????? ??????????? ?????? ? ?????? ???????????????????

1
????????????? ???????? ? ??????????????
????????????? ??? ????? ??????? ?? ?????????,
???? ?????? ??? ?????

• ?.?.???????? (???? ???)
• 3-? ????? ?????, ??????, ???? 2004

2
??????? ??????????? ??????????????????
3
?????? ?????????????? ?????

• ????? ??????????? ?????? ? ??????
  ??????????????????? ??????? ??????? ??
  ?????????
• ?????????????? ????? (?????????????? ??????)
• ?????????????? ??????? (??????????????? ????????,
  ?????????? ??????? ? ?.?.)

4

• ?????? ?? ?????? ?????????????? ????? ????
  ??????????? ???????????????? 50-75 ????? ? ?????
  ??????
• ??
• 100 ???????????? ????????????? ????? (??? ??
  ?????? ?????????? ???? ??? ????????? ???????)
• ????????? ???????, ??? ??????? ??????????
  ????????????? ? ??????? ????????
• ? ?????? ?????? 5-10 ?????????????? ????? ?
  ??????????? ????????
• ?????? ????????????? ????????????? ? ????????????
  ?????????? (????????????, ??????? ????????????)
• ?????? ????? ???-?? ????????????? ?????

5
?????? ??????
6
????????????? ???????? ? ??????????????
?????????????
?????????????? ????????????? ????????????? ????????
??????????? ?????? (???? ? ??????) ?????? ????????????????? ????????????? ?????? ???????????? ???????? ????????? ????? ? ?????????????? ? ?????????????? ???????? ????????? ?????????????

7
?????????? ???????
E. chrysanthemi
8
? ????????? ???????????????????
E. chrysanthemi
Y. pestis
K. pneumoniae
9
???????????? ? ?????????????
10
????? ????? ???????? KdgR ? E. chrysanthemi

• ppsA ????????????????-???????
• ydiA
• chmX ?????????? (???????? ??????)
• dhfX ?????????????????? ????????
• spiX ????????? (?????? KduI)
• yjgK ????????? ? ?????? ????? ????
• tpfX
• ydiV ???????????
• sotA ??????? ??????? (????????? ??????????????)
• gntDBMNAC ABC-???????????
• yeeO ???????????

11
YpaA ??????????? ???????????

• 5 ????????????? ??-????????? gt ?????????????
  ???????????
• ???????????? RFN-??????? gt ??-????????? ? ??????
  ??????????? ??????????? gt ????????? ???????????
  ??? ???????????????
• S. pyogenes, E. faecalis, Listeria ???? ypaA,
  ??? ????? ?????????? ??????????? gt ?????????
  ???????????
• ???????????? YpaA ?????????????? ???????????
  (Gelfand et al., 1999)
• ????????
• YpaA ????????? ?????????? (???????????? ??????,
  ??????? ? ??., 2000)
• ypaA ???????????? ???????????? (?????? ??????????
  ?? ??????????, Lee et al., 2001 ??????
  ???????????, Winkler et al., 2002).

12
????? ????????? ????????????? ???????????
S-box (rectangle frame)MetJ (circle
frame)LYS-element (circles)Tyr-T-box
(rectangles)
malate/lactate
13
?????????????? ????????????? ???? ??????????
??????
14
????????????? ???? ??????????????? ?????????????
? B. subtilis ? ??????????? ????????? - 0

• dapD (yquQ)
• ??????? ?????????? ???? E. coli

15
????????????? ???? ??????????????? ?????????????
? B. subtilis ? ??????????? ????????? - 1

• patA
• ???????????-??????-????????? ???????????????? (??
  ?????????)
• ??-???????????? ? ??-???????????? ? ??????
  ?????????? ?????? ?? ?????? ????-?????????????
  ?????????

16
????????????? ???? ??????????????? ?????????????
? B. subtilis ? ??????????? ????????? - 2

• ykuR
• N-????-L-???????????? ?????????????? (??
  ?????????)
• ??-???????????? ? ??-???????????? ? ?????
  ?????????? ?????? dapD ?? ??????
  ????-????????????? ?????????
• ? ????????? ??????? ??????????? ? ????????
  ?????????? ???????, ????????????? LYS-?????????

17
????????????? ???? ??????????????? ?????????????
? B. subtilis ? ??????????? ????????? - 3

• dapX
• dapF ??????????? ? ????????? ????????
  (Staphylococcus aureus, Oenococcus oeni,
  Leuconostoc mesenteroides)
• ?? ???? ???? ??????? ???? dapX, ????????????
  ?????????? ???????? ? ?????? ??????????
• ? S. aureus dapX ??????????? ? ????????
  ?????????? ???????
• ? O. oeni ?????? dapX-asd ???????????? LYS-??????
  dapX ???

18
?????????????? ????????????? ???? ??????????
?????????? (???????? ?12)
????????????? ????? ?????????, ?????????????
??????????, ????????????? ????????? ? ????????
19
???????????? ????????

• ?????? ?????? ?????? FadR
• ?????? ??????? ThiN
• ????????? ?????? ???? ???????????????
  ?????????????
• ???????? ???? ??????? ???????? ?? ????????? ?
  ???? ??-?????????? ?????????
• ????????? ?????????? ChlID, BluB, PduO, PduX,
  CobY, CobZ, CblXY, CblZ, BhiB, BtuS
• ???? ??????????? ????????? ??????? ?
  ??????????????
• ?????? ?????????? ? ?????? ????????? TrpG/PabA
• ????????? ??????? BioZ, BioK

20
???????????? ????????????

• ????????????
• ????????
• ???????
• ?????????
• ?????
• ???????
• ????????
• ??????????
• ?????? ? ?????????????
• ? ??? ?????, ?????? ??? ?????????? (????????????,
  ???????????? ????????)

• ???????
• ??????
• ????
• ???????
• ??????
• ???????? ? ?? ???????????????
• ??????
• ?????? (?1)
• ?????????? (?2)
• ????????? (?12)

21
???????????? ???????????? ???????

• MtaR (???????????? ????????? ?????????????)
• BioR (?????????? ????????? ???????? ? ?????)
• ZUR ? AdcR (???????? ??????????)
• ????????? ??????????? ??????? ? ??????????????
  (????????? ???????? ???????????)
• ????????? ??????? ????????????? ???????????
  (????????????)
• ????????? ?????? ?????? ?? ????????????? (quorum
  sensing ?????????? ? ????????????)
• ??????? ????????????? (??????????, ??????)
• ??????????? ?????????????? ????????
• ???????????? ??????? ????? (???????? ???, ??????,
  ?????????? ?????, ?????? ??????????)

22
?????????????? ????????????
???????????? ?????(?)
??????????? ??????????? yqiXYZ ????????????? ? ????????? ???????? (Bacillus subtilis)
?????????????? ??????????? YpaA ????????????? ? ????????? ????-????????????? ???????? (Bacillus subtilis)
????-??? ????????????? FadE ?????????? ????? yafH ?????-?????????????? (Escherichia coli)
?????????????? ???-????????????? ???????? (Bacillus subtilis, Escherichia coli)
?????????? ???-????????????? ???????? ? ????? (Bacillus subtilis, Escherichia coli)
ThiN ( ThiD), ????????? ??????? T. maritima, ????? (Methanobacterium thermoautotrophicum)
???????????? ??????????? MetD Bacillus subtilis, Escherichia coli
??????????? ??????????????????? ogtABCD (togMNAB) ?????-?????????????? (Erwinia chrysanthemi)
23
????????????? ???????? ?????? ?????????? ?????

• ??? ???? ????? ? ?????????
• ??????????? ? ???-???????????, ?????????,
  ?????????? ??????
• ?????????????? ? ????????? ? ?????? ??????

24
?????? ? ??????????
nZURFUR family
???
AdcR ?MarR family
pZURFUR family
25
?????????? ? ???????
nZUR-?
nZUR-?
GAAATGTTATANTATAACATTTC
GATATGTTATAACATATC
GTAATGTAATAACATTAC
TTAACYRGTTAA
AdcR
pZUR
TAAATCGTAATNATTACGATTTA
26
???????????? ???????? nZUR

• GTAATGTAA TAACATTAC (alpha most genera)
• GATATGTTA TAACATATC (alpha Rhodobacter)
• GAAATGTTATANTATAACATTTC (gamma)
• GaaATGTtA-----TAACATttC (consensus of consensi)

27
????????????

• ???????? ???????????? ?????? AdcABC ? YciC
• ???????? ??????????? ?????? AdcABC ? YciC
• ????????????? ???????????? ? ????? ?? ?????????
  ??????????????

28
zinT ?????????
zinT ???????????? ????????? ???????????? (nZUR-?,
nZUR-?, pZUR)
zinT ?????????
E. coli, S. typhi, K. pneumoniae
Gamma-proteobacteria
Alpha-proteobacteria
A. tumefaciens, R. sphaeroides
B. subtilis, S. aureus S. pneumoniae, S. mutans,
S. pyogenes, L. lactis, E. faecalis
Bacillus group
Streptococcus group
????? adcA-zinT
adcA-zinT ???????????? ????????? ????????????
(pZUR, AdcR) (ex. L.l.)
29
ZinT ?????? ???????? ??????????????????
TM
Zn
AdcA
Y. pestis, V. cholerae, B. halodurans
ZinT
S. aureus, E. faecalis, S. pneumoniae, S.
mutans, S. pyogenes
E. coli, S. typhi, K. pneumoniae, A. tumefaciens,
R. sphaeroides, B. subtilis
L. lactis
30
ZinT ??????

• ZinT ????? ???????? ??????? ?????????
  ????????????
• zinT ??????????????? ??? ?????????? ?????
• ZinT ??????????? ?? ??????????? ?????? (?????
  ??????????????? ?????)
• ZinT ????? ????-??????????? ?????
• ?????
• ZinT ????? ??? ????-??????????? ?????????? ABC
  ????????????

31
????????? ?????? PHT (pneumococcal histidine
triad) ? ?????????????
S. pneumoniae
S. pyogenes
S. equi
S. agalactiae
phtE
lmb
phtD
lmb
phtD
phtB
phtA
phtY
32
??????????? ???????? ?????? PHT

• ????? PHT ???????? ????????????? ????? ??????
  HxxHxH
• ????? PHT ?? S. pneumoniae ??? ???????? ?
  ??????? ???????? 65-95
• ????? PHT ????? N-???????? ??????????? ???????
• ??????????? ?????? PHT ?? S. pneumoniae ??
  ??????????? ????????????? ?????? ???? ????????
  ????????? ???????????

33
????? PHT

• ??????????????? ? ???????? ?????????? ?????
• ???????????? ?? ??????????? ????????? ????????
• ???????? ????-??????????? ??????
• ????????
• ??? ????? ????????? ????????????? ?????

34
??????? ?

• ????-??????????? ?????? ? ?????????????
• EEEHEEHDHGEHEHSH
• HSHEEHGHEEDDHDHSH
• EEHGHEEDDHHHHHDED
• DEHGEGHEEEHGHEH
• (????????-????????-????????)

• ???????????? ?????? ? ?????? PHT
• HGDHYHY 7 out of 21
• HGDHYHF 2 out of 21
• HGNHYHF 2 out of 21
• HYDHYHN 2 out of 21
• HMTHSHW 2 out of 21
• (????????????? ???????????? ?????????? ?
  ????????????? ???????????)

35
??????????? ???????

• ??? phtD ?????? ? ?????? ? ????? lmb ?? ????
  ?????????????
• Lmb ???????, ??????????? ? ??????????
  ????????????? ? ?????????????? ????????
• PhtY ? S. pyogenes
• phtY ???????????? AdcR
• PhtY ??????? ?? ???? ???????

4 HIS TRIADS
36
????? PH? ?????? ???????

• ????? PHT ????????????? ??? ?????????? ?????
• ????? PHT ???????????? ?? ??????????? ??????
• ????? PHT ???????? ????-??????????? ??????
• phtD ???????? ????????????? ?????? ? ?????
  ????????
• PhtY ???????? ????? ??????????? ?????????? ??
  ???????
• ????????
• ????? PHT ??? ???????? ????????? ?
  ????????????? ? ?????? ??????? ??? ??????????
  ???????

37
???? ? ???????? ?????? ???????
L36 L33 L31 S14
E. coli, S.typhi
K. pneumoniae
Y. pestis,V. cholerae ?
B subtilis
S. aureus
Listeria spp.
E. faecalis ?
S. pne., S. mutans
S. pyo., L. lactis
nZUR
pZUR
AdcR
38
(? ??????? ????? ???????? ?????)
L36 L33 L31 S14
E. coli, S.typhi () ()
K. pneumoniae () ()
Y. pestis,V. cholerae () ? ()
B subtilis () () () ()
S. aureus () () ()
Listeria spp. () () ()
E. faecalis () () ? ()
S. pne., S. mutans () () ()
S. pyo., L. lactis () () ()
nZUR
pZUR
AdcR
39
?????? ??????????

• Makarova-Ponomarev-Koonin, 2001
• L36, L33, L31, S14 ??? ???????????? ??????????
  ?????, ??????????????? ?????, ??? ? ????? ??????
• L36, L33, L31, S14 ?????? ?? ???? ??????????
  ??????, ?????????? ????? ???????? ????? (??????
  ????????)
• ?? ???? (??? ?????) ????? L36, L33, L31, S1,
  ?????? ???? ???????? ????? ???????? ?????, ?
  ?????? ???
• ????? ?????, ?????????? ???????? ??????????
  ??????, ??? ??????? ???? ???????????? ????????
  ???????????, ? ??????????????? ????? ??????? ??
  ????? ?????? ???????? ?????

40
?????? ????????
???????????? ????? ???? ???? ?????????
??????????, ???????? ????????
?????????? ?????
41
??????? ????????
???????????? ????? ????? ??????? ???????? ?????,
?? ?????????? ????? ???????? ??? ?????????
?????????? ?????
42
???????????? ????????
Sufficient Zn
ribosomes
R
repressor
Zn-dependentenzymes
Zn starvation
R
43
???????????? (Proc Natl Acad Sci U S A. 2003
Aug 19100(17)9912-7.)
? ????????????? (Mol Microbiol. 2004
Apr52(1)273-83.)
44
???????????

• ?????? ???? ??????
• ?????????? ????? ?? ????????????????? ?????
• ???????????? ???????????
• ?????????? ???????????? ??????
• ?????-???????? ??????????????
• ?????-??????? ??????????????
• ?????????????
• ?????????
• ????????????? ???????????
• ????????? ?????????
• ????? ? ???????????? ????????? ???????

45

• ?.?.???????
• ?.?.???????????
• ?.?.??????
• ?.?.????????
• ?.?.????????
• Eugene Koonin
• Andrei Osterman
• Pavel Pevzner
• Nicole Hugovieux-Cotte-Pattat

• ?.????????
• ?.????????
• ?.????????
• ?.??????
• ?.???????
• ?.???????
• ?.???????
• ?.??????????
• ?.????????????
• ?.?????????
• ?.???????
• ?.????????