Введение к работе
Актуальность темы. Транскрипцию, то есть синтез РНК на матрице ДНК, осуществляют в клетке сложные многосубъединичные ферменты - РНК полимеразы. Дня настройки процесса адаптации к различным физиологическим условиям активность РНК полимераз регулируется разнообразными белковыми и небелковыми факторами.
Важным достижением в почти 50-летней истории изучения РНК-полимераз стало получение трехмерной структуры РНК-полимеразы бактерии Thermus aquaticus, что позволило приписать известные функции определенным структурным элементам, а также начать изучать неизвестные ранее белковые домены. Тем не менее, кристаллическая структура отражает только одну из возможных конформаций фермента. Поэтому информация на основе структурных данных может быть применима лишь с известными ограничениями к мобильному ферменту, цикл работы которого сопровождается конформационными изменениями. Наряду с изучением механизмов базальной транскрипции, можно изучать модуляцию транскрипции разнообразными траснкрипционными факторами. Неоспоримыми достоинством этого подхода можно считать то, что исследуются заведомо функциональные состояния фермента, а полученные данные дают информацию о механизмах регуляции его активности. Количество известных транскрипционных факторов постоянно растет, многообразие механизмов и специфичность их действия способствуют углублению понимания процесса транскрипции.
Более того, ингибиторы бактериальной транскрипции представляют собой большой и практически невостребованный пул потенциальных антибиотиков. Не иск. иочсио.что в ближайшее время, в связи с очевидной проблемой катастрофического увеличения количества устойчивых штаммов бактерий, они и производные на их основе найдут применение в терапии различных заболеваний.
Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучение механизма действия двух видоспецифичных ингибиторов бактериальной транскрипции. В работе ставились следующие задачи:
-
Изучить действие белка р7 бактериофага ХрЮ на РНК-полимеразу бактерии Xanthomonas oryzae. Предсказать роль р7 в регуляции транскрипции фагового генома.
-
Изучить механизм ингибирования РНК-полимеразы Escherichia coli антибактериальным пептидом микроцином J25.
РОС. »ЛЧЧ()!1АЛ!*аД,Ч
6ИЫ ПОТЕКА CUrrcpfvpr
Q3 ЇООУ'ак^
Научная новизна и практическая ценность работы. В работе исследован механизм -ингибирования РНК-полимеразы Xanthomonas oryzae белком р7 бактериофага ХрЮ. Этот уникальный бифункциональный транскрипционный фактор ингибирует инициацию и терминацию транскрипции, связываясь с N-концевым районом ($'-субъединицы. В работе был изучен механизм антитерминации, вызываемой белком р7. Механизм действия этого белка уникален среди изученных факторов транскрипции - он способствует заплетанию дуплекса ДНК позади транскрипционного пузыря. Необходимо отметить, что Xanthomonas oryzae - это бактерия, поражающая рис, основную сельскохозяйственную культуру азиатского региона. Изучение механизма подавления транскрипции этой бактерии, возможно, позволит эффективнее бороться с ней и снизит экономические убытки. В работе изучен механизм ингибирования различных функций РНК-полимеразы Escherichia coli бактерицидным пептидом микроцином J25. Впервые экспериментально была подтверждена приписываемая вторичному каналу функция размещения З'-конна транскрипта в арестованном состоянии. Получены мутации устойчивости к этому антибиотику. Изучение действия, а также анализ частоты возникновения мутаций устойчивости полезны при оценке перспективности микроцина и его производных для разработки антибиотиков на его основе. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, изложения полученных результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста и содержит 35 рисунков. Библиография включает в себя 194 названия, в том числе 1 русское и 193 иностранных.