNA polymerase: mutations in highly conserved regions of the family В DNA polymerase. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990. V. 170. P. 1294-1300.

32. Blascu ivLA., Lazaro^M., Blanco L.'Salas M. ф29 DNA polymerase active site. Residue Asp249 of conserved amino acid motif "Dx2SLYP" is critical for synthetic activities. // J. Biol. Chem. 1993. V. 268. P. 24106-24113.

33. Sousa R. Structural and mechanistic relationships between nucleic acid polymerases. // Trends Biochem. Sci. 1996. V. 21. P. 186-190.

34. Kiefer J.R., Mao C, Braman J.C., Beese L.S. Visualizing DNA replication in a catalytically active Bacillus DNA polymerase crystal. //Nature. 1998. V. 391. P. 304-307.

35. Seeman N.C., Rosenberg J.M., Rich A. Sequence-specific recognition of double helical nucleic acids by proteins. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976. V. 73. P. 804-808.

36. Bedford E., Tabor S, Richardson C.C. The thioredoxin binding domain of bacteriophage T7 DNA polymerase confers processivity on Escherichia coli DNA polymerase I. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997. V. 94. P. 479-484,

37. Bonner G., Lafer EM., Sousa R. The thumb subdomain of T7 RNA polymerase functions to stabilize the ternary complex during processive transcription. // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 25129-25136.

38. Hermann T, Heumann H. Strained template under the thumbs. How reverse transcriptase of human immunodeficiency virus type 1 moves along its template. // Eur. J. Biochem. 1996. V.

39. Kelman Z., O'Donnell M. DNA polymerase III holoenzyme: structure and function of a chromosomal replicating machine. // Annu. Rev. Biochem. 1995. V. 64. P. 171-200.

40. Krishna T.S.. KongXP., Gary S., Burgers P.M., Kuriyan J. Crystal structure of the eukaryotic DNA polymerase processivity factor PCNA. // Cell. 1994. V. 79. P. 1233-1243.

41. KongX.P., Onrust R., O'Donnell M., KuriyanJ. Three-dimensional structure of the p subunit of E. coli DNA polymerase III holoenzyme: a sliding DNA clamp. // Cell. 1992. V. 69. P. 425-437. — - — -

42. Stillman B. Smart machines at the DNA replication fork. // Cell. 1994. V. 78. P. 725-728.

43. Yang X.M., Richardson C.C. Amino acid changes in a unique sequence of bacteriophage T7 DNA polymerase alter the processivity of nucleotide polymerization. // J. Biol. Chem. 1997. V.

45. Jager J., Pata J.D. Getting a grip: polymerases and their substrate complexes. // Curr. Opin. Struct. Biol. 1999. V. 9. P. 21-28.

46. Johnson K.A. Conformational coupling in DNA polymerase fidelity. // Aimu. Rev. Biochem. 1993. V. 62:685-713. P. 685-713.

47. Kunkel T.A., Wilson S.H. DNA polymerases on the move. // Nat. Struct. Biol. 1998. V. 5. P. 95-99.

48. Vande Berg B.J., Beard W.A.. Wilson S.H. DNA structure and Aspartate 276 influence nucleotide binding to human DNA polymerase p. Implication for the identity of the rate-limiting conformational change. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 3408-3416.

49. Bryant F.R., Johnson KA., Benkovic S.J. Elementary steps in the DNA polymerase I reaction pathway. // Biochemistry. 1983. V. 22. P. 3537-3546.

50. McClure W.R., Jovin T.M. The steady state kinetic parameters and non-processivity of Escherichia coli deoxyribonucleic acid polymerase I. // J. Biol. Chem. 1975. V. 250. P. 4073-4080.

51. Joyce CM. Steitz T.A. Polymerase structures and function: variations on a theme? // J. Bacterid. 1995. V. 177. P. 6321-6329. 9^

52. Pelletier Я, Sawaya M.R., Wolfle W., Wilson S.H.. Kraut J. Crystal structures of human DNA polymerase p complexed with DNA: implications for catalytic mechanism, processivity and fidelity. //Biochemistry. 1996. V. 35. P. 12742-12761.

54. Steitz T.A. DNA polymerases: structural diversity and common mechanisms. // J. Biol. Chem. 1999. V. 274. P. 17395-17398.

55. Li Y., Korolev S., Waksman G. Crystal structures of open and closed forms of binary and ternary complexes of the large fragment of Thermus aquaticus DNA polymerase I: structural basis for nucleotide incoфoration. // EMBO J. 1998. V. 17. P. 7514-7525.

56. Doublie S., Ellenberger T. The mechanism of action of T7 DNA polymerase. // Curr. Opin. Struct. Biol. 1998. V. 8. P. 704-712.

57. Sarafianos S.G., Das K., Ding J, Boyer P.L., Hughes S.H, Arnold E. Touching the heart of HIV-1 drug resistance: the fingers close down on the dNTP at the polymerase active site. // Chem. Biol. 1999. V. 6. R137-R146.

58. Dzantiev L, Romano L.J. A conformational change in E. coli DNA polymerase I (Юenow firagment) is induced in the presence of a dNTP complementary to the template base in the active site. // Biochemistry. 2000. V. 39. P. 356-361.

59. Kuchta T.D., Mizrahi V., Benkovic P.A., Johnson K.A., Benkovic S.J. Kinetic mechanism of DNA polymerase I (Klenow). // Biochemistry. 1987. V. 26. P. 8410-8417.

60. Kuchta T.D., Benkovic P., Benkovic S.J. Kinetic mechanism whereby DNA polymerase I (Klenow) replicates DNA with high fidelity. // Biochemistry. 1988. V. 27. P. 6716-6725.

61. Dahlberg M.E., Benkovic S.J. Kinetic mechanism of DNA polymerase I (Klenow fragment): identification of a second conformational change and evaluation of the internal equilibrium. // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 4835-4843.

62. Patel S.S., Wong I., Johnson K.A. Pre-steady-state kinetic analysis of processive DNA replication including complete characterization of an exonuclease-deficient mutant. // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 511-525.

63. Wong Z, Patel^SS.,. Johnson J^A. Aii iiiuucci-flt kuietlc mccIiouisni-for-DNA replication fidelity: direct measurement by single-turnover kinetics. // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 526-537.

64. Sarafianos S.G., Pandey V.N., Kaushik N., Modak M.J. Site-directed mutagenesis of Arg72 of HIV-1 reverse transcriptase. Catalytic role and inhibitor sensitivity. // J. Biol. Chem. 1995. V.

66. Kaushik N., Pandey V.N., Modak M.J. Significance of the 0-helix residues of Escherichia coli DNA polymerase I in DNA synthesis: dynamics of the dNTP binding pocket. // Biochemistry. 1996. V. 35. P. 7256-7266.

67. Steitz T.A. DNA- and RNA-dependent DNA polymerases. // Curr. Opin. Struct. Biol. 1993. V.

68. Dong Q., Wang T.S.-F. Mutational studies of human DNA polymerase a. Lysine 950 in the third most conserved region of a-like DNA polymerases is involved in binding the deoxynucleoside triphosphate. //J. Biol. Chem.1995. V. 270. P. 21563-21570.

69. Bell J.B., Eckert K.A., Joyce СМ., Kunkel T.A. Base miscoding and strand misalignment errors by mutator polymerases with amino acid substitutions at tyrosine 766 in the 0 helix of the fingers subdomain. // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 7345-7351.

70. Carroll S.S., Cowart M., Benkovic S.J. A mutant of DNA polymerase I ( Юenow fragment ) with reduced fidelity. // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 804-813. • )

71. Desai S.D., Pandey V.N., Modak M.J. Properties of Tyrosine 766 -^ Serine mutant of Escherichia coli DNA polymerase I: template-specific effects. // Biochemistry. 1994. V. 33. P. 11868-11874.

72. Pandey V.N., KaushikN., Modak M.J. Role of Lysine 758 of Escherichia coli DNA polymerase I as assessed by site-directed mutagenesis. // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 13259-13265.

73. Astatke M., Ng K., Grindley N.D., Joyce CM. A single side chain prevents Escherichia coli DNA polymerase I (F^now fragment) from incoфorating ribonucltnjtiuea. // Ггос. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998. V. 95. P. 3402-3407.

74. Pandey V.N., Kaushik N.A., Sanzgiri R.P., Patil M.S., Modak M.J., Barik S. Site directed mutagenesis of DNA polymerase I ( Klenow ) from Escherichia coli. The significance of Arg682 in catalysis. // Eur. J. Biochem. 1993. V. 214. P. 59-65.

75. Ferrin L.J., Mildvan A.S. Nuclear Overhauser effect studies of the conformations and binding site environments of deoxynucleoside triphosphate substrates bound to DNA polymerase I and its large firagment. //Biochemistry. 1985. V. 24. P. 6904-6913.

76. Basu A., Modak M.J. Identification and amino acid sequence of the deoxynucleoside triphosphate binding site in Escherichia coli DNA polymerase I. // Biochemistry. 1987. V.26. P. 1704-1709.

77. Rush J, Konigsberg W.H. Photoaffinity labeling of the Klenow fragment with 8-azido- dATP. //J. Biol. Chem. 1990. V. 265. P. 4821-4827.

78. Joyce CM. Choosing the right sugar: how polymerases select a nucleotide substrate. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997. V. 94. P. 1619-1622.

79. Patel H., Loeb LA. Multiple amino acid substitutions allow DNA polymerases to synthesize RNA.// J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 40266-40272.

80. Patel P.К, Loeb L.A. DNA polymerase active site is highly mutable: evolutionary consequences. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000. V. 97. P. 5095-5100.

81. Patel P.H., Kawate H., Adman E., Ashbach M., Loeb L.A. A single highly mutable catalytic site amino acid is critical for DNA polymerase fidelity. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 5044-5051.

82. Yang G., Franklin M., Li J., Lin T.-C, Konigsberg W. A conserved Tyr residue is required for .sugar-Selectivity ill a^yl u, DNA pul^'merase. // Biochemistry.-2002. V. 41. P. 1025G-10261:

83. Shinkai A., Patel P.H., Loeb L.A. The conserved active site motif A of Escherichia coli DNA polymerase I is highly mutable. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 18836-18842.

84. Gardner A.F., Jack W.E. Determinants of nucleotide sugar recognition in an archaeon DNA polymerase. // Nucleic Acids Res. 1999. V. 27. P. 2545-2553.

85. Bonnin A., Lazaro J.M., Blanco L., Salas M. A single tyrosine prevents insertion of ribonucleotides in the eukaryotic-type ф29 DNA polymerase. // J. Mol. Biol. 1999. V. 290. P. 241-251.

86. Georgiadis M.M., Jessen S.M., Ogata CM., Telesnitsky A., Goff S.P., Hendrickson W.A. Mechanistic implications from the structure of a catalytic fragment of Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase. // Structure. 1995. V. 3. P. 879-892.

87. Cases-Gonzalez CE., Gutierrez-Rivas M., Menendez-Arias L. Coupling ribose selection to fidelity of DNA synthesis. The role of Tyr-115 of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. //J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 19759-19767.

88. Boyer P.L., Sarafianos S.G., Arnold E., Hughes S.H. Analysis of mutations at positions 115 and 116 in the dNTP binding site of HIV-1 reverse transcriptase. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000. V.97. P. 3056-3061.

89. Gao G., Orlova M., Georgiadis M.M., Hendrickson W.A., Goff S.P. Conferring RNA polymerase activity to a DNA polymerase: a single residue in reverse transcriptase controls substrate selection. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997. V. 94. P. 407-411.

90. Jeruzalmi D., Steitz T.A. Structure of T7 RNA polymerase complexed to the transcriptional inhibitor T7 lysozyme. // EMBO J. 1998. V. 17. P. 4101-4113.

91. Tabor S., Richardson С С DNA sequence analysis with a modified bacteriophage T7 DNA polymerase. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987. V. 84. P. 4767-4771.

92. Tabor S., Richardson C.C. A single residue in DNA polymerases of the Escherichia coli DNA polymerase I family is critical for distinguishing between deoxy- and dideoxyribonucleotides. //Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995. V. 92. P. 6339-6343.

93. Аффинная модификация биополимеров. Под ред. Д.Г. Кнорре. Наука. Новосибирск.

94. Chemical modification of enzymes. Eds. B.I. Kurganov, N.K. Nagradova, O.I. Lavrik. Nova Science Publishers, Inc. New York. 1995.

95. Лаврик О.И., Хлиманков Д.Ю., Ходырева Н. Репликативный комплекс эукариот и его исследование с помощью аффинной модификации. // Молекуляр. биология. 2003. Т.

96. Meisenheimer К.М., Koch Т.Н. Photocross-linking of nucleic acids to associated proteins. // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1997. V. 32. P. 101-140.

97. Sylvers LA., Wower J. Nucleic acid-incorporated azidonucleotides: probes for studying the interaction of RNA or DNA with proteins and other nucleic acids. // Bioconjugate Chem. 1993. V. 4. P. 411-418.

98. Bayley K, Knowles J.R. Photoaffmity labeling.// Methods Enzymol. 1977. V. 46. P. 69-114.

99. Cheng N., Merrill B.M., Painter G.R., Frick L.W.. Furman P.A. Identification of the nucleotide binding site of HIV-1 reverse transcriptase using dTTP as a photoaffinity label. // Biochemistry. 1993. V. 32. P. 7630-7634.

100. Biswas S.B., Kornberg A. Nucleoside triphosphate binding to DNA polymerase III holoenzyme of Escherichia coli. A direct photoaffinity labeling study. // J. Biol. Chem. 1984. V.

102. ДeгrrJlpeвQ^iiЗaйнu.кcв'ё^Ф'^.rЛuilpuкV.И.rMulrlu^iaF.Л., myvmaee A.A., Puxrr.cp B.A: Ковалентное мечение фрагмента Кленова ДНК-полимеразы I E.coli. II Биоорган, химия. 1989. Т. 15. 1356-1361.

103. Slater J.Р., Tamir I., Loeb LA., Mildvan A.S. The mechanism of Escherichia coli deoxyribonucleic acid polymerase I. Magnetic resonance and kinetic studies of the role of metals. //J. Biol. Chem. 1972. V. 247. P. 6784-6794.

104. Doronin S. V., Dobrikov M.L, Lavrik O.I. Photoaffinity labeling of DNA polymerase a DNA primase complex based on the catalytic competence of a dNTP reactive analog. // FEBS Lett. 1992. V. 313. P. 31-33.

105. Moore B.M., Li K., Doughty M.B. Deoxyadenosine-based DNA polymerase photoprobes: design, synthesis and characterization as inhibitors of the Escherichia coli DNA polymerase I Klenow fragment. // Biochemistry. 1996. V. 35. P. 11634-11641.

106. Evans R.K., Johnson J.D., Haley B.E. 5-Azido-2'-deoxytmdine 5'-triphosphate: a photoaffinity-labeling reagent and tool for the enzymatic synthesis of photoactive DNA, // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986. V. 83. P. 5382-5386.

107. Doronin S. v., Dobrikov M.I, Buckle M., Roux P., Вис К, Lavrik O.L Affinity modification of human immunodeficiency virus reverse transcriptase and DNA template by photoreactive dCTP analogs. // FEBS Lett. 1994. V. 354. P. 200-202. #

108. Sheng N.. Dennis D. Active site labeling of HIV-1 reverse transcriptase. // Biochemistry. 1993. V. 32. P. 4938-4942.

109. Yamaguchi Т., Saneyoshi M. A photolabiie 2', 3'-dideoxyuridylate analog bearing an ary!(triilucxGn;_cthy!) dl'izirinc moiety: photoaffinity labcIingAif IllV I reverse transcriptase. // Nucleic Acids Res. 1996. V. 24. P. 3364-3369.

110. Chidgeavadze Z.G., Beabealashvilli R.S., Krayevsky А.А., Kukhanova М.К. Nucleoside 5'- triphosphates with modified sugars as substrates for DNA polymerases. // Biochim. Biophys. Acta. 1986. V. 868. P. 145-152.

111. Дяткина КБ., Атражева Е.Д., Александрова Л.А., Краевский А.А., фон Янта- Липински М. Синтез новых терминаторных субстратов ДНК-полимераз - нуклеозид-5'-трифосфатов с модифицированным углеводньш остатком. // Биоорган, химия. 1988. Т.14. 815-819.

112. Krayevsky А.А., Victorova L.S., Mozzherin D.Ju., Kukhanova М.К. Acyclic 2', З'-dideoxy- 2',3'-didehydronucleoside 5'-triphosphates as termination substrates of broad set of DNA polymerases. // Nucleosides Nucleotides. 1993. V. 12. P. 83-93.

113. Krayevsky A.A., Watanabe K.A. Possibility for the existence of a general conformational motif in the active sites of enzymes which are involved in nucleic acids metabolism. // Nucleosides Nucleotides. 1993. V. 12. P. 649-670.

114. Semizarov D.G., Victorova L.S., Krayevsky A.A., Kukhanova M.K. Modified nucleoside 5'- triphosphates containing 2',3'-fused three-membered rings as substrates for different DNA polymerases. // FEBS Lett. 1993. V. 327. P. 45-48.

115. Krayevsky А.А., Dyatkina N.B., Kukhanova M.K. Does interaction of dNTP glycone with an active center of reverse transcriptases takes place? A model for a binding site. // Nucleosides Nucleotides. 1995. V. 14. P. 735-738.

116. Краевский A.A., Чернов Д.Н. Может ли энантиомер субстрата быть субстратом того же фермента?//Молекуляр. биология. 1996. Т. 30. 991-1001.

117. Krayevsky А.А., Chernov D.N. Should the asymmetry of enzymatic active centers always correlate vnth the аз>тшисьгу^of-their subsiratss?-//J. Biomoi. Struct. Dyn. 1996. V. 14. Г. 225-230.

118. Victorova L.S., Krayevsky A.A. Mode of inhibition of HIV reverse transcriptase- catalyzed DNA synthesis by 3'-amino-3'-deoxythymidine 5'-triphosphate. // Nucleosides Nucleotides. 1996. V. 15. P. 655-667.

119. Krayevsky A.A., Watanabe K.A. Substrates of DNA polymerases with planar conformation of sugar: model of substrate transition state? // Nucleosides Nucleotides. 1998. V. 17. P. 1153-1162.

120. Sosunov V.V., Santamaria R, Victorova L.S., Gosselin G., Rayner В., Krayevsky A.A. Stereochemical control of DNA biosynthesis. // Nucleic Acids Res. 2000, V. 28. P. 1170-1175.

121. Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1977. V. 74. P. 5463-5467.

122. Ferrin L.J., Mildvan A.S. NMR studies of conformations of substrates and ribonucleoside templates bound to the large fragment of DNA polymerase I, // Biochemistry. 1986. V. 25. P. 5131-5145.

123. Abboud М.М., Sim W.J., Loeb L.A., Mildvan A.S. Apparent suicidal inactivation of DNA polymerase by adenosine 2',3'-riboepoxide 5'-triphosphate. // J. Biol. Chem. 1978. V. 253. P. 3415-3421.

124. Catalano C.E., Benkovic S.J. Inactivation of DNA polymerase I (Klenow fragment) by adenosine 2',3'-epoxide 5'-triphosphate: evidence for the formation of a tight-binding inhibitor. // Biochemistry. 1989. V. 28. P. 4374-4382.

125. Подуст B.H., КоробгйничеваТО., Невгтский Г.А.-, l^nxtnep'-В.А.. АОрамова Т.Н., Лаврик О.И. Матрица-праймерзависимая инактивация ДНК-полимеразы а из плаценты человека 2',3'-эпоксиаденозин-5'-трифосфатом. // Биоорган, химия. 1990. Т. 16. 226-235.

126. Beard W.A., Wilson S.H. Structural insights into DNA polymerase beta fidelity: hold tight if you want it right. // Chem. Biol. 1998. V. 5. P. R7-13.

127. Чиджавадзе З.Г., Бибилашвили Р.Ш., Падюкова Н.Ш., Михайлов Н. Получение. С - метил-2'-дезоксинуклеозид-5'-трифосфатов и их субстратные свойства в реакциях синтеза ДНК, катализируемого ДНК-полимеразами. // Биоорган, химия. 1991. Т. 17. 678-684.

128. Дяткина Н. В., Викторова Л.С, Мозжерин Д.Ю., Атражев A.M., Розенберг Г., Куханова М.К., Краевский А.А. Образование фосфоноэфирных связей, катализируемое ДНК-полимеразами. // Молекуляр. биология. 1991. Т. 25. 1688-1700.

129. Dyatkina К, Arzumanov А., Victorova L, Kukhanova М., Krayevsky А. Synthesis and substrate properties of thymidine 5'-triphosphate analogs with large hydrophobic substituent groups at a-P atom. //Nucleosides Nucleotides. 1995. V. 14. P. 91-103.

130. Краевский A.A. Пути поиска ингибиторов репродукции HIV среди нуклеотидов. // Молекуляр. биология. 1994. Т.28. 1245-1257. ПО

131. Bartlett P.V., Eckstein F. Stereochemical course of polymerization catalyzed by avian myeloblastosis virus reverse transcriptase. / /J . Biol. Chem. 1982. V. 257. P. 8879-8884.

132. Широкова E.A., Шипицын A.B., Кузнецова E.B., Викторова Л.С., Краевский А.А. 5'-S- нуклеозидтрифосфаты. Синтез и субстратные свойства в тестах с ДНК-полимеразами. // Биоорган, химия. 1993. Т. 19. 1226-1233.

133. Burgers P.M. , Eckstein F. A study of the mechanism of DNA polymerase I from Escherichia coli with diastereomeric phosphorothioate analogs of deoxyadenosine triphosphate. //J. Biol. Chem. 1979. V. 254. P. 6889-6893.

134. Alexandrova LA., Skoblov A.Yu., Jasko M.V., Victorova LS., Krayevsky A.A. 2'- Deoxynucleoside 5'-triphosphates modified at a-, P- and y- phosphates as substrates for DNA polymerases. //Nucleic Acids Res. 1998. V. 26. P. 778-786.

135. Arzumanov A.A., Semizarov D.G., Victorova LS, Dyatkina N.B., Krayevsky A.A. y- Phosphate-substituted 2'- deoxynucleoside 5'-triphosphate as substrates for DNA polymerases. / /J. Biol. Chem. 1996. V.271. P. 24389-24394.

136. Doronin S.V, Lavrik O.I., Nevinsky G.A., Podust V.N. The efficiency of dNTP complex formation with human placenta DNA polymerase a as demonstrated by affinity modification, // FEBS Lett. 1987. V. 216. P. 221-224.

137. Бунева B.H., Кудряшова H.B., Курбатов B,A., Ромащенко А.Г. Аффинное алкилирование Р1Ж-зависимой ДНК-полимеразы КсоИ производным у-амида ТТР. // Биохимия. 1978. Т. 43. 2261-2263.

138. Бунева В.К, Кудряшова КВ., Небрат Л.Т., Ромащенко А.Г., Чимитова Т.А., Юшкова Л, Ф. Дискриминация ДНК-полимераз Escherichia coli алкилирующим у-амидом dTTP. // Докл. АН СССР. 1983. Т. 268. 243-246.

139. Невинский Г.А., Доронин СВ., Лаврик О.И. ДНК-полимераза I Е.соИ: зависимая от праймер-матричного комплекса инактивация фермента имидазолидами дезоксинуклеозид-5'-трифосфатов. // Биополимеры и клетка. 1985. Т. 1. 247-253.

140. Доронин СВ., Невинский Г.А., Хамов В.В., Лаврик О.И. Аффинная модификация ДНК- полимеразы I из Escherichia coli и ее фрагмента Клснова имидазолидами нуклеотидов. // Молекуляр. биология. 1991. Т. 25. 358-367.

141. Armstrong V.W., Sternbach К, Eckstein F. Approachs to the affinity labeling of E. coli DNA-dependent RNA-polymerase. // FEBS Lett. 1974. V. 44. P. 157-159.

142. WlassoffW.A., Kimura M., IshihamaA. Functional organization of two large subunits of the fission yeast Schizosaccharomyces pombe RNA polymerase 11. Location of the catalj^ic sites. // J. Biol. Chem. 1999. V.274. P. 5104-5113.

143. Woody A.-Y.M., Evans R.K., Woody R. W. Characterization of a photoaffinity analog of UTP, 5-a2ido-UTP for analysis of the substrate binding site on E.coli RNA polymerase. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1988. V. 150. P. 917-924.

144. Hanna M.M., Zhang Y., Reidling J. C, Thomas M.J., Jou J. Synthesis and characterization of a new photocrosslinking CTP analog and its use in photoaffinity labeling E.coli and T7 RNA polymerases. // Nucleic Acida Res. 1993. V. 21. P. 2073-2079.

145. Woody A.-Y.M., Vader C.R., Woody R.W., Haley B.E. Photoaffinity labeling of DNA- dependent RNA polymerase from Escherichia coli with 8-azidoadenosine 5'-triphosphate. // Biochemistry. 1984. V. 23. P. 2843-2848.

146. Knoll D.A., Woody R. W., Woody A.-Y.M. Mapping of the active site of T7 RNA polymerase with 8-azidoATP. // Biochim. Biophys. Acta. 1992. V. 1121. P. 252-260.

147. Kang I., Lin J., Wang J.H. Affinity labeling and measurement of DNA-induced conformation change in RNA polymerase II. // Biochemistry. 1994. V. 33. P. 2696-2702.

148. Freund E., McGuire P.M. Identification of a nucleoside triphosphate binding site on calf thymus RNA polymerase 11. // Biochemistry. 1986. V. 25. P. 276-284.

149. Joyce CM. Can DNA polymerase I ( Klenow fragment) serve as a model for other polymerases? // Curr. Opin. Struct. Biol. 1991. V. 1. P. 123-129.

150. Айвазагивили B.A., Бибилашвипи Р.Ш., Флорентъев В.Л. Аналоги нуклеотидов, модифицированных по сахарному остатку, в реакции синтеза РНК РНК-полимеразой из Escherichia со//.//Молекуляр. биология. 1982. Т. 16. 493-498.

151. Kutateladze Т., Beabealashvili R., Azhayev А., Krayevsky А. 3'-Deoxy-3'-aminonucleoside 5'-triphosphates - terminators of RNA synthesis, catalyzed by DNA-dependent RNA polymerase from Escherichia coli. //FEBS Lett. 1983. V. 153. P. 420-426.

152. Кутателадзе T.B., Бибилашвили Р.Ш., Александрова Л.A., Обухов А.Г., Краевский А.А. Аналоги нуклеозидтрифосфатов с модифицированным углеводным остатком в качестве субстратов для РНК-полимеразы. // Молекуляр. биология. 1986. Т. 20. 267-277.

153. Nixon J., Spoor Т., Evans J., Kimball A. Affinity labelling ofE.coHB DNA-dependent RNA polymerase. // Biochemistry. 1972. V. 11. P. 4570-4573.

154. Slepneva LA. Detection of nucleoside triphosphate binding sites of two types in E.coli RNA polymerase by affinity labelling. // Mol. Biol. Rep. 1980. V. 6. P. 31-34.

155. Malcolm A.D., Moffatt J.R. Intrasubunit nucleotide binding in RNA polymerase. // Biochem. J. 1978. V. 175. P. 189-192.

156. Grachev M.A., Zaychikov E.F. ATP y-anilidate: a substrate of DNA-dependent RNA- polymerase oi Escherichia coli. IIFEBS Lett. 1974. V. 49. P. 163-166.

157. Грачев M.A., Зайчиков Е.Ф., Плетнев А.Г., Стариков В.В. у-Анилиды нуклеозид-5'- трифосфатов как субстраты ДНК-зависимой РНК-полимеразы Escherichia coli. II Молекуляр. биология. 1980. Т. 14. 575-585.

158. Свердлов Е.Д., Царев А., Модянов КН., Липкин В.М., Грачев М.А., Зайчиков Е.Ф., Плетнев А.Г. Фотоаффинная модификация РНК-полимеразы Е. coli в транскрипционном комплексе аналогами субстратов. // Биоорган, химия. 1978. Т. 4. 1278-1281.

159. Sverdlov E.D., Tsarev S.A., Kuznetsova N.F. Derivatives of guanosine triphosphate photoreactive substrates of Escherichia coli RNA polymerase. // FEBS Lett. 1980. V. 112. P. 296-298.

160. Smagowicz W.J., CastellJ.V., Clegg R.M., Scheit K.-H. Properties of P^ esters of nucleoside triphosphates as substrates for RNA polymerase from Escherichia coli. II Biochemistry. 1981. V. 20. P. 5538-5546.

161. Grachev M.A., Mustaev A.A. Cyclic adenosine-5'-trimethaphosphate phosphorilates a histidine residue nearby the initiating substrate binding site oi Escherichia coli DNA-dependent RNA-polymerase. // FEBS Lett. 1982. V. 137. P. 89-94.

162. Grachev M.A., Kolocheva T.L, Lukhtanov E.A., Mustaev A.A. Studies on the functional topography of E.coli RNA polymerase. Highly selective affinity labelling analogues of initiating substrates. // Eur. J. Biochem. 1987. V. 163. P. 113-121.

163. Акбаров A.X., Туницкая В.Л., Баранова Л.А., Хропов Ю.В., Красильникова М.М., Кочетков Н. Исследование нуклеозидтрифосфатсвязывающего центра ДНК-зависимой РНК-полимеразы фага Т7 с помощью аналогов GTP. // Биохимия. 1990. Т. 55. 829-835.

164. Грачев М.А., Зайчиков Е.Ф., Лухтанов Е.А., Максимова ТТ., Мустаев А.А. Высокоселективное аффинное мечение ДНК-зависимой РНК-полимеразы бактериофага Т7. // Биоорган, химия. 1987. Т. 13. 568-570.

165. Grachev М.А., Hartmann G.R., Maximova T.G., Mustaev А.А., Schaffner A.R., Sieber K, Zaychikov ET. Highly selective affinity labelling of RNA polymerase В (II) from wheat germ. // FEBS Lett. 1986. V. 200. P. 287-290.

166. Schqffner A.R., Jorgensen E.D., McAllister W.T., Hartmann G.R. Specific labeling of the active site of T7 RNA polymerase. //Nucleic Acids Res. 1987. V. 15. P. 8773-8781.

167. Riva M., Schqffner A.R., Sentenac A., Hartmann G.R., Mustaev A.A., Zaychikov E.F., Grachev M.A. Active site labeling of the RNA polymerases A, B, and С from yeast. // J. Biol. Chem. 1987. V. 262. P. 14377-14380.

168. Максимова Т.Г., Мустаев A.A., Зайчиков Е.Ф., БарановаЛ.В., Кумарев В.П., Лухтанов Е.А. Локализация остатка лизина в области связывания инициирующего субстрата РНК-полимеразы бактериофагаТ7. //Биоорган, химия. 1989. Т. 15. 18-23.

169. Максимова Т.Г., Мустаев А.А., Зайчиков Е.Ф., Полухин А.В., Райт В.К. Высокоселективное аффинное мечение ДНК-зависимой РНК-полимеразы II из плаценты человека.//Биоорган, химия. 1990. Т. 16. 1145-1148. w

170. Treich I., Carles C, Sentenac A., Riva M. Determination of lysine residues affinity labeled in the active site of yeast RNA polymerase 11(B) by mutagenesis. // Nucleic Acids Res. 1992. V.

172. Грачев M.A.. Лухтанов E.A., Мустаев A.A., Рихтер В.Л., Рабинов И.В., Скоблов Ю.С.. Абдукаюмов М.Н. Локализация остатков лизина в области связывания инициирующего субстратаРНК-полимеразыЯ.со/i. //Биоорган, химия. 1987. Т. 13. 552-555.

173. Grachev М.А., Zaychikov E.F. Photo-modification studies of the contacts of the 5'-terminus of growing RNA with subunits of RNA-polymerase. // FEBS Lett. 1981. V. 130. P. 23-26.

174. Грачев M.A., Кнорре Д.Г., Лаврик О.И. у-Производные нуклеозид-5'-трифосфатов и нуклеозид-5'-триметафосфаты - новые реагенты для изучения активных центров ферментов и белковых факторов. // Успехи биол. химии. 1986. Т. 27. 30-73.

175. Groman E. V., Schultz R.M., Engel L.L. Catalytic competence: a direct criterion for affinity labeling. // Methods Enzymol. 1977. V. 46. P. 54-58.

176. Грачев M.A., Лухтанов E.A., Мустаев A.A., Абдукаюмов М.Н., Рабинов КВ., Рихтер В.А., Скоблов Ю.С., Локализация остатка гистидина в области связывания инициирующего субстрата РНК-полимеразы Е.соИ. II Биоорган, химия. 1987. Т. 13, 992-995.

177. Туницкая В.Л., Мишин А.А, Тюркин В.В., Ляхов Д.Л., Речинский В.О., Кочетков Н. Аффинная модификация ДНК-зависимой РНК-полимеразы фага Т7 5'-л-фторсульфонилбензоиладенозином. // Молекуляр. биология. 1988. Т. 22. 1642-1649.

178. Rusakova Е., Tunitskaya V., Memelova L, Ermolinsky В., Kochetkov S., Michailov S. 1.ocalization of the initiation site in T7 RNA polymerase by affinity labeling. // Nucleosides Nucleotides. 1999. V. 18. P. 1359-1360.

179. Sousa R., Padilla R. A mutant T7 RNA polymerase as a DNA polymerase. // EMBO J. 1995. V. 14. P. 4609-4621.

180. Гордон A., Форд P. Спутник химика. М. Мир. 1976.

181. George СР., Lira-DeVito L.M., Wampler S.L., Kadonaga J.T. A spectrum of mechanisms for the assembly of the RNA polymerase II transcription preinitiation complex. // Mol. Cell. Biol. 1995. V. 15. P. 1049-1059.

182. Wedrychowski A., Olinski R., Hnilica L.S. Modified method of silver staining of proteins in polyacrylamide gels. //Anal. Biochem. 1986. V. 159. P. 323-328.

183. Jovin T.M.. Englund P.Т., Bertsch LL. Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. Physical and chemical studies of a homogenous deoxyribonucleic acid polymerase. // J. Biol. Chem. 1969. V. 244. P. 2996-3008.

184. Joyce СМ., Grindley N.D. Construction of a plasmid that overproduces the large proteolytic fi-agment (Юепо\у fragment) of DNA polymerase I of Escherichia coli. II Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1983. V. 80. P. 1830-1834.

185. Setlow P., Brutlag D., Kornberg A. Deoxyribonucleic acid polymerase: two distinct enzymes in one polypeptide. I. A proteolytic fragment containing the polymerase and 3'-> 5'exonuclease fimctions. II J. Biol. Chem. 1972. V. 247. P. 224-231.

186. Joyce СМ., Kelly W.S., Grindley N.D. Nucleotide sequence of the Escherichia coli polA gene and primary structure od DNA polymerase I. // J. Biol. Chem. 1982. V. 257. P. 1958-1964.

187. Calvert J.G., Pitts J.N. Chemical actinometers for determination of ultraviolet light intensities in photochemistry. // In: Photochemistry. New York: Wiley. 1966. P. 780-788.

188. Мэнли Дою. Транскрипция генов эукариот в бесклеточных экстрактах. // В кн.: Тр?.нскрипци.<1 нгтракслйдия.--Меюдьь (пид ред.- X j^iiMca Б., Хлтшса С). IvIocKsa: М;гр. 1987. 92-98.

189. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis Т. Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor, N. Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989.

190. Невинский Г. A., Лаврик О. К, Фаворова О.О., Киселев Л. Л. Выявление нуклеотидсвязывающих участков двух типов в триптофанил-тРНК-синтетазе и их модификация. //Биоорган, химия. 1979. Т. 5. 352-364.

191. Доерфелъ К. Статистика в аналитической химии. Москва: Мир. 1973.

192. Зарытова В. Ф., Кнорре Д.Г., Курбатов В.А., Лебедев А.В., Самуков В.В., Шишкин F.B. Синтез алкилирующих производных у-амидов аденозинтрифосфорной кислоты. // Биоорган, химия. 1975. Т. 1. 793-799.

193. Кпогге D.G., Kurbatov V.A., Samukov V.V. General method for the synthesis of ATP y- derivatives. // FEES Lett. 1976. V. 70. P. 105-108,

194. Бабкина Г.Т., Зарытова В.Ф., Кнорре Д.Г. Получение у-амидов нуклеозид-5'- трифосфатов в водном растворе с помощью водорастворимого карбодиимида. // Биоорган, химия. 1975. Т. 1. 611-615. П8

195. Мишенина Г.Ф.. Самуков В.В., Шубина Т.Н. Селективная модификация монозамещенных фосфатных групп в 5'-моно- и полифосфатах нуклеозидов и олигонуклеотидов. // Биоорган, химия. 1979. Т. 5. 886-893.

196. Сафронов КВ. Конструирование фотоаффинных реагентов для исследования комплексов матрично-зависимого синтеза нуклеиновых кислот. Производные (d)NTP, несущие перфторазидоарильные группы. Дис. к-та хим. наук. НИБХ СО РАН, 1999.

197. Lejjipr .1F., Temple R.D.: The Staudiriger rcaetiori bctvvccn trlaryl pliosphines a^ id azides. Л study of the mechanism. //J. Amer. Chem. Soc. 1967. V.89. P. 5235-5246.

198. The sadtler standard infrared grating spectra. // Philadelphia. PA. 1980.

199. Савельев Е.П., Рябова Т.С, Белецкая И.П., Шабарова З.А. Изучение кинетики гидролиза фосфоамидной связи в аденилил-(5'->Л0-фенилаланине. // Докл. РАН. 1964. Т.

201. Shabarova Z.A. Synthetic nucleotide-peptides. // Progr. Nucl. Acids Res. Mol. Biol. 1970. V. 10. P. 145-182.

202. Воробьев O.E., Шабарова 3.A., Прокофьев M.A. Сравнительное изучение гидролитической устойчивости нуклеотидил-(/'-Л')-фенилаланина. // Вестн. Московск. унив. Сер. хим. Т. 16. 66-71.

203. Соколова Н.К, Стумбравичуте.З., Пурыгин П.П., Шабарова З.А., Прокофьев М.А. О вторичной структуре нуклеотидо-(/*-ЛО-аминокислои (пептидов). // Доют. АН. 1967. Т.

204. Соколова Н.К, Гатинская Л.Г., Шабарова З.А., Прокофьев М.А. Изучение нуклеотидопептидной связи в производных ГМФ и ИМФ. // Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1969. Т. 14. 583-584.

205. Кочетков Н.К, Будовский Э.К, Свердлов У.В., Симукова Н.А., Турчинский М.Ф., Шибаев В.Н. Органическая химия нуклеиновых кислот. М. Химия. 1970.

206. Зарытова В.Ф. Механизм реакций фосфорилирования, используемых в биоорганической химии. 1984. ВИНИТИ. М. т

207. Michelson A.M. The organic chemistry of deoxynucleosides and deoxynucleotides. // Tetrahedron. 1958. V. 2. P. 333-344.

208. Torchinsky Y.M. Sulfur in proteins. Oxford: Pergamon. 1981. P. 1-277.

209. Jocelyn P.C. Biochemistry of the SH group. London: Academic Press. 1972.

210. Staros J. v., Bayley K, Standring D.N., Knowles J.R. Reduction of aryl azides by thiols; implications for the use of photoaffinity reagents. // Biochem. Biophys. Res. Communs. 197S. V. 80. P. 568-572.

211. Cartwright I.L., Hutchinson D.W., Armstrong V.W. The reaction between thiols and 8- azidoadenosine derivatives. //Nucleic Acids Res. 1976. V. 3. P. 2331-2339.

212. Kenemu T. Основы ферментативной кинетики. М. Мир. 1990. 201-203.

213. Badashkeeva A.G.. Gall T.S., Efimova E.V.. Knorre D.G., Lebedev A.V., Mysina S.D. Reactive derivative of adenosine-5'-triphosphate formed by irradiation of ATP y-p-azidoanilide. //FEBS Lett. 1983. V. 155. P. 263-266.

214. Бадашкеева А.Г., Галль T.C., Кнорре Д.Г., Лебедев А.В., Ефимова Е.В., Мызина Д. Изучение продуктов фотопревращения у-азидоанилидов нуклеозид-5'-трифосфатов в водных растворах. //Биоорган, химия. 1984. Т. 10. 696-701.

215. Adams R., Reifschneider W. The synthesis and reactions of quinone mono- and di-imides. // Bull. Soc. Chim. Fr. 1958. P.23-65.

216. Кобец Н.Д., Горожанкин A.B., Годовикова Т.О., Силъников В.Н., Кнорре Д.Г. Аффинная модификация хроматина фотореакционноспособными производными олиготимидилата. //Докл. РАН. 1996. Т. 349. 822-825.

217. Buratowski S. The basics of basal transcription by RNA polymerase II. // Cell. 1994. V. 77. P. 1-3.

218. Parvin J., Sharp P.A. DNA topology and a minimal set of basal factors for transcription by RNA polymerase II. // Cell. 1993. V. 73. P. 533-540.

219. Sayre M.H., Tschochner H., Kornberg R.D. Reconstitution of transcription with five purified initiation factors and RNA polymerase II from Saccharomyces cerevisiae. // J. Biol. Chem. 1992. V.267. P.23376-23382

220. SentenacA. Eucaryotic RNA polymerases. // Crit. Rev. Biochem. 1985. V.18. P. 31-91.

221. Kolodziej P., Young R.A. RNA polymerase II subunit RPB3 is essential component of the mRNA transcription apparatus. // Mol. Cell. Biol. 1989. V. 9. P. 5387-5394.

222. Woychik N.A., Young R.A. RNA polymerase II: structure and function. // Trends Biochem. ц, Sci. 1990. V. 15. P. 347-350.

223. Young R.A. RNA polymerase II. // Annu. Rev. Biochem. 1991. V. 60. P. 689-715.

224. Transcription factors. Ed. J. Locker. Chichester. J. Wiley. 1996.

225. Miyao Т., Honda A., Qu Z, Ishihama A. Mapping of Rpb3 and Rpb5 contact sites on two large subunits, Rpbl and Rpb2, of the RNA polymerase II from fission yeast. // Mol. Gen. Genet. 1998. V. 259. P. 123-129.

226. Svetlov V.. Nolan K, Burgess R.R. Rpb3, stoichiometry and sequence determinants of the assembly into yeast RNA polymerase II in vivo. // J. Biol. Chem. 1998. V. 273. P. *' 10827-10830.

227. Cramer P., Bushnell D.A., FuJ., Gnatt A.L, Maier-Davis В., Thompson N.E., Burgess R.R., Edwards A.M., David P.R., Kornberg R.D. Architecture of RNA polymerase II and implications for the transcription mechanism. // Science. 2000. V. 288. P. 640-649.

228. Gnatt A.L., Cramer P., FuJ., Bushnell D. A., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: an RNA polymerase II elongation complex at 3.3 A resolution. // Science. 2001. V. 292. P. 1876-1882.

229. Cramer P., Bushnell D.A., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: RNA polymerase II at 2.8 angstrom resolution. // Science. 2001 V. 292. P. 1863-1876.

230. Woychik N.A., Hampsey M. The RNA polymerase II machinery: structure illuminates function. // Cell. 2002. V. 108. P. 453-463.

231. Bushnell D.A., Westover K.D., Davis R.E., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: an RNA polymerase II-TFIIB cociystal at 4.5 A. // Science. 2004. V. 303. P. 983-988.

232. Armache К J., Kettenberger H., Cramer P. Architecture of initiation-competent 12-subunit RNA polymerase II. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003. V. 100. P. 6964-6968.

233. Wooddell C.I., Burgess R.R. Topology of yeast RNA polymerase II subunits in transcription elongation complexes studied by photoaffinity cross-linking. // Biochemistry. 2000. V. 39. V. 13405-13421.

234. Chen B.S., Mandal S.S., Hampsey M. High-resolution protein-DNA contacts for the yeast RNA polymerase II general transcription machinery. // Biochemistry. 2004. V. 43. P. 12741-1279.

235. Kim Т.К., Ebright R.H., Reinberg D. Mechanism of ATP-dependent promoter melting by transcription factor IIH. // Science. 2000. V. 288. P. 1418-1422.

236. Kim Т.К., Lagrange T, Wang Т.Н., Griffith J.D., Reinberg D., Ebright R.H. Trajectory of DNA in the RNA polymerase II transcription preinitiation complex. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94(23). P. 12268-12273.