А.С. Спирин о молекулярных машинах и происхождении жизни

Финансирование

Работа не была финансирована какими-либо фондами или проектами.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Настоящая статья не содержит описания каких-либо исследований с участием людей в качестве объектов.

Список литературы

1. Спирин А. С., Белозерский А. Н., Шугаева Н. В., Ванюшин Б. Ф. (1957) Изучение видовой специфичности нуклеиновых кислот у бактерий, Биохимия, 22, 744-754.

2. Финкельштейн А. В., Разин С. В., Спирин А. С. (2018) Межсубъединичная подвижность рибосомы, Молекуляр. биология, 52, 921-934, doi: 10.1134/S0026898418060083.

3. Watson, J. D., and Crick, F. H. (1953) Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid, Nature, 171, 737-738, doi: 10.1038/171737a0.

4. Watson, J. D., and Crick, F. H. (1953) Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid, Nature, 171, 964-967, doi: 10.1038/171964b0.

5. Spirin, A. S. (2009) The ribosome as a conveying thermal ratchet machine, J. Biol. Chem., 284, 21103-21119, doi: 10.1074/jbc.X109.001552.

6. Газета «Московский университет», 2 сентября 1954 г., URL: http://letopis.msu.ru/content/letopis-biologicheskogo-fakulteta.

7. Спирин А. С. (2007) Ab ovo usque ad mala, Биохимия, 72, 1573-1575, doi: 10.1134/s0006297907120012.

8. Crick, F. H. (1958) On protein synthesis, Symp. Soc. Exp. Biol., 12, 138-163.

9. Roberts, R. B. (1958) Introduction, in Microsomal Particles and Protein Synthesis (Roberts, R. B., ed.) Pergamon Press, N. Y., pp. vii-viii.

10. Belozersky, A. N., and Spirin, A. S. (1958) A correlation between the compositions of deoxyribonucleic and ribonucleic acids, Nature, 182, 111-112, doi: 10.1038/182111a0.

11. Crick, F. H. (1959) The present position of the coding problem, Brookhaven Symp. Biol., 12, 35-39.

12. Jacob, F., and Monod, J. (1961) Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins, J. Mol. Biol., 3, 318-356, doi: 10.1016/s0022-2836(61)80072-7.

13. Спирин А. С. (1957) Изучение видовой специфичности нуклеиновых кислот у бактерий. Дис. канд. биол. наук, Институт биохимии им. А.Н. Баха АН СССР, Москва.

14. Спирин А. С. (1962) Макромолекулярная структура высокомолекулярных рибонуклеиновых кислот. Дис. докт. биол. наук, Институт биохимии им. А.Н. Баха АН СССР, Москва.

15. Гаврилова Л. П., Спирин А. С. (1959) Инфекционная рибонуклеиновая кислота вируса табачной мозаики и ее поведение в процессе потери инфекционности, Биохимия, 24, 503-513.

16. Гаврилова Л. П., Спирин А. С., Белозерский А. Н. (1959) Действие температуры на состояние макромолекул вирусной рибонуклеиновой кислоты в растворе, Докл. АН СССР, 126, 1121-1124.

17. Hall, B. D., and Doty, P. (1959) The preparation and physical chemical properties of ribonucleic acid from microsomal particles, J. Mol. Biol., 1, 111-126, doi: 10.1016/S0022-2836(59)80040-1.

18. Спирин А. С., Мильман Л. С. (1960) Действие температуры на состояние макромолекул высокополимерной рибонуклеиновой кислоты из животных тканей, Докл. AH CCCP, 134, 717-720.

19. Шакулов Р. С., Айтхожин М. А., Спирин А. С. (1962) О скрытой деградации рибосом, Биохимия, 27, 744-751.

20. Kisselev, N. A., Gavrilova, L. P., and Spirin, A. S. (1961) On configurations of high-polymer ribonucleic acid macromolecules as revealed by electron microscopy, J. Mol. Biol., 3, 778-783, doi: 10.1016/s0022-2836(61)80083-1.

21. Спирин А. С., Гаврилова Л. П., Бреслер С. Е., Мосевицкий М. И. (1959) Исследование макромолекулярных структур инфекционной рибонуклеиновой кислоты вируса табачной мозаики, Биохимия, 24, 938-947.

22. Богданова Е. С., Гаврилова Л. П., Дворкин Г. А., Киселев Н. А., Спирин А. С. (1962) Исследования макромолекулярной структуры высокополимерной (рибосомальной) рибонуклеиновой кислоты из Escherichia coli, Биохимия, 27, 387-402.

23. Spirin, A. S. (1960) On macromolecular structure of native high-polymer ribonucleic acid in solution, J. Mol. Biol., 2, 436-446, doi: 10.1016/S0022-2836(60)80054-X.

24. Спирин А. С., Киселев Н. А., Шакулов Р. С., Богданов А. А. (1963) Изучение структуры рибосом: обратимое разворачивание рибосомных частиц в рибонуклеопротеидные тяжи и модель укладки, Биохимия, 28, 920-930.

25. Спирин А. С. (1968) О механизме работы рибосомы. Гипотеза смыкания-размыкания субчастиц, Докл. АН СССР, 179, 1467-1470.

26. Спирин А. С. (2019) Молекулярная биология. Рибосомы и биосинтез белка, Лаборатория знаний, Москва.

27. Spirin, A. S., and Finkelstein A. V. (2011) The ribosome as a Brownian ratchet machine, in Molecular Machines in Biology (Frank, J., ed.) Cambridge Univ. Press, Cambridge, pp. 158-190.

28. Bretscher, M. S. (1968) Translocation in protein synthesis: A hybrid structure model, Nature, 218, 675-677, doi: 10.1038/218675a0.

29. Spirin, A. S. (1968) How does the ribosome work? A hypothesis based on the two subunit construction of the ribosome, Curr. Mod. Biol., 2, 115-127, doi: 10.1016/0303-2647(68)90017-8.

30. Spirin, A. S. (1969) A model of the functioning ribosome: locking and unlocking of the ribosome subparticles, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 34, 197-207, doi: 10.1101/SQB.1969.034.01.026.

31. Спирин А. С. (1986). Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка, Высшая школа, Москва.

32. Nishizuka, Y., and Lipmann, F. (1966) The interrelationship between guanosine triphosphatase and amino acid polymerization, Arch. Biochem. Biophys., 116, 344-351, doi: 10.1016/0003-9861(66)90040-3.

33. Pestka, S. (1968) Studies on the formation of transfer ribonucleic acid–ribosome complexes. III. The formation of peptide bonds by ribosomes in the absence of supernatant enzymes, J. Biol. Chem., 243, 2810-2820, doi: 10.1016/S0021-9258(18)93445-9.

34. Pestka, S. (1969) Studies on the formation of transfer ribonucleic acid-ribosome complexes. VI. Oligopeptide synthesis and translocation on ribosomes in the presence and absence of soluble transfer factors, J. Biol. Chem., 244, 1533-1539, doi: 10.1016/S0021-9258(18)91792-8.

35. Gavrilova, L. P., and Spirin, A. S. (1971) Stimulation of “non-enzymic” translocation in ribosomes by p-chloromercuribenzoate, FEBS Lett., 17, 324-326, doi: 10.1016/0014-5793(71)80177-1.

36. Гаврилова Л. П., Спирин А. С. (1972) Изучение механизма транслокации в рибосомах. II. Активация спонтанной («неэнзиматической») транслокации в рибосомах Escherichia coli парахлормеркурибензоатом, Молекуляр. биология, 6, 311-319.

37. Spirin, A. S. (1978) Energetics of the ribosome, Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol., 21, 39-62, doi: 10.1016/s0079-6603(08)60266-4.

38. Chetverin, A. B., and Spirin, A. S. (1982) Bioenergetics and protein synthesis, Biochim. Biophys. Acta, 683, 153-179, doi: 10.1016/0304-4173(82)90009-x.

39. Четверин А. Б., Спирин А. С. (1983) Биоэнергетика и синтез белка, Успехи биол. химии, 24, 3-39.

40. Astbury, W. T., and Bell, F. O. (1941) Nature of the intramolecular fold in alpha-keratin and alpha-myosin, Nature, 147, 696-699, doi: 10.1038/147696a0.

41. Pauling, L., and Corey, R. B. (1951) The structure of hair, muscle, and related proteins, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 37, 261-271, doi: 10.1073/pnas.37.5.261.

42. Четверин А. Б. (1975) Выделение и очистка белковых факторов элонгации EF-Tu и EF-G и изучение некоторых их свойств. Дипломная работа, МГУ, Москва.

43. Четверин А. Б. (1985) Структурные основы функционирования Na,K-зависимой аденозинтрифосфатазы. Дисс. канд. биол. наук, Институт белка АН СССР, Пущино.

44. Chetverin, A. B., Venyaminov, S. Y., Emelyanenko, V. I., and Burstein, E. A. (1980) Lack of gross protein structure changes in the working cycle of (Na⁺, K⁺)-dependent adenosinetriphosphatase. Evidence from infrared and intrinsic fluorescence spectroscopy data, Eur. J. Biochem., 108, 149-156, doi: 10.1111/j.1432-1033.1980.tb04706.x.

45. Chetverin, A. B., and Brazhnikov, E. V. (1985) Do sodium and potassium forms of Na,K-ATPase differ in their secondary structure? J. Biol. Chem., 260, 7817-7819, doi: 10.1016/S0021-9258(17)39524-8.

46. Ленинджер А. Л. (1976) Биохимия, Мир, Москва.

47. Кахниашвили Д. Г., Спирин А. С. (1977) Зависимость бесфакторных и фактор-промотируемых систем трансляции от температуры. Отсутствие влияния факторов элонгации и ГТФ на энергию активации, Докл. АН СССР, 234, 958-963.

48. Kaziro, Y. (1978) The role of guanosine 5′-triphosphate in polypeptide chain elongation, Biochim. Biophys. Acta, 505, 95-127, doi: 10.1016/0304-4173(78)90009-5.

49. Yokosawa, H., Kawakita, M., Arai, K., Inoue-Yokosawa, N., and Kaziro, Y. (1975) Binding of aminoacyl-tRNA to ribosomes promoted by elongation factor Tu. Studies on the role of GTP hydrolysis, J. Biochem., 77, 719-728, doi: 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a130775.

50. Belitsina, N. V., Glukhova, M. A., and Spirin, A. S. (1975) Translocation in ribosomes by attachment-detachment of elongation factor G without GTP cleavage: evidence from a column-bound ribosome system, FEBS Lett., 54, 35-38, doi: 10.1016/0014-5793(75)81062-3.

51. Спирин А. С. (1984) Котрансляционное сворачивание, компартментализация и модификация белка, Молекуляр. биология, 18, 1445-1460.

52. Spirin, A. S. (1985) Ribosomal translocation: facts and models, Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol., 32, 75-114, doi: 10.1016/s0079-6603(08)60346-3.

53. Spirin, A. (1987) Structural dynamic aspects of protein synthesis on ribosomes, Biochimie, 69, 949-956, doi: 10.1016/0300-9084(87)90228-8.

54. Spirin, A. S. (1988) Energetics and dynamics of the protein-synthesizing machinery, in The Roots of Modern Bio-chemistry. Fritz Lippmann’s Squiggle and its Consequences (Kleinkauf, H., von Döhren, H., and Jaenicke, L., eds.) Walter de Gruyter and Co., Berlin, pp. 511-533.

55. Eisenberg, E., and Hill, T. L. (1985) Muscle contraction and free energy transduction in biological systems, Science, 227, 999-1006, doi: 10.1126/science.3156404.

56. Cooke, R. (1986) The mechanism of muscle contraction, CRC Crit. Rev. Biochem., 21, 53-118, doi: 10.3109/10409238609113609.

57. Astumian, R. D., and Hänggi, P. (2002) Brownian motors, Phys. Today, 55, 33-39, doi: 10.1063/1.1535005.

58. Cordova, N. J., Ermentrout, B., and Oster, G. F. (1992) Dynamics of single-motor molecules: the thermal ratchet model, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89, 339-343, doi: 10.1073/pnas.89.1.339.

59. Magnasco, M. O. (1993) Forced thermal ratchets, Phys. Rev. Lett., 71, 1477-1481, doi: 10.1103/PhysRevLett.71.1477.

60. Hänggi, P., and Bartussek, R. (1996) Brownian rectifiers: how to convert Brownian motion into directed transport, Lecture Notes Physics, 476, 294-308, doi: 10.1007/BFb0105447.

61. Chowdhury, D. (2013) Stochastic mechano-chemical kinetics of molecular motors: a multidisciplinary enterprise from a physicist’s perspective, Physics Rep., 529, 1-197, doi: 10.1016/j.physrep.2013.03.005.

62. Engelhardt, W. A., and Ljubimowa, M. N. (1939) Myosine and adenosinetriphosphatase, Nature, 144, 668-669, doi: 10.1038/144668b0.

63. Szent-Györgyi, A., and Banga, I. (1941) Adenosinetriphosphatase, Science, 93, 158, doi: 10.1126/science.93.2407.158.

64. Lipmann, F. (1969) Polypeptide chain elongation in protein biosynthesis, Science, 164, 1024-1031, doi: 10.1126/science.164.3883.1024.

65. Spirin, A. S. (2002) Ribosome as a molecular machine, FEBS Lett., 514, 2-10, doi: 10.1016/s0014-5793(02)02309-8.

66. Spirin, A. S. (2004) The ribosome as an RNA-based molecular machine, RNA Biol., 1, 3-9, doi: 10.4161/rna.1.1.889.

67. Спирин А .С. (2002) РНК-полимераза как молекулярная машина, Молекуляр. биология, 36, 208-215.

68. Proshkin, S., Rahmouni, A. R., Mironov, A., and Nudler, E. (2010) Cooperation between translating ribosomes and RNA polymerase in transcription elongation, Science, 328, 504-508, doi: 10.1126/science.1184939.

69. Спирин А. С. (2003) Рибонуклеиновые кислоты как центральное звено живой материи, Вестник РАН, 73, 117-127.

70. Белозерский А. Н. (1959) О видовой специфичности нуклеиновых кислот у бактерий. Труды Первого международного симпозиума о возникновении жизни на Земле, Москва, 19-24 августа 1957 г., с. 198-205.

71. Спирин А. С. (2005) Мир РНК и его эволюция, Молекуляр. биология, 39, 550-556.

72. Crick, F. H. (1968) The origin of the genetic code, J. Mol. Biol., 38, 367-379, doi: 10.1016/0022-2836(68)90392-6.

73. Orgel, L. E. (1968) Evolution of the genetic apparatus, J. Mol. Biol., 38, 381-393, doi: 10.1016/0022-2836(68)90393-8.

74. Kruger, K., Grabowski, P. J., Zaug, A. J., Sands, J., Gottschling, D. E., and Cech, T. R. (1982) Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena, Cell, 31, 147-157, doi: 10.1016/0092-8674(82)90414-7.

75. Guerrier-Takada, C., Gardiner, K., Marsh, T., Pace, N., and Altman, S. (1983) The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme, Cell, 35, 849-857, doi: 10.1016/0092-8674(83)90117-4.

76. Gilbert, W. (1986) Origin of life: the RNA world, Nature, 319, 618, doi: 10.1038/319618a0.

77. Nissen, P., Hansen, J., Ban, N., Moore, P. B., and Steitz, T. A. (2000) The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis, Science, 289, 920-930, doi: 10.1126/science.289.5481.920.

78. Spirin, A. S. (2002) Omnipotent RNA, FEBS Lett., 530, 4-8, doi: 10.1016/s0014-5793(02)03434-8.

79. Спирин А. С. (2001) Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни, Вестник РАН, 71, 320-328.

80. Ferris, J. P., and Ertem, G. (1992) Oligomerization of ribonucleotides on montmorillonite: reaction of the 5′-phosphorimidazolide of adenosine, Science, 257, 1387-1389, doi: 10.1126/science.1529338.

81. Orgel, L. E. (1998) The origin of life – a review of facts and speculations, Trends Biochem. Sci., 23, 491–495, doi: 10.1016/s0968-0004(98)01300-0.

82. Spirin, A. S., Baranov, V. I., Ryabova, L. A., Ovodov, S. Y., and Alakhov, Y. B. (1988) A continuous cell-free translation system capable of producing polypeptides in high yield, Science, 242, 1162-1164, doi: 10.1126/science.3055301.

83. Lewin, R. (1983) The birth of recombinant RNA technology, Science, 222, 1313-1315, doi: 10.1126/science.6197753.

84. Miele, E. A., Mills, D. R., and Kramer, F. R. (1983) Autocatalytic replication of a recombinant RNA, J. Mol. Biol., 171, 281-295, doi: 10.1016/0022-2836(83)90094-3.

85. Morozov, I. Yu., Ugarov, V. I., Chetverin, A. B., and Spirin, A. S. (1993) Synergism in replication and translation of messenger RNA in a cell-free system, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90, 9325-9329, doi: 10.1073/pnas.90.20.9325.

86. Chetverin, A. B., and Spirin, A. S. (1995) Replicable RNA vectors: Prospects for cell-free gene amplification, expression and cloning, Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol., 51, 225-270, doi: 10.1016/s0079-6603(08)60880-6.

87. Sumper, M., and Luce, R. (1975) Evidence for de novo production of self-replicating and environmentally adapted RNA structures by bacteriophage Qβ replicase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72, 162-166, doi: 10.1073/pnas.72.1.162.

88. Спирин А. С. (2007) Когда, где и в каких условиях мог возникнуть и эволюционировать мир РНК? Палеонт. журн., 5, 11-19.

89. Munishkin, A. V., Voronin, L. A., and Chetverin, A. B. (1988) An in vivo recombinant RNA capable of autocatalytic synthesis by Qβ replicase, Nature, 333, 473-475, doi: 10.1038/333473a0.

90. Chetverin, A. B., Chetverina, H. V., and Munishkin, A. V. (1991) On the nature of spontaneous RNA synthesis by Qβ replicase, J. Mol. Biol., 222, 3-9, doi: 10.1016/0022-2836(91)90729-p.

91. Chetverina, H. V., and Chetverin, A. B. (1993) Cloning of RNA molecules in vitro, Nucleic Acids Res., 21, 2349-2353, doi: 10.1093/nar/21.10.2349.

92. Chetverin, A. B., Chetverina, H. V., Demidenko, A. A., and Ugarov, V. I. (1997) Nonhomologous RNA recombination in a cell-free system: evidence for a transesterification mechanism guided by secondary structure, Cell, 88, 503-513, doi: 10.1016/s0092-8674(00)81890-5.

93. Chetverina, H. V., Demidenko, A. A., Ugarov, V. I., and Chetverin, A. B. (1999) Spontaneous rearrangements in RNA sequences, FEBS Lett., 450, 89-94, doi: 10.1016/s0014-5793(99)00469-x.

94. Четверин А. Б. (1999) Новый взгляд на рекомбинацию РНК, Молекуляр. биология, 33, 985-996.

95. Spirin, A. S. (2010) Ancient RNA world, Paleontol. J., 44, 737-746, doi: 10.1134/S003103011007004X.

96. Опарин А. И. (1924) Происхождение жизни, Московский рабочий, Москва.

97. Tuerk, C., and Gold, L. (1990) Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase, Science, 249, 505-510, doi: 10.1126/science.2200121.

98. Спирин А. С. (2005) Происхождение, возможные формы существования и размеры первозданных особей, Палеонт. журн., 4, 25-32.

99. Woese, C. (1998) The universal ancestor, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 6854-6859, doi: 10.1073/pnas.95.12.6854.

100. Spirin, A. S. (2013) The emergence of molecular machines as a prerequisite of the ancient RNA world evolution, Paleontol. J., 47, 1016-1029, doi: 10.1134/S0031030113090190.