Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Основные принципы регуляции экспрессии генов. Регуляция на уровне транскрипции 8
1.1.1 РНК-полимераза 9
1.1.2 Строение промотора и механизм связывания РНК-полимеразы 10
1.1.3 Стадии транскрипции 11
1.1.4 Основной и альтернативные -факторы РНК-полимеразы 12
1.1.5 Оперонная организация бактериальных генов 14
1.1.6 Регуляция экспрессии при помощи альтернативных структур РНК 14
1.2 Факторы транскрипции 16
1.2.1 Основные группы транскрипционных факторов. 17
1.2.2 Механизм работы транскрипционных факторов 19
1.2.3 Репрессоры транскрипции. 21
1.2.4 Активаторы транскрипции 21
1.3 Сравнительно-геномные методы исследования. Изучение регуляции транскрипции 23
1.3.1 Предсказание функций генов с помощью сравнения последовательностей 24
1.3.2 Кластеризация и слияние генов, профили встречаемости 25
1.3.3 Поиск потенциальных сайтов связывания. Исследование регуляции транскрипции методами сравнительной геномики 27
1.4 ДНК-белковые взаимодействия 29
1.4.1 Семейство транскрипционных факторов GNTR 31
1.4.2 Структура сайтов связывания регуляторов семейства GNTR. 34
1.4.3 Пространственная структура FadR E. coli и AraR B. subtilis в комплексе с ДНК 35
1.5 Примеры метаболических систем, регулируемых транскрипционными
факторами семейства GNTR
1.5.1 Метаболизм гексуронатов у E. coli. Транскрипционные факторы UxuR и ExuR 37
1.5.2 Метаболизм малоната и пропионата у Proteobacteria. Транскрипционные факторы MatR/MdcY, MdcR, PrpR 39
Глава 2. Материалы и методы 41
2.1 Программное обеспечение и методы биоинформатического анализа 41
Глава 3. Транскрипционные факторы семейства GNTR и их мотивы связывания: ДНК-белковые взаимодействия, особенности структуры и расположения сайтов 44
3.1 Общая статистика 44
3.2 Анализ корреляций аминокислот HTH-доменов транскрипционных факторов семейства GNTR и нуклеотидов соответствующих сайтов связывания
3.2.1 Подсемейство FADR 45
3.2.2 Подсемейство HUTC 48
3.2.3 Подсемейство YTRA 49
3.2.4 Общие закономерности ДНК-белковых корреляций в семействе GNTR 51
3.3 Дивергоны семейства GNTR 54
3.3.1 Дивергоны с единичным сайтом связывания 55
3.3.2 Дивергоны с двойными сайтами связывания 56
3.4 Дополнительные полусайты мотивов связывания транскрипционных факторов семейства GNTR 60
3.5 Заключение 63
Глава 4. Сравнительно-геномный анализ метаболизма гексуронатов у Gammaproteobacteria 64
4.1 Реконструкция регулонов UxuR и ExuR и эволюция метаболизма гексуронатов у Gammaproteobacteria 64
4.1.1 Таксономическое распределение и эволюция транскрипционных факторов UxuR и ExuR 64
4.1.2 Идентификация мотивов связывания UxuR и ExuR 64
4.1.3 Строение гексуронатных регулонов 66
4.2 Заключение 72
Глава 5. Регуляция и эволюция метаболизма малоната и пропионата у Proteobacteria 73
5.1 Реконструкция регулонов ранее описанных регуляторов метаболизма малоната и пропионата
5.1.1 Транскрипционные факторы MatR/MdcY из подсемейства FADR семейства GNTR 73
5.1.2 Активатор MdcR из семейства LYSR 74
5.1.3 Активатор PrpR из семейства FIS 75
5.2 Новые регуляторы метаболизма малоната и пропионата, реконструкция регулонов 75
5.2.1 MlnR – транскрипционный фактор из подсемейства FADR семейства GNTR 75
5.2.2 Транскрипционные факторы из семейств GNTR и LYSR у Burkholderia spp 76
5.2.3 PrpR – транскрипционный фактор из подсемейства FADR семейства GNTR 77
5.2.4 PrpQ – транскрипционный фактор из семейства XRE 78
5.2.5 SdhR – транскрипционный фактор из подсемейства HUTC семейства GNTR
5.3 Эволюция систем метаболизма малоната и пропионата у Proteobacteria 82
Заключение 87
Выводы 88
Список используемых сокращений и обозначений 89 Список работ, опубликованных по теме диссертации 90
Благодарности 92
Список литературы .
