Metal activation of enzymes in nucleic acid biochemistry

Chemical Reviews

Volumn 98, Issue 3, 1998, Pages 1067-1087

  Cowan, James A ^a  

^a OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000001528     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr960436q     Document Type: Article

References (168)

1. Biological Chemistry of Magnesium; Cowan J. A., Ed.; VCH: New York, 1995.
2. Wilcox, D. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2435-2458.
3. Mizuguchi, H.; Cook, P. F.; Hasemann, C. A.; Uyeda, K. Biochemistry 1997, 36, 8775-8784.
4. Kasho, V. N.; Stengelin, M.; Smirnova, I. N.; Faller, L. D. Biochemistry 1997, 36, 8045-8052.
5. Richardson, C. C. Annu. Rev. Biochem. 1969, 38, 795-840.
6. Tsai, M. D.; Yan, H. Biochemistry 1991, 30, 6806-6818.
7. Yan, H.; Tsai, M. D. Biochemistry 1991, 30, 5539-5546.
8. Black, C. B.; Huang, H.-W.; Cowan, J. A. Coordn. Chem. Rev. 1994, 135/136, 165-202.
9. Cowan, J. A. Comments Inorg. Chem. 1992, 13, 293-312.
10. Cowan, J. A. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 168-176.
11. Falke, J. J.; Snyder, E. E.; Thatcher, K. C.; Voertler, C. S. Biochemistry 1991, 30, 8690-8697.
12. Snyder, E. E.; Buoscio, B. W.; Falke, J. J. Biochemistry 1990, 29, 3937-3943.
13. Cowan, J. A. Inorganic Biochemistry. An Introduction, 2nd ed.; Wiley-VCH; New York, 1997; pp 1-16.
14. Frausto da Silva, J. J. R.; Williams, R. J. P. The Biological Chemistry of the Elements. The Inorganic Chemistry of Life; Clarendon Press: Oxford, 1991; pp 244-245.
15. Cowan, J. A. Inorg. Chim. Acta 1998, in press.
16. Black, C. B.; Foster, M.; Cowan, J. A. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 500-506.
17. Cowan, J. A. Inorganic Biochemistry. An Introduction, 2nd ed.; Wiley-VCH: New York, 1997; pp 291-303.
18. Calcium in Biology; Wiley-Interscience: New York, 1983.
19. Zaychikov, E.; Martin, E.; Denissova, L.; Kozlov, M.; Markovtsov, V.; Kashlev, M.; Heumann, H.; Nikiforov, V.; Goldfarb, A.; Mustaev, A. Science 1996, 273, 107-109.
20. Joyce. C. M.; Steitz., T. A. Annu. Rev. Biochem. 1994, 63, 777.
21. Jablonski, S. A.; Morrow, C. D. J. Virol. 1995, 69, 1532-1539.
22. Copeland, W. C.; Wang, T. S. F. J. Biol. Chem. 1993, 268, 11028-11040.
23. Copeland, W. C.; Lam, N. K.; Wang, T. S. F. J. Biol. Chem. 1993, 268, 11041-11049.
24. Gerhold, D. L.; Pettinger, A. J.; Hadwiger, L. A. Physiol. Mol. Plant Pathol. 1993, 43, 33-46.
25. Pelletier, H.; Sawaya, M. R.; Wolfle, W., Samuel H.; Kraut, J. Biochemistry 1996, 35, 12762-12777.
26. Pelletier, H.; Sawaya, M. R. Biochemistry 1996, 35, 12778-12787.
27. Ricchetti, M.; Buc, H. EMBO J. 1993, 12, 387-396.
28. Focher, F.; Verri, A.; Maga, G.; Spadari, S.; Huebscher, U. FEBS Lett. 1990, 259, 349-352.
29. Tabor, S.; Richardson, C. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 4076-4080.
30. Cao, W.; Mayer, A. N.; Barany, F. Biochemistry 1995, 34, 2276-2283.
31. New England Biolabs, Inc. Catlog 1996/97, 241.
32. Auer, T.; Landre, P. A.; Myers, T. W. Biochemistry 1995, 34, 4994-5002.
33. Eder, P. S.; Walder, J. A. J. Biol. Chem. 1991, 266, 6472-6479.
34. Black, C. B.; Cowan, J. A. Inorg. Chem. 1994, 33, 5805-5808.
35. Black, C. B.; Cowan, J. A. Eur. J. Biochem. 1997, 243, 684-689.
36. Friedhoff, P.; Kolmes, B.; Gimadutdinow, O.; Wende, W.; Krause, K. L.; Pingoud, A. Nucleic Acids Res. 1996, 24, 2632-2639.
37. Jou, R.; Cowan, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6685-6686.
38. Jeltsch, A.; Alves, J.; Wolfes, H.; Maass, G.; Pingoud, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 8499-8503.
39. Vipond, I. B.; Baldwin, G. S.; Halford, S. E. Biochemistry 1995, 34, 697-704.
40. Hale, S. P.; Poole, L. B.; Gerlt, J. A. Biochemistry 1993, 32, 7479-7487.
41. Jeltsch, A.; Alves, J.; Maass, G.; Pingoud, A. FEBS Lett. 1992, 304, 4-8.
42. Baldwin, G. S.; Vipond, I. B.; Halford, S. E. Biochemistry 1995, 34, 705-714.
43. Demple, B.; Johnson, A.; Fung, D. Proc. Natl. Acad, Sci. U.S.A. 1986, 83, 7731-7735.
44. Huang, H.-W.; Cowan, J. A. Eur. J. Biochem. 1994, 219, 253-260.
45. Shimamura, S.; Hibasami, H.; Kano, U.; Watanabe, S.; Suzuki, S.; Nakashima, K. Int. J. Biochem. 1990, 22, 545-549.
46. Bachrach, U.; Abu-Elheiga, L. Eur. J. Biochem. 1990, 191, 633-637.
47. Casareno, R. L. B.; Cowan, J. A. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1996, 1813-1814.
48. Beese, L. S.; Steitz, T. A. EMBO J. 1991, 10, 25-33.
49. Bujacz, G.; Jaskolski, M.; Alexandratos, J.; Wlodawer, A.; Merkel, G.; Katz, R. A.; Skalka, A. M. Structure 1996, 4, 89-96.
50. Kostrewa, D.; Winkler, F. K. Biochemistry 1995, 34, 683-696.
51. Bruice, T. C.; Tsubouchi, A.; Dempcy, R. O.; Olson, L. P. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9867-9875.
52. Deal, K. A.; Hengge, A. C.; Burstyn, J. N. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1713-1718.
53. Jenkins, L. A.; Bashkin, J. K.; Autrey, M. E. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6882-6825.
54. Kanyo, Z. F.; Scolnick, L. R.; Ash, D. E.; Christianson, D. W. Nature 1996, 383, 554.
55. Jenkins, J.; Janin, J.; Rey, F.; Chiadmi, M.; van Tilbeurgh, H.; Lasters, I.; De Maeyer, M.; Van Belle, D.; Wodak, S. J.; Lauwereys, M.; Stanssens, P.; Mrabet, N. T.; Snauwaert, J.; Matthyssens, G.; Lambeir, A.-M. Biochemistry 1992, 31, 5449-5458.
56. Almassey, R. J.; Janson, C. A.; Hamlin, R.; Xuong, X. H.; Eisenberg, D. Nature 1986, 323, 304.
57. Vipond, I. B.; Halford, S. E. Biochemistry 1995, 34, 1113-1119.
58. Aaqvist, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2860-2868.
59. Pyle, A. M. Science 1993, 261, 7089.
60. Steitz, T. A.; Steitz, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 6498-6502.
61. Ollis, D. L.; Brick, P.; Hamlin, R.; Xuong, N. G.; Steitz, T. A. Nature (London) 1985, 313, 762-766.
62. Black, C. B.; Cowan, J. A. Manuscript submitted.
63. Ceska, T. A.; Sayers, J. R.; Stier, G.; Suck, D. Nature 1996, 382, 90-93.
64. Fothergill, M.; Goodman, M. F.; Petruska, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11619-11627.
65. Christianson, D. W.; Lipscomb, W. N. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 62-69.
66. Black, C. B.; Cowan, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1174-1178.
67. Shriver, D. F.; Atkins, P. W.; Langford, C. H.; Inorganic Chemistry; 2nd ed.; Freeman: New York, 1994.
68. Rawlings, J.; Speckhard, D. C.; Cleland, W. W. Biochemistry 1993, 32, 11204-11210.
69. Cornelius, R. D.; Cleland, W. W. Biochemistry 1978, 17, 3279.
70. Kim, S.; Cowan, J. A. Inorg. Chem. 1992, 31 3495-3496.
71. Hampel, A.; Cowan, J. A. Chem. Biol. 1997, 4, 513-517.
72. Casareno, R.; Li, D.; Cowan, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11011-11012.
73. Katayanagi, K.; Okumura, M.; Morikawa, K. Proteins: Struct., Funct. Genet. 1993, 17, 337-346.
74. Heydenreich, A.; Koellner, G.; Choe, H.-W.; Cordes, F.; Kisker, C.; Schindelin, H.; Adamiak, R.; Hahn, U.; Saenger, W. Eur. J. Biochem. 1993, 218, 1005-1012.
75. Volbeda, A.; Lahm, A.; Sakiyama, F.; Suck, D. EMBO J. 1991, 10, 1607-1618.
76. Pingoud, A.; Jeltsch, A. Eur. J. Biochem. 1997, 246, 1-22.
77. Jeltsch, A.; Maschke, H.; Selent, U.; Wenz, C.; Kohler, E.; Connolly, B. A.; Thorogood, H.; Pingoud, A. Biochemistry 1995, 34, 6239-46.
78. Thielking, V.; Selent, U.; Kohler, E.; Landgraf, A.; Wolfes, H.; Alves, J.; Pingoud, A. Biochemistry 1992, 37, 3727-3732.
79. Piccirilli, J. A.; Vyle, J. S.; Caruthers, M. H.; Cech, T. R. Nature 1993, 361, 85.
80. Moon, B. J.; Vipond, I. B.; Halford, S. E. J. Biochem. Mol. Biol. 1996, 29, 17-21.
81. Vipond, I. B.; Moon, B.-J.; Halford, S. E. Biochemistry 1996, 35, 1712-1721.
82. Rosenberg, J. M. Curr. Opin. Struct. Biol. 1991, 1, 104-113.
83. Alves, J.; Urbanke, C.; Fliess, A.; Maass, G.; Pingoud, A. Biochemistry 1989, 28, 7879-7888.
84. Newman, M.; Strzelecka, T.; Dorner, L. F.; Schildkraut, I.; Aggarwal, A. K. Science 1995, 269, 656-663.
85. Cheng, X.; Balendiran, K.; Schildkraut, I.; Anderson, J. E. EMBO J. 1994, 13, 3927-3935.
86. Aggarwal, A. K. Curr. Opin. Struct. Biol. 1995, 5, 11-19.
87. Gromova, E. S.; Vinogradova, M. N.; Uporova, T. M.; Gryaznova, O. I.; Isagulyants, M. G.; Kosykh, V. G.; Nikol'skaya, I. I.; Shabarova, Z. A. Bioorg. Khim. 1987, 13, 269-72.
88. Weiss, B. In The Enzymes, 3rd ed.; Academic Press: New York, 1981; Vol. 14, pp 203-231.
89. Mol, C. D.; Kuo, C.-F.; Thayer, M. M.; Cunningham, R. P.; Tainer, J. A. Nature 1995, 374, 381-386.
90. Row, Y. W. Biochemistry 1989, 28, 3280-3287.
91. Katayanagi, K.; Miyagawa, M.; Matsushima, M.; Isikawa, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M.; Matsuzaki, T.; Morikawa, K. Nature 1990, 347, 306-309.
92. Kashiwagi, T.; Jeanteur, D.; Haruki, M.; Katayanagi, K.; Kanaya, S.; Morikawa, K. Protein Eng. 1996, 9, 857-867.
93. Katayanagi, K.; Miyagawa, M.; Matsushima, M.; Ishikawa, M.; Kanaya, S.; Nakamura, H.; Ikehara, M.; Matsuzaki, T.; Morikawa, K. J. Mol. Biol. 1992, 223, 1029-1052.
94. Katayanagi, K.; Ishikawa, M.; Okumura, M.; Ariyoshi, M.; Kanaya, S.; Kawano, Y.; Suzuki, M.; Tanaka, I.; Morikawa, K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 22092-22099.
95. Needham, J. V.; Chen, T. Y.; Falke, J. J. Biochemistry 1993, 32, 3363-3367.
96. Yang, W.; Hendrickson, W. A.; Crouch, R. J.; Satow, Y. Science 1990, 249, 1398-1406.
97. Davies, J. F.; Hostomska, Z.; Hostomsky, Z.; Jordan, S. R.; Matthews, D. A. Science 1991, 252, 88-95.
98. Oda, Y.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Kanaya, S.; Kuroda, Y.; Nakamura, H. Biochemistry 1994, 33, 5275-5284.
99. Oda, Y.; Nakamura, H.; Kanaya, S.; Ikehara, M. J. Biomol. NMR 1991, 1, 247-255.
100. Beese, L. S.; Friedman, J. M.; Steitz, T. A. Biochemistry 1993, 32, 14095-10141.
101. Keck, J. L.; Marqusee, S. J. Biol. Chem. 1996, 271, 19883-19887.
102. Mueser, T. C.; Nossal, N. G.; Hyde, C. C. Cell 1996, 85, 1101-1112.
103. Haruki, M.; Noguchi, E.; Kanaya, S.; Crouch, R. J. J. Biol. Chem. 1997, 272, 22015-22022.
104. Hibino, Y.; Iwakami, N.; Sugano, N. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1088, 305-307.
105. Nikonova, L. V.; Beletsky, I. P.; Umansky, S. R. Eur. J. Biochem. 1993, 215, 893-901.
106. Giannakis, C.; Forbes, I. J.; Zalewski, P. D. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1991, 181, 915-20.
107. Chang, M. P.; Baldwin, R. L.; Bruce, C.; Wisnieski, B. J. Science (Washington, D.C.) 1989, 246, 1165-1168.
108. Beletskii, I. P.; Matyasova, J.; Nikonova, L. V.; Skalka, M.; Umanskii, S. R. Gen. Physiol. Biophys. 1989, 8, 381-398.
109. Nikonova, L. V.; Zotova, R. N.; Umanskii, S. R. Biokhimiya (Moscow) 1989, 54, 17709-17718.
110. Khodarev, N. N.; Sokolova, I. A.; Aleksandrova, S. S.; Volgina, V. V.; Votrin, I. I. Byul. Eksp. Biol. Med. 1987, 103, 312-314.
111. Caron-Leslie, L. A. M.; Schwartzman, R. A.; Gaido, M. L.; Compton, M. M.; Cidlowski, J. A. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1991, 40, 661-671.
112. Montague, J. W.; Hughes, F. M.; Cidlowski, J. A. J. Biol. Chem. 1997, 272, 6677-6684.
113. Cal, S.; Nicieza, R. G.; Connolly, B. A.; Sanchez, J. Biochemistry 1996, 35, 10828-10836.
114. Kowalski, D. Nucleic Acids Res. 1984, 12, 7071-7086.
115. Ito, K.; Hara, C.; Matsuura, Y.; Minamiura, N. Arch. Biochem. Biophys. 1995, 317, 25-32.
116. Ito, K.; Matsuura, Y.; Minimiura, N. Arch. Biochem. Biophys. 1994, 309, 160-167.
117. Yarnall, M.; Rowe, T. C.; Holloman, W. K. J. Biol. Chem. 1984, 259, 3026-3032.
118. Price, P. A. J. Biol. Chem. 1972, 274, 2895-2899.
119. Craig, M. L.; Suh, W.-C.; Record, M. T., Jr. Biochemistry 1995, 34, 15624-15632.
120. Suh, W. C.; Leirmo, S.; Record, M. T., Jr. Biochemistry 1992, 31, 7815-1725.
121. Suh, W. C.; Ross, W.; Record, M. T., Jr. Science (Washington, D.C.) 1993, 259, 358-361.
122. Kuwabara, M. D.; Sigman, D. S. Biochemistry 1987, 26, 7234-7238.
123. Griep, M. A. Indian J. Biochem. Biophys. 1995, 32, 171-178.
124. Sousa, R.; Chung, Y. J.; Rose, J. P.; Wang, B.-C. Nature 1993, 364, 593-599.
125. Woody, A.-Y. M.; Eaton, S. S.; Osumi-Davis, P. A.; Woody, R. W. Biochemistry 1996, 35, 144-152.
126. Joyce, C. M.; Grindley, N. D. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, 80, 1830-1834.
127. Mullen, G. P.; Serpersu, E. H.; Ferrin, L. J.; Loeb, L. A.; Mildvan, A. S. J. Biol. Chem. 1990, 265, 14327-14334.
128. Han, H.; Rifkind, J. M.; Mildvan, A. S. Biochemistry 1991, 30, 11104-11108.
129. Blasco, M. A.; Lazaro, J. M.; Bernad, A.; Blanco, L.; Salas, M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 19427-19434.
130. Blasco, M. A.; Lazaro, J. M.; Blanco, L.; Salas, M. J. Biol. Chem. 1993, 268, 24106-24113.
131. Pelletier, H.; Sawaya, M. R.; Kumar, A.; Wilson, S. H.; Kraut, J. Science 1994, 264, 1891-1903.
132. Sawaya, M. R.; Pelletier, H.; Kumar, A.; Wilson, S. H.; Kraut, J. Science 1994, 264, 1930-1935.
133. Lowenstein, J. M.; Schatz, M. N. J. Biol. Chem. 1961, 236, 305-307.
134. Lowenstein, J. M. Biochem. J. 1958, 70, 222-230.
135. Miller, D. L.; Ukena, T. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 3050-3053.
136. Cowan, J. A. Inorg. Chem. 1991, 30, 2740-2747.
137. Pelletier, H. Science 1994, 266, 2025-2026.
138. Steitz, T. A.; Smerdon, S. J.; Jager, J.; Joyce, C. M. Science 1994, 266, 2022-2025.
139. Van de Sande, J. H.; Loewen, P. C.; Khorana, H. G. J. Biol. Chem. 1972, 247, 6140.
140. Davies, J. F.; Almassay, R. J.; Hostomska, Z.; Ferre, R. A.; Hostomsky, Z. Cell 1994, 76, 1123-1133.
141. Blain, S. W.; Goff, S. P. J. Biol. Chem. 1996, 277, 1448-1454.
142. Cirino, N. M.; Cameron, C. E.; Smith, J. S.; Rausch, J. W.; Roth, M. J.; Benkovic, S. J.; Le Grice, S. F. J. Biochemistry 1995, 34, 9936-43.
143. Sarafianos, S. G.; Pandey, V. N.; Kaushik, N.; Modak, M. J. Biochemistry 1995, 34, 7207-7216.
144. Kew, Y.; Song, Q.; Prasad, V. R. J. Biol. Chem. 1994, 269, 15331-15336.
145. Zhan, X.; Tan, C.-K.; Scott, W. A.; Mian, A. M.; Downey, K. M.; So, A. G. Biochemistry 1994, 33, 1366-1372.
146. Tan, C.-K.; Cival, R.; Mian, A. M.; So, A. G.; Downey, K. M. Biochemistry 1991, 30, 4831-4834.
147. Kanda, T.; Saigo, K. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1163, 223-226.
148. De Stefano, J. J.; Bambara, R. A.; Fay, P. J. Biochemistry 1993, 32, 6908-6915.
149. Kruhoffer, M.; Urbanke, C.; Grosse, F. Nucleic Acids Res. 1993, 21, 3943-3949.
150. Hsieh, J. C.; Zinnen, S.; Modrich, P. J. Biol. Chem. 1993, 268, 24607-24613.
151. Tan, C.-K.; Zhang, J.; Li, Z.-Y.; Tarpley, W. G.; Downey, K. M.; So, A. G. Biochemistry 1991, 30, 2651-2655.
152. Aoyama, H. Biochem. Int. 1989, 19, 67-76.
153. Kankare, J.; Salminen, T.; Lahti, R.; Cooperman, B. S.; Baykov, A. A.; Goldman, A. Biochemistry 1996, 35, 4670-4677.
154. Harutyunyan, E. H.; Kuranova, I. P.; Vainshtein, B. K.; Hohne, W. E.; Lamzin, V. S.; Dauter, Z.; Teplyakov, A. V.; Wilson, K. S. Eur. J. Biochem. 1996, 239, 220-228.
155. Janeway, C. M. L.; Xu, X.; Murphy, J. E.; Chaidaroglou, A.; Kantrowitz, E. R. Biochemistry 1993, 32, 1601-1609.
156. Katz, R. A.; Skalka, A. M. Annu. Rev. Biochem. 1994, 133-173.
157. Katz, R. A.; Skalka, A. M. Annu. Rev. Genet. 1992, 26, 527-544.
158. Rice, P.; Mizuuchi, K. Cell 1995, 82, 209-220.
159. Ariyoshi, M.; Vassylyev, D. G.; Iwasaki, H.; Nakamura, H.; Shinagawa, H.; Morikawa, K. Cell 1994, 78, 1063-1072.
160. Asante-Appiah, E.; Skalka, A. M. J. Biol. Chem. 1997, 272, 16196-16205.
161. Quigley, G. J.; Teeter, M. M.; Rich, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 64.
162. Gessner, R. V.; Quigley, G. J.; Wang, A. H.-J.; van der Marel, G. A.; van Boom, J. H.; Rich, A. Biochemistry 1985, 24, 237-240.
163. Weber, D. J.; Libson, A. M.; Gittis, A. G.; Lebowitz, M. S.; Mildvan, A. S. Biochemistry 1994, 33, 8017-8028.
164. Harutyunyan, E. H.; Oganessyan, V. Y.; Oganessyan, N. N.; Terzyan, S. S.; Popov, A. N.; Rubinskiy, S. V.; Vainshtein, B. K.; Nazarova, T. I.; Kurilova, S. I.; Vorobyova, N. N.; Avaeva, S. M. Crystallographia Rep. 1996, 41, 84-96 [English translation from Krystallografiya (in Russian)].
165. Harutyunyan, E. H.; Oganessyan, V. Y.; Oganessyan, N. N.; Terzyan, S. S.; Popov, A. N.; Rubinskiy, S. V.; Vainshtein, B. K.; Nazarova, T. I.; Kurilova, S. I.; Vorobyova, N. N.; Avaeva, S. M. Crystallographia Rep. 1996, 41, 84-96 [English translation from Krystallografiya (in Russian)].
166. Burgess, J. Metal Ions in Solution; Halsted Press: New York, 1993.
167. Lingner, J.; Hughes, T. R.; Shevchenko, A.; Mann, M.; Lundblad, V.; Cech, T. R. Science 1997, 276, 561-567.
168. Cotton, F. A.; Hazen, E. E.; Legg, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1979, 76, 2551-2555.