Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Жирнокислотный профиль и структурное моделирование ДНК-связанных липидов

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Шмырина, Анастасия Сергеевна

Список сокращений

Введение

Общая характеристика работы

Глава 1. ДНК-связанные липиды хроматина и методы их исследования обзор литературы)

1.1. Липидомика и липиды хроматина

1.2. Выделение общих липидов

1.3. ДНК - связанные липиды и методы их выделения

1.4. Организация бактериальной ДНК

1.5. Структурная и функциональная роль липидов в организации ДНК, хромосом и хроматина

1.6. Принципы хромато-масс-спектроскометрического анализа липидных образцов

1.7. Биофизическое и компьютерное моделирование взаимодействия

ДНК с липидами

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Материалы и реагенты

2.2. Объекты

2.3. Микробиологические методы

2.3.1. Среды

2.3.2. Условия культивирования

2.3.3. Световая микроскопия

2.4. Биохимические методы

2.4.1. Выделение нуклеоида P. aurantiaca

2.4.2. Выделение высокомолекулярной ДНК (вмДНК) P. aurantiaca

2.4.3. Определение содержания ДНК и характеризация препаратов ДНК

2.4.4. Определение эластовязкости препаратов вмДНК

2.4.5. Выделение фракций ДНК-связанных липидов P. aurantiaca

2.4.6. Методика анализа состава бактериальных жирных кислот

2.5. Анализ жирнокислотного профиля липидных фракций методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС), анализ метиловых эфиров жирных кислот

2.5.1. Характеристика прибора, условия проведения анализа

2.5.2. Стандарты

2.6. Физико-химические методы

2.6.1. Спектроскопические методы

2.6.1.1. Получение комплексов

2.6.1.2. Спектрофотометрия

2.6.1.3. Спектроскопия кругового дихроизма

2.6.1.4. Кондуктометрические хемосенсоры Sensobi

2.6.1.5. Атомно - силовая микроскопия (наноскопия)

2.6.2. Изучение взаимодействия липидов и ДНК с помощью биологических микрочипов

2.7. Статистическая обработка результатов 58 Результаты исследований и их обсуждение

Глава 3. Зависимость характеристик и упаковки вмДНК РL aurantiaca, от физиологического статуса бактериальной клетки

3.1. Выделение высокомолекулярной (вмДНК) и геномной ДНК

3.2. Свойства высокомолекулярной ДНК Pseudomonas aurantiaca

3.3. Обсуждение

Глава 4. Зависимость жирнокислотного профиля ДНК-связанных липидов геномной ДНК P. aurantiaca от состава питательной среды

4.1. Выделение фракций ДНК-связанных липидов из препаратов вмДНК прокариот

4.2. Жирнокислотный профиль двух фракций ДНК-связанных липидов вмДНК (мясо- пептонный бульон)

4.3. Жирнокислотный профиль фракций ДНК-сязанных липидов вмДНК Р. aurantiaca, выращенной на синтетической среде

4.4. Обсуждение

Глава 5. Жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов ДНК нуклеоида. ДНК-связанные липиды в препаратах ДНК при использовании «жесткого» метода выделения

5.1. Жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов геномной ДНК Р. aurantiaca, выделенной детергентным методом

5.2. Жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов в сравнении с профилем общих липидов P. aurantiaca

5.3. Обсуждение

Глава 6. Зависимость взаимодействия липидов с ДНК от ее нуклеотидной последовательности. Титрование синтетических полинуклеотидов ДНК олеиновой кислотой и холестерином

6.1. УФ - спектроскопия комплексов полинуклеотидов с олеиновой кислотой.

6.2. Спектры кругового дихроизма комплексов полинуклеотидов с олеиновой кислотой и холестерином

6.3. Специфичность связывания липидов (олеиновая кислота и холестерин) с нуклеиновыми кислотами: биологические микрочипы

6.4. Кондуктометрические хемосенсоры Sensobi

6.5. Обсуждение

Глава 7. Индуцированная кардиолипином ассоциация ДНК

7.1. УФ - спектроскопия комплеков полинуклеотидов с кардиолипином

7.2. Спектроскопия кругового дихроизма комплексов полинуклеотидов с кардиолипином

7.3. Изучение комплексов полинуклеотидов с кардиолипином с помощью хемосенсоров

Sensobi

7.4. Атомно - силовая микроскопия (наноскопия)

7.5. Обсуждение 113 8. Заключение 115 Выводы 120 Библиографический список 122 Приложения

Список сокращений

ACM - сканирующая атомно - силовая микроскопия (наноскопия) б.б. - большая бороздка ДНК вмДНК - высокомолекулярная ДНК

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ВЭЖХ-МС - высокоэффективная жидкостная хроматография-массспектрометрия

ГХ - газовая хроматография

ГХ - МС - газовая хроматография — масс-спектрометрия ДГ - диглицериды

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

КД-спектр - спектр кругового дихроизма

КЛ - кардиолипин

КОЕ - колониеобразующие единицы м.б. - малая бороздка ДНК

МНЖК - мононенасыщенные жирные кислоты

МПА - мясо - пептонный агар

Ml 1Ь - мясо - пептонный бульон

МСК - масса сухих клеток

МЭЖК (FAME) - метиловые эфиры жирных кислот

НасЖК - насыщенные жирные кислоты

НГБ - негистоновые белки

НенасыщЖК - ненасыщенные жирные кислоты нкДНК - надмолекулярный комплекс ДНК

НЛ - нейтральные липиды п.о. - пара оснований ДНК

РНК - рибонуклеиновая кислота

СЖК - свободные жирные кислоты

СМ - сфингомиелин

УФ - спектр - спектр поглощения в ультрафиолетовой области спетра

ФИ - фосфатидилинохитол

ФС - фосфатидилсерин

ФХ - фосфатидилхолин

ФЭ - фосфатидилэтаноламин

Хол - холестерин

ХолЭ - эфиры холестерина

Э ДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

Введение Диссертация по биологии, на тему "Жирнокислотный профиль и структурное моделирование ДНК-связанных липидов"

К настоящему времени показано, что липиды играют важную роль в структуре и функционировании клетки, а также участвуют в процессах передачи сигнала (Martelli et al, 1999; Соссо, Manzoli et al, 2001; Albi, Viola-Magni, 2004; Alesenko, Chatteijee, 1995; Alesenko, Burlakova, 2002). Известно, что, в частности, ганглиозиды входят с состав рецепторов факторов роста и микробных токсинов. Фосфатидная кислота выступает в роли Са -ионофора и, транспортируя Са2+ в матрикс митохондрий, подавляет окислительное фосфорилирование. Фосфоинозитиды биологических мембран, расщепляемые фосфолипазой С, дают две сигнальные молекулы: диацилглицерол и I инозитолтрифосфат. Первый вместе с фосфатидилсерином и

Са активирует протеинкиназу С, продукты фосфорилирования которой управляют множеством процессов, в частности, проводят митотический сигнал к ДНК. Форболовые эфиры, имитирующие действие диацилглицерола на протеинкиназу, являются промоторами роста опухолей (Луценко, 2004). Фосфолипаза А отщепляет жирные кислоты, которые далее превращаются в эйкозаноиды, высокоэффективные внутриклеточные медиаторы передачи сигнала. С другой стороны известно также, что липиды принимают участие в структурной и функциональной организации ДНК, хромосом, хроматина и ядерного матрикса (Беляев, Стражевская, Коломийцева и др., 1974). В настоящее время на стыке двух наук геномики и протеомики появилась новая область - липидомика (Bischoff, Zhdanov, 2002; Lagarde et al, 2003; Forrester et al, 2004). Липидомика ставит своей целью не только изучение состава и структуры мембранных липидов и липидов, связанных с биомакромолекулами клетки, но также и ДНК-связанных липидов. Выделяют два направления липидомики: функциональная липидомика имеет целью понимание функций и физиологической причины разнообразия липидов и структурная липидомика, которая изучает состав, структуру и свойства липидов, связанных с биомакромолекулами (белки, полисахариды, ДНК, РНК) клеточных органелл и мембран. Специальными экспериментами с добавлением меченых и немеченых липидов к гомогенату клеток перед выделением ДНК ранее доказано, что ДНК-связанные липиды являются природным компонентом ДНК, а не артефактом процедуры выделения ДНК (Стручков, Стражевская, 1988). Показано, что ДНК-связанные липиды имеют специфический состав, отличный от состава липидов ядерной мембраны, хроматина, ядерного матрикса, митохондрий и микросом (Struchkov, Strazhevskaya, Zhdanov, 2002). В последние годы стало ясно, что такие липиды как жирные кислоты, холестерин, диглицериды и кардиолипин являются структурно и функционально важной частью хроматина и геномной ДНК. В связи с этим можно предположить существование новых сигнальных путей, в которых принимают непосредственное участие прочносвязанные с ДНК липиды. В таких путях к активации генов в ДНК генома может приводить метаболизм фосфолипидов в результате прямого взаимодействия липидных метаболитов с молекулой ДНК, а не специализированные белки -транскрипционные факторы - как принято считать сейчас.

Хотя в последние годы опубликовано много работ о взаимодействии с ДНК катионных липидов и о соотношении структура - активность переноса генов, имеется мало сведений о комплексообразовании ДНК с низкомолекулярными липидами, в частности, жирными кислотами и холестерином. До сих пор неизвестен не только липидный состав, но и жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов как прокариот, так и эукариот. Это, наряду с липидным составом, может быть крайне важно для понимания их функции в хроматине. С данной целью в нашей работе предпринят жирнокислотный анализ (FAME) ДНК-связанных липидов грамотрицательного микроорганизма Pseudomonas aurantiaca. Культура микроорганизма является наиболее простым и поэтому удобным объектом для выделения вмДНК, фракций ДНК-связанных липидов, а также для проведения газохроматографического анализа, когда необходима воспроизводимость данных и определенное число повторов для статистики. В диссертационной работе приведены также результаты по изучению с помощью ряда физикохимических методов комплексообразования липидов с ДНК, как заключительной стадии липидных путей передачи сигнала.

Работа выполнена в НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН; ряд экспериментов выполнен в Институте аналитической химии и химии окружающей среды Университета им. М. Лютера Халле-Виттенберг, Халле, Германия. Работа выполнена при поддержке грантов: ОХНМ РАН № 04/125129/100603-569 (2003-2005), Министерства науки и образования Германии BMBF № RUS/02/043; 2004 Martin-Luther University Halle-Wittenberg initiative project, 2004 FEBS Summer Fellowship № 261793 и FEMS Fellowship 2005-1.

Общая характеристика работы Цели и задачи исследования.

Целью работы является экспериментальное обоснование возможности непосредственного связывания липидов с ДНК, как заключительного этапа липидных путей передачи сигнала, а именно, анализ жирнокислотного профиля ДНК-связанных липидов прокариотических клеток и исследование специфичности взаимодействия липидов с синтетическими полинуклеотидами ДНК. С этой целью были решены следующие задачи: выделение высокомолекулярной ДНК и фракций ДНК-связанных липидов; определение жирнокислотного профиля ДНК-связанных липидов прокариотических (Р. aurantiaca) клеток; демонстрация факта существования ДНК-связанных липидов в геномной ДНК прокариот; и исследование специфичности взаимодействия олеиновой кислоты, холестерина и кардиолипина с синтетическими полинуклеотидами определенной последовательности физикохимическими методами.

Научная новизна работы.

Доказана возможность непосредственного взаимодействия липидов с ДНК, как заключительного этапа липидного пути передачи сигнала.

Определен жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов прокариот (P. aurantiaca). В результате анализа этих данных выявлены базовые жирные кислоты и их соотношения, характерные для изученных объектов. На препаратах ДНК нуклеоида прокариот продемонстрирован факт существования фракции липидов, прочно связанных с ДНК.

Впервые исследована специфичность взаимодействия нейтральных липидов (олеиновая кислота и холестерин) и фосфолипидов (кардиолипин) с синтетическими полинуклеотидами ДНК. Выявлены нуклеотидные последовательности в АТ-богатых олигонуклеотидах, специфически взаимодействующие с олеиновой кислотой и холестерином. Обнаружено явление кадиолипин-индуцированной конденсации ДНК.

Положения, выносимые на защиту :

- Липиды - жирные кислоты, холестерин, фосфолипиды - могут быть непосредственно связаны с ДНК как в природных препаратах ДНК, так и при титровании ДНК липидами;

- Существует группа липидов, прочно связанных с ДНК, чей жирнокислотный профиль отличается как от слабо связанных, так и общих липидов клетки;

- Изменения физиологического состояния клетки, обусловленные внешними воздействиями (питание) или внутриклеточными перестройками, отражаются на упаковке нуклеоида;

- Взаимодействие липидов с ДНК специфично: нейтральные липиды (олеиновая кислота и холестерин) избирательно связываются с АТ/ТА-богатыми участками. Доказательства этому получены нами в прямых экспериментах по изучению взаимодействия липидов с синтетическими полинуклеотидами ДНК;

- Кардиолипин переводит ДНК в конденсированное состояние, что имеет важное значение для процессов репликации и репарации.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на: "Molecular nanotechnology-2001", Augustusburg Conferences of Advanced Science, Augustusburg, Germany, 2001; Congress of International Society of Electrochemistry, Symposium 3, Dusseldorf, Germany, 2002; ПГ Всероссийский Биохимический Съезд, С.Петербург, Россия, 2002; The 6th Joint Meeting "Signal Transduction", Weimar, Germany, 2002; Albany Conference on Biomolecular Structure and Dynamics, Conversation 13, 2003; FEBS Special Meeting: 45th Int. Conference on the Bioscience of Lipids, Ionnina, Greece, 2004; European Polymer Congress, EPC-2005, Moscow, 2005.

Объем и структура диссертации

Материалы диссертационной работы изложены на 136 страницах машинописного текста. В работе приведено 15 рисунков и 16 таблиц. Диссертации состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов эксперимента и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложения. Указатель литературы включает 40 отечественных и 97 зарубежных источников.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Шмырина, Анастасия Сергеевна

Выводы:

1. Выделены препараты геномной ДНК из целых клеток Pseudomonas aurantiaca (экспоненциальная и стационарная фазы), выращенных либо на мясо-пептонном бульоне, либо на синтетической среде. Установлено, что свойства такой ДНК зависят от физиологического состояния клеток, и в стационарной фазе ДНК упакована более компактно, чем в экспоненциальной фазе - величина эластовязкости в стационарной фазе на 30% выше.

2. Получен жирнокислотный профиль (анализ метиловых эфиров жирных кислот) двух фракций ДНК-связанных липидов: слабо- и прочносвязанных липидов из клеток P. aurantiaca, выращенных на различных средах. Показано, что состав питательной среды влияет на жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов микроорганизма. Содержание ненасыщенных жирных кислот во фракциях прочносвязанных липидов вмДНК культуры, выращенной на мясо-пептонном бульоне, выше, чем у клеток, выращенных на синтетической среде.

3. Из клеток стационарной фазы Pseudomonas aurantiaca выделены две фракции ДНК-связанных липидов: «прочно» - и «слабо» связанные липиды. Показано, что жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов резко отличается от жирнокислотного профиля общих липидов данной культуры (стационарная фаза, выращенная на синтетической среде). Идентифицированы жирные кислоты, базовые для фракций ДНК-связанных липидов.

4. Показано, что даже при «жестких» методах выделения ДНК существует фракция липидов прочно-связанных с ДНК.

5. Обнаружена зависимая от нуклеотидной последовательности специфичность во взаимодействии нейтральных липидов - олеиновой кислоты и холестерина - с поли- и олигонуклеотидами. Установлено, что липиды - олеиновая кислота и холестерин - эффективнее взаимодействуют с АТ/ТА-богатыми участками, причем олеиновая кислота сильнее связывается с олигоА участками, а для холестерина характерна меньшая АТ-специфичность во взаимодействии с библиотекой AT/ГЦ олигомеров.

6. Обнаружено явление кардиолипин-зависимой ассоциации ДНК, что может быть важно для понимания функции кардиолипнна в хроматине.

8. Заключение.

Завершая работу необходимо оценить биологическую значимость полученных результатов и указать на некоторые особенности проведенного исследования. Работа выполнена в плане проверки гипотезы о сигнальной роли липидов для генома, а именно, возможности непосредственного связывания липидов с ДНК, как последней стадии липидных путей передачи сигнала. Дело в том, что представления о сигнальной роли липидов для клетки давно вошло в учебники биохимии. Достаточно напомнить о роли мембранных липидов (полифосфоинозитидов), генерирующих после фосфолипазного гидролиза две внутриклеточные сигнальные молекулы: диацилглицерол и инозитолтрифосфат. Сказанное касается и производных арахидоновой кислоты - эйкозаноидов, контролирующих множество функций организма в норме и патологии. Однако есть одно весьма существенное отличие полученных данных от общеизвестных: взаимодействие указанных липидов с ДНК опосредовано белками. В случае с эйкозаноидами это поверхностные рецепторы плазматических мембран. Передача сигнала мембранными фосфолипидами включает фосфорилирование транскрипционного фактора (белка), который собственно и взаимодействует с ДНК. Даже в отношении гормонов липидной природы дело обстоит точно также. Внутриклеточный белковый рецептор этих гормонов в покое заблокирован шапероном (белок теплового шока 90). Связывание липидного гормона с рецептором вызывает отщепление БТШ 90, после чего активированный рецептор становится истинным транскрипционным фактором, запуская экспрессию генов.

Принципиальным доказательством о существовании взаимодействия липидов с ДНК являются данные о связывании липидов в целой клетке. Великий немецкий ученый, лареат Нобелевской премии 1908 г. Пауль Эрлих говорил, что действует только то вещество, которое связывается мишенью. Речь идет о более общей проблеме биологического узнавания. В одном случае это связывание кодона с антикодоном, в другом о связывании антигена с антителом. В третьем - о сборке однотипных клеток в ткань.

В настоящей работе для получения данных о связывании липидов с ДНК были использованы клетки культуры P. aurantiaca стационарной фазы роста. Оказалось, что по прочности связывания с ДНК липиды можно разделить на «прочно» - и «слабо» связанные липиды. Показано, что жирнокислотный профиль ДНК-связанных липидов резко отличается от жирнокислотного профиля общих липидов данной культуры. Идентифицированы жирные кислоты, базовые для фракций ДНК-связанных липидов. Из клеток P. aurantiaca детергентным методом выделена геномная ДНК, из которой получены фракции ДНК-связанных липидов и проанализирован их жирнокислотный профиль. Наличие фракции липидов прочносвязанных с ДНК показано даже при «жестких» методах выделения ДНК.

Полученные в работе результаты потребовали больших усилий по выделению высокомолекулярной ДНК и ДНК-связанных липидов и анализа жирнокислотного липидного состава с помощью парка современных хроматографов и масс-спектрометров. Метод тонкослойной хроматографии, который обычно используется для полуколичественного анализа общего состава липидов и фосфолипидов, не пригоден из-за недостаточной чувствительности, так как анализировать надо уже не микромоли или даже наномоли, а пикомольные количества ДНК-связанных липидов. Из современных методов анализа используются лишь приборы, сочетающие в себе высокоэффективную жидкостную хроматографию и масс-спектрометр, LC - MS/MS (ВЭЖХ -МС/МС) (три квадропуля). Только с их помощью молено решить проблему анализа количественного состава липидов вмДНК P. aurantiaca. На таких приборах смесь полярных или неполярных липидов разделяется на индивидуальные компоненты и регистрируется масс - спектр каждого из них. Живые существа представляют собой открытые системы тонко и точно реагирующие на изменения в окружающей среде включением генов экспрессирующих белки (например, ферменты), необходимые для адекватной работы «молекулярной машины» организма в новых условиях. Этот феномен называется индукцией и особенно важен для ответа организма (бактерия, дрожжи, человек) на изменившийся характер питания. Представляло интерес выяснить будут ли происходить изменения в жирнокислотном профиле при изменении состава питательной среды. Для ответа на этот вопрос мы сравнили культуры, выращенные на мясо-пептонном бульоне и синтетической питательной среде. При анализе жирнокислотного профиля вмДНК P. aurantiaca была обнаружена зависимость его от состава питательной среды. В частности, содержание ненасыщенных жирных кислот в двух фракциях липидов вмДНК резко меняется от питания бактерий, и в случае синтетической среды оно очень высоко для прочносвязанных липидов. Рост и размножение клеток -неотъемлемый признак жизни. Во время деления клетки биохимия, физиология и морфология клетки претерпевает кардинальные превращения. Фрагменты генома, упакованные в морфологически различимые хромосомы во время деления растворяются, что отражает физико-химические изменения в хроматине.

При получении и изучении биомассы культуры P. aurantiaca на различных стадиях роста удалось показать, что логарифмическая и стационарная фазы роста резко различаются не только по состоянию нуклеоида - в экспоненциальной фазе он диффузный, а в стационарной фазе он компактный (рис. 4 а, б), но и характеристиками вмДНК. Величина эластовязкости - свойства биомакромолекулы ДНК, отражающего, в частности, степень суперспирализации молекулы - вмДНК из экспоненциальной культуры в 1,5 раза ниже эластовязкости вмДНК, выделенной из культуры в стационарной фазе.

Таким образом, в работе установлено, что существует группа липидов, прочно связанных с ДНК, чей жирнокислотный профиль отличается как от слабо связанных, так и общих липидов клетки. Установлено, что изменения физиологического состояния клетки, обусловленные внешними воздействиями (питание) или внутриклеточными перестройками, характерными для размножающихся прокариот отражаются на составе связанных липидов. Эти факты указывают на функциональную значимость процесса связывания липидов.

Изложенные выше факты отражают биологические аспекты взаимодействия липидов с ДНК в условиях целой клетки. Для понимания физико-химических механизмов связывания липидов с ДНК необходимо было получить прямые доказательства в строго контролируемых условиях. С этой целью были использованы чистые липиды и синтетические олигонуклеотиды.

Обнаружено, что взаимодействие липидов с ДНК специфично: нейтральные липиды (олеиновая кислота и холестерин) избирательно связываются с АТ/ТА-богатыми участками. Доказательства этому получены нами в прямых экспериментах по изучению взаимодействия липидов с синтетическими полинуклеотидами ДНК с помощью методов спектрофотометрии, биосенсорного анализа и атомно-силовой микроскопии. Обнаружено, что кардиолипин переводит ДНК в конденсированное состояние, что может имеет важное значение для процессов репликации и репарации. Все эти результаты исследования представляют интерес для понимания особенностей организации ДНК в хроматине, а также в качестве экспериментального доказательства роли липидов в передаче сигнала и регуляции экспрессии генов (Wasserman, Wolffe, 1999) и требуют дальнейших исследований. Кроме того, нам представляется, что наша работа является также этапом на пути исследования биомакромолекулярных систем, состоящих из трех типов макромолекул - ДНК, белков и липидов. Кардиолипин является весьма перспективным кандидатом для соединения ДНК и белков в функционально-активные комплексы в хроматине.

Благодарности.

Выражаю огромную благодарность своим дорогим родителям - маме, Фаине Андреевне, и папе, Сергею Александровичу - за их любовь, неоценимую поддержку в учебе и завершении работы; руководителю работы - профессору Ренату Ибрагимовичу Жданову, а также академику Аслану Амирхановичу Кубатиеву за ценные советы при написании работы и интересные научные дискуссии. Сердечно благодарю всех сотрудников лаборатории функциональной геномики и липидомики НИИ ОПП РАМН и группы профессора Галины Ивановны Эль-Регистан, Институт микробиологии РАН, за помощь в работе.

Благодарю за помощь в овладении газохроматографическим анализом профессора Вильгельма Лоренца (Prof. Dr. habil. W. Lorenz) и доктора Ангелику Краус (Dr. A. Kraus), преподавшим мне хроматографию, а также доктора Герлинде Бишофф (Dr. G. Bischoff) за нанофотографии комплексов полинуклеотидов с кардиолипином - Институт аналитической химии и химии окружающей среды Университета им. Мартина Лютера, Халле - Виттенберг, Германия (Institute of food and environmental chemistry, Martin-Luther-University Halle - Wittenberg, Halle (Saale), Germany).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шмырина, Анастасия Сергеевна, Москва

1. Беляев С. Д., Стражевская Н.Б., Коломийцева И.К. Липиды в надмолекулярном комплексе ДНК тимуса и печени крыс // Докл.Акад. Наук СССР.- 1974.-Т. 214.- №5. С. 1189-1191.

2. Бергельсон Л.Д., Дятловицкая Э.В., Молотковский Ю.Г., Батраков С.Г., Барсуков Л.И., Проказова Н.В. Препаративная химия липидов. Издательство «Наука», Москва 1981, 260 С.

3. Васьковский В.Е. Липиды // Соросовский образовательный журнал. 1997. -№3. - С.32-37.

4. Георгиев Г.П., Стручков В.А. О полимерности дезоксирибонуклеиновой кислоты животного происхождения // Биофизика. 1960. - Т. 5. - № 5. - С. 745748.

5. Дударева Н.А., Дашкевич B.C., Салганик Р.А. Изменение состава нуклеотидных последовательностей в транскрипционно-активной фракции ДНК печени крыс при индукции кортизолом // Биохимия. 1980. - Т. 45. - № 2. - С. 1305-311.

6. Евдокимов Ю.М. Введение к специальному номеру журнала, посвященному 50 летию открытия двойной спирали ДНК // Жидкие кристаллы и их практическое применение. 2003. - №3. - С.6-9.

7. Евдокимов Ю.М. Жидкокристллические формы ДНК и их биологическая роль // Жидкие кристаллы и их практическое применение. 2003. - №3. - С. 1047.

8. П.Жданов Р.И., Кубатиев А.А. Липидом — новый информационный уровень в исследовании генома человека // Патогенез. 2003. - №1. - С. 2-11.

9. Жданов Р.И., Шмырина А.С., Жданов А.Р., Крылов А.С. и Бруни П. Тройные комплексы ионов металлов (П) с нуклеиновыми кислотами и фосфолипидными везикулами: роль физиологических катионов // Доклады Акад. Наук. 2005. - Т. 405. - №1. - с. 1-5.

10. Зеленин К.Н. Газовая хроматография в медицине // Соросовский образовательный журнал. 1996. - №11. - С. 20-25.

11. Ильинская О.Н., Колпаков А.И., Зеленин П.В., Круглова З.Д., Чойдаш Б., Дорошенко Е.В., Мулюкин А.Л., Эль Регистан Г.И. Влияние аутоиндукторов анабиоза на геном микробных клеток // Микробиология. - 2002. - Т.71. - №2. -С. 194-199.

12. Капрельянц А.С., Помазанов В.В. О химической природе ауторегуляторного фактора d Pseudomonas carboxydoflava II Микробиология. 1985. - Т. 54. - №2. -С. 186-190.

13. Кейтс М. Техника липидологии. М.: Мир. 1975. - 322с.

14. Кувичкин В.В. ДНК-липидные взаимодействия in vitro и in vivo //Успехи современной биологии. 2000. - Т. 120. - № 5. - С. 466-476.

15. Кулагина Т.П., Шурута С.А., Коломийцева И.К. Различие метаболических пулов холестерина и свободных жирных кислот хроматина и ядерной мембраны тимоцитов крыс // Молекулярная Биология. 1994. - Т. 28. - №3. - С. 714 - 719.

16. Куроптева З.В., Жижина Г.П., Бунина Е.Ф. Особенности спектров ЭПР у -облученных препаратов ДНК из опухолей // Доклады Академии Наук СССР. -1983. Т. 268. - №7. - С. 1248 - 1250.

17. Латышев Н.А., Хардин А.С., Кияшко С.И. Жирные кислоты как маркеры пищевых источников морских звезд // Докл. Акад.наук. 2001. - Т.380. - № 5. -С.1-3.

18. Луценко В.К. Молекулярная патофизиология. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». 2004. 270 с.

19. Осипов Г.А., Эль Регистан Г.И., Светличный В.А., Козлова А.Н., Дуда В.И., Прозоров А.А. Рекомбинантные перестройки генома бактерий и адаптация к среде обитания // Микробиология. - 2001. - Т.70. - №5. - С. 581-594.

20. Светличный В.А., Романова А.К., Эль Регистан Г.И. Изучение количественного содержания мембраноактивных ауторегуляторов при литоавтотрофном росте Pseudomonas carboxydoflava II Микробиология. - 1986. -Т.55. - №1. - С. 55-59.

21. Синяк К.М., Даниленко И.И. Содержание липидов в препаратах ДНК с различной вязкостью и характеристика этих липидов // Доклады Академии Наук УССР, серия В. -1976. 12. С. 1119-1122.

22. Спирин А.С. Спектрофотометрический метод определения ДНК и РНК // Биохимия. 1958. - Т.23. - № 5. - С. 656-660.

23. Стручков В.А О природе «сверхполимерной» дезоксирибонуклеиновой кислоты // Биофизика. 1962. - Т.7. - С. 538-550.

24. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. ДНК-связанные липиды клеток асцитной гепатомы Зайдела и асцитного рака Эрлиха // Эксперим. Онкология. 1989. -Т.П.-С. 36-38.

25. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. ДНК-связанные липиды эукариот (сперма вьюна, эритроциты голубя) и прокариот (Е. coli В, Фаг Т2) // Биохимия. 1990. -Т.55. -№ 7. - С. 1266-1275.

26. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. ДНК-связанные липиды: состав и возможные функции // Биохимия. 1993. - Т.58. - №8. - С. 1154-1175.

27. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. Изменение состава ДНК-связанных липидов саркомы 37, индуцированных сарколидином in vivo. // Бюлл. Эксп. Биол. Мед. - 1989. - №9. - С. 327-330.

28. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. Состав ДНК-связанных липидов в регенерирующей печени крыс. // Биохимия. 1988. - Т.53. - С. 1449-1454.

29. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. Структурные и функциональные аспекты ядерных липидов нормальных и опухолевых клеток // Биохимия. 2000. - Т.65.- № 5. С.620 - 643.

30. Стручков В.А., Стражевская Н.Б., Блохин Д.Ю. Роль дисульфидных мостиков остаточного белка в организации хромосомальной ДНК // Биофизика.- 1995. Т. 40. - № 2. - С. 296-316.

31. Тогузов Р.Т. Хроматография в биологии и медицине. М.: МОЛГМИ, 1985. -250 С.

32. Фрайфелдер Д. Физическая биохимия. М.: Мир, 1980. 188 С.

33. Цаплина И.А., Осипов Г.А., Богданова Т.И., Недорезова Т.П., Каравайко Г.И. Жирнокислотный состав липидов термоацидофильных бактерий рода Sulfobacillus II Микробиология. 1994. - Т. 63. - №5. -С. 821-830.

34. Шепелев А.П., Шестопалов А.В., Рындич А. А. Связанные с ДНК липиды терморезистентных и термолабильных штаммов Shigella sonnei // Бюллютень экспериментальной биологии и медицины. 1995. - Т. 120. - № 2. - С. 332 - 333.

35. А1Ы Е., Viola Magni М.Р. The role of intranuclear lipids // Biol. Cell. 2004. -Vol. 96. - #8. - P.657-667.

36. Alesenko A.V., Chatterjee S. Neutral sphingomyelinase: localization in rat liver nuclei and involvement in regeneration/proliferation // Mol. Cell. Biochem. 1995. -Vol. 143.-P. 169-174.

37. Alesenko A.V., Burlakova E.B. Functional role of phospholipids in the nuclear events // Bioelectrochem. 2002. - Vol. 58. - # 1. - P. 13-21.

38. Azam T.A., Iwata A., Nishimura A., Ueda S., Ishihama A. Growth phase -dependent variation in protein composition of the Escherichia coli nucleoid // J. Bacteriol. 1999. - Vol.181. - #20. - P. 6361-6370.

39. Bajpai P., and Bajpai P. K. Arachidonic acid production by microorganisms // Biotech. Appl. Biochem. 1992. - Vol. 15. - #1. - P.l-10.

40. Balint Zs. Lipids as integral constituents of nuclear and chromatin fractions in Ehrlich ascites tumor cells // Basic Appl. Histochem. 1987. - Vol. 31. - #3. - P. 365 -376.

41. Batrakov S. G., Konova I. V., Sheichenko V. I., Esipov S. E., Galanina L. A. Two unusual glycerophospholipids from filamentous fungus, Absidia cotymbifera II Biochim. Biophys. Acta. 2001. - Vol. 1531. -P. 169-177.

42. Bernstein P.S., Law W.C., Rando R.R. Isomerization of all trans - retinoids to 11 cis - retinoids in vivo // Proc. Nat. Acad. Sci., U.S.A. - 1987. - Vol. 84. - #7. - P. 1849-1853.

43. Bischoff G. and Hoffmann S. DNA Binding of drugs used in medicinal therapies // Curr. Med. Chem. - 2002. - #9. - P.321-348.

44. Bischoff G., Gromann U., Lindau S., Birch-Hirschfeld E., Bischoff R., Bohley C., Meister W., Hoffmann S. Stabilization of double stranded homologous poly(dA)-poly(dT) by taxol // J. Biomol. Str. Dyn. 2000. - Vol.11. - #2. - P. 349-354.

45. Bischoff G., Hoffmann Z., Zhdanov R.I. DNA binding of drugs in medicinal therapies // Frount. Med. Chem. - 2004. - Vol.1. - P. 32.

46. Bischoff G., Zhdanov R. Lipidomic: lipids take a part in complexity of genetic control // Analysis of Biomedical Signals and Images, Proceedings of the 16th Biennial Int. EURASIP Conference "Biosignal 2002" Brno, Czech Republic. P. 409411.

47. Bligh E.G. and Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959. - Vol. 37. - P. 911-917.

48. Bunge M., Adrian L., Kraus A., Opel M., Lorenz W., Andreesen J. R., Gorisch H. and Lechner U. Reductive dehalogenation of chlorinated dioxins by an anaerobic bacterium // Nature. V. 421, 2003, P. 357-360.

49. Byrdwell W.C. Atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry for analysis of lipids // Lipids. 2001. - Vol.36. - # 4. - P. 327 - 346.

50. Christie W.W. Lipid analysis, 3rd ed., Oily Press, Bridgwater. 2003. - Vol. 15, 416 pp.

51. Cocco L., Martelli A.M., Gilmour R.S., Rhee S.G., Manzoli F.A. Nuclear phospholipase С and signaling // Biochem. Biophys. Acta. 2001. - Vol. 1530. - P.l-14.

52. Crick F.H.C. Origin of the genetic code // Nature. 1967. - #213. - P. 119.

53. Cunha R.A., Costantino M.D., Fonceka E., Ribeiro J.A. Age dependent decrease in adenosine Al receptor binding cites in the rat brain: effect of cis-unsuturated free fatty acids // Eur. J. Biochem. - 2001. - Vol. 268. - # 10. - P. 2939 -2947.

54. Cunha S., Odijk Т., Suleymanoglu E., Woldringh CI. Isolation of the Escherechia coli nucleoid // Biochimie. 2001. - Vol. 83. - #2. - P. 149-154.

55. Daniels M.J. Some features of the bacterial membrane studied with the aid of a new fractionation technique // Biochem. J. 1971. - Vol. 122. - #2. - P. 197-207.

56. Duplus E., Glorian M., Forest C. Fatty acid regulation of gene transcription // J. Biol. Chem. 2000. - Vol. 270. - #40. - P. 30749 - 30752.

57. Eder K. Gas chromatographic analysis of fatty acid methyl esters // J. Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 1995. - Vol. 671. - P. 113-131.

58. Eiceman G.A. Instrumentation of gas chromathography. Encyclopedia of analytical chemistry. John Wiley & Sons Ltd, Chichester. 2000. P. 1-9.

59. Erzberger J.P., Pirruccello M.M., Berger J.M. Structure of bacterial DNA: impligications for general mechanisms underlying DNA replication initiation. // The EMBO Journal. 2002. - Vol. 21. - #18. - P. 4763-4773.

60. Evershed R.P. Mass spectrometry of lipids. In Lipid analysis. A practical Approach (edited by R.J. Hamilton&S. Hamilton, IRL Press, Oxford), 1992, P. 263308.

61. Folch J., Lees M. and Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues // J. Biol. Chem. 1957. - Vol. 226. - P. 497-509.

62. Forrester J.S., Milne S., Ivanova P., Brown A. Computational lipidomics: a multiplexed analysis of dynamic changes in membrane lipid composition during signal transduction // Mol. Pharmac. 2004. - Vol. 65. - #4. - P. 813-821.

63. Frenfelder D. Physical Biochemistry. Application to biochemistry and molecular biology. 2nd ed. W.H. Freeman and Co, N.Y. 1982. 761 P.

64. Han X. and Gross R. W. Global analyses of cellular lipidomes directly from crude extracts of biological samples by ESI mass spectrometry: a bridge to lipidomics // J. Lipid Res. 2003. - # 44. - P. 1071-1079.

65. Han X. and Gross R. W. Shotgun lipidomics: electrospray ionization mass spectrometric analysis and quantitation of cellular lipidomes directly from crude extracts of biological samples // Mass Spectrometry Rev. 2005. - Vol. 24. - P. 367412.

66. Hara A. and Radin N.S. Lipid extraction of tissues with low toxicity solvent // Anal. Biochemistry. - 1978. - Vol. 90. - P. 420-426.

67. Hecht R., Stimpson D., Pettijohn D. Sedimentation properties of the bacterial chromosome as on isolated nucleoid and as on fiber. Chromosomal DAN solding measured by rotor speed effects // J. Mol. Biol. 1977. - Vol. 111. - #3. - P. 257-277.

68. Hermansson M., Uphoff A., Kakela R., Somerharju P. Automated quantitative analysis of complex lipidomes by liquid chromatography/mass spectrometry // Anal. Chem. 2005. - Vol.77. - # 7. - P.2166-2175.

69. Heyman R.A., Mangelsdorf D.J., Dyck J.A., Stein R.B., Eichele G., Evans R.M., Thaller G. 9-cis retinoic acids a high affinity ligand for the retinoid x receptor // Cell. 1992. - Vol.68. - #2. - P. 397-406.

70. Hilderbrandt F., Igarashi P., Techniques in Molecular Medicine, Springer 1999.

71. Incardona J.P., Eaton S. Cholesterol in signal transduction // Curr. Opin. Cell. Biol. 2000. - Vol. 12. - #1. - P. 193 -203.

72. Joubert A., Sun X., Johansson E., Bailly C., Mann J. and Neidle S. Sequence -Selective targeting of long stretches of the DNA minor groove by a novel dimeric bis-benzimidazole // Biochemistry. 2003. - # 42. - P. 5984-5992.

73. Jump D.B. Fatty acid regulation of gene transcription // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2004. - Vol. 41. - #1. - P. 41-78.

74. Kolomiytseva I.K., Kulagina T.P., Markevich L.N., Archipov V.I., Slozhenkina L. V., Fialkovskaya L.A., Potekhina N. I. Nuclear and chromatin lipids: metabolism in normal and irradiated rats // Bioelectrochem. 2002. - Vol. 58. - #1. - P. 31-40.

75. Kolter R., Minsky A. Regulated phase transitions of bacterial chromatin: a non-enzymatic pathway for generic DNA protection. // The EMBO Journal. 2001. - Vol. 20.-P. 1184-1191.

76. Kornberg A., Baker T.A. DNA replication. 1992. W.H.Freeman and C° N.Y.

77. Lagarde M., Geloen, A., Record, M., Vance, D. and Spener, F. Lipidomics is emerging // Biochim. Biophys. Acta. -2003. Vol. 1634. - P. 61.

78. Lee J., Makise M., Takenaka H., Takahashi N., Yamaguchi Y., Tsuchiya T. and Mizushima T. Inhibitory effects of acidic phospholipids on the binding of origin -recognition complex to origin DNA // Biochem. J. 2002. - Vol. 362. - #2. - P. 395399.

79. Liu Z., Hecker K. and Rill R. Selective DNA binding of (N-alkylamin)-substituted naphthalene imides and diimides to GH-C-rich DNA // J. Biomol. Str. Dyn. 1996. - Vol.14. - #3. - P. 331-339.

80. Manzoli F.A., Muchmore J.H., Capitani S., Bonora В., Bartoli S. Lipid F1 nucleohistone interactions // Mol. Cell. Biochem. - 1976. - Vol.10. - #3. - P.153-160.

81. Martelli A.M., Capitani S., Neri L.M. The generation of lipid signaling molecules in the nucleus // Prog. Lipid Res. 1999. - #38. - P. 273-308.

82. Materman E.C., Van Gool A. P. Nucleoid release from Escherichia coli cells // J. Bacteriology. 1978. - # 133. - P. 878-883.

83. Mizushima Т., Natori S., Sekimizu K. Inhibition of E. coli DNA topoisomerase I activity by phospholipids // Biochem. J. 1992. - Vol. 285. - #3. - P.503-506.

84. Mjos S.A. Identification of fatty acids in gas chromatography by application of different temperature and pressure programs on a single capillary column // J. Chromatography. 2003. - Vol. 1015. - P. 151-161.

85. Murphy L.D., Zimmerman S.B. Isolation and characterization of spermidine nucleoids from Escherichia coli II J. Struct. Biol. 1997. - Vol. 119. - #3. - P. 321335.

86. Murphy R.C. Mass spectrometry of lipids. Handbook of lipid research (Plenum Press, N.Y.). V. 7, 1993.

87. Nakamura M.T., Cheon Y., Li Y., Nara T.Y. Machanisms of regulation of gene expression by fatty acids // Lipids. 2004. - Vol. 39. - #11. - P.1077-1083.

88. Neuer В., Plagens U., Werner D. Phosphodiester bonds between polypeptides and chromosomal DNA // J. Mol. Biol. 1983. - Vol. 164. - #2. - P. 213-35.

89. Palsdottir H., Hunte C. Lipids in membrane protein structures // Biochim. Biophys. Acta , 2004, P.

90. Pardon J.F., Wilkins M.H.F. A super coil model for nucleohistone // J. Mol. Biol. - 1974. - Vol.68. - # 1. - P. 115 - 124.

91. Pietro S.M., Centeno J.M., Cerutti M.L., Lodeiro M.F., Ferreiro D.U., Alonso L.G., Schwarz F.P., Goldbaum F.A. and Prat-Gay G. Specific antibody DNA interaction: a novel strategy for tight DNA recognition // Biochemistry. - 2003. - #42. -P. 6218-6227.

92. Raukas E., Struchkov V.A. and Strazhevskaya N.B. The micellar structure of DNA// Esti NSV Tead. Akad. Toim., Biol. Ser. 1966. - #15. - P.161-169.

93. Razin S. Cholesterol incorporation into bacterial membranes // J. Bacterid. -1975. Vol.124. -#1. - P. 570-572.

94. Regenass Klotz M., Heiniger H.J. Specific binding of cholesterol to chromatin prepared from mouse spleen cells // Can. J. Biochem. - 1984. - Vol.62. - # 1. - P. 94 -99.

95. Russell N., and Nichols D. Polyunsaturated fatty acids in marine bacteria- a dogma rewritten // Microbiology. -1999. # 145. - P. 767-779.

96. Schlame M., Shanske S., Doty S., Koenig Т., Sculco Т., DiMauro S., Blanck J. Microanalysis of cardiolipin in small biopsies including skeletal muscle from patients with mitochondrial disease // J. Lipid Res. 1999. - Vol. 40. - P. 1585 - 1592.

97. Sekimizu K., Kornberg A. Cardiolipin activation of DnaA protein, the iniciation protein of replication in E.coli II J. Biol. Chem. 1988. - Vol. 263. - #11. - P. 7131 -7135.

98. Setlow P. Mechanisms for the prevention of damage to the DNA in spores of Bacillus species // An. Rev. Microbiol. 1995. - Vol. 49. - P. 29-54.

99. Sojak L., Addova G., Kubinec R., Kraus A., Bohac A. Capillary gas chromatography-mass spectrometry of all 93 acyclic octenes and their identification in fluid catalytic cracked gasoline // J. Chromatgr. A. 2004. - # 1025. - P. 237-253.

100. Stonington O.G., Pettijohn D.E. The folded genome of Escherichia coli isolated in a protein-DNA-RNA complex // Proc. Nat. Acad. Sci., U.S.A. 1971. - Vol. 68. -#1.-P. 6-9.

101. Struchkov V.A., Strazhevskaya N.B. and Zhdanov R.I. DNA-bound lipids of normal and tumor cells: retrospective and outlooks for functional genomics // Bioelectrochem. -2002a. Vol. 58. - #1. - P. 23-30.

102. Struchkov V.A., Strazhevskaya N.B., Zhdanov R.I. Specific natural DNA-bound lipids in post-genome era. The lipid conception of chromatin organization // Bioelectrochem. 2002. - Vol. 56. - #1. - P.195-198.

103. Sueoka N., Hammers Y.M. Isolation of DNA-membrane complex in Bacillus subtilis И Proc. Nat. Acad. Sci., U.S.A. 1974. - Vol. 71. - #12. - P. 4787 - 4791.

104. Suleymanoglu E. Electrorelease of Escherichia coli nucleoids // Folia Microbiol. (Praha). 2002. - Vol. 47. - #4. - P.365-370.

105. Wasserman P. M., Woffe A. (eds.) Chromatin. Methods in Enzymol. : -Academic Press. 1999. - Vol.304. -.

106. Welch D.F. Applications of cellular fatty acid analysis // Clinical Microbiol. Rev. 1991. - Vol. 4. - #4. - P.422-438.

107. Wilkins M.H.F., Zubay G. X-ray diffraction studies of the molecular structure of nucleohistone and chromosomes //J. Mol. Biol. 1959. - Vol.1. #1. - P.179-185.

108. Yamamoto K., Muniruzzaman S., Rajagopalan M. and Madiraju M. Modulation of Mycobacterium tuberculosis DnaA protein adenine - nucleotide interactions by acidic phospholipids // Biochem. J. - 2002. - Vol. 363. - #2. - P. 305-311.

109. Zhdanov R.I. and Kaptein R. Sequence-dependent DNA conformation and DNA-phospholipid recognition. Appl. Magnetic Resonance // Zhdanov R.I. and Kaptein R., eds.: Elsevier. - 1994. - Vol.7. - # 1. - P. IX-XII.

110. Zhdanov R.I., Strazhevskaya N.B., Zhdanov A.R., Bischoff G.A spectroscopic and surface plasmon resonance study of oleic acid/DNA complexes // J. Biomol. Str. Dyn. 2002. - Vol. 20. - # 2. - P. 231-241.

111. Zhdanov R.I., Struchkov V.A., Dyabina O.S., Strazhevskaya N.B. Chromatin -bound cardiolipin: the phospholipid of proliferation // Cytobios. 2001. - Vol. 106. -#1.-P. 56-61.

112. Zimmerman S.B. Studies on the compact of isolated nucleoids from Escherichia coli II J. Struct. Biol. 2004. - Vol. 147. - #2. - P. 146-158.

113. Zimmerman S.B., Murphy L.D. Release of compact nucleoids with characteristic shapes from Escherichia coli 11 J. Bacteriology. 2001. - Vol. 183. - # 17. - P. 50415049.