Structural cassette mutagenesis in a de novo designed protein: Proof of a novel concept for examining protein folding and stability

Biopolymers

Volumn 47, Issue 1, 1998, Pages 101-123

  Kwok, Stanley C ^a   Tripet, Brian ^a   Man, Jeff H ^a   Ghana, Mundeep S ^a   Lavigne, Pierre ^a   Mant, Colin T ^a   Hodges, Robert S ^a  

^a UNIVERSITY OF ALBERTA   (Canada)

Author keywords

Coiled coil; De novo designed protein; Disulfide bridge; Protein folding; Protein stability; Structural cassette mutagenesis

Indexed keywords

AMINO ACIDS; CONFORMATIONS; MOLECULAR STRUCTURE; MUTAGENESIS; POLYPEPTIDES; SOLVENTS; SUBSTITUTION REACTIONS;

STRUCTURAL CASSETTE MUTAGENESIS MODEL;

PROTEINS;

ALANINE; AMINO ACID; DISULFIDE; GUANIDINE; IMMUNOGLOBULIN; ISOLEUCINE; POLYPEPTIDE; THREONINE;

AMINO ACID SEQUENCE; AMINO ACID SUBSTITUTION; HYDROGEN BOND; PROTEIN DENATURATION; PROTEIN FOLDING; PROTEIN SECONDARY STRUCTURE; PROTEIN STABILITY; REVIEW;

AMINO ACID SEQUENCE; BIOPOLYMERS; DRUG DESIGN; DRUG STABILITY; HUMANS; IMMUNOGLOBULIN LAMBDA-CHAINS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR SEQUENCE DATA; MUTAGENESIS, INSERTIONAL; PEPTIDES; PROTEIN ENGINEERING; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY; THERMODYNAMICS;

EID: 0031926859     PISSN: 00063525     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/(SICI)1097-0282(1998)47:1<101::AID-BIP11>3.0.CO;2-L     Document Type: Article

References (109)

1. O'Neil, K. T. & DeGrado, W. F. (1990) Science 250, 646-651.
2. Lyu, P. C., Liff, M. I., Marky, L. A. & Kallenbach, N. R. (1990) Science 250, 669-673.
3. Serrano, L., Sancho, J., Hirshberg, M. & Fersht, A. R. (1992) J. Mol. Biol. 227, 544-559.
4. Horovitz, A., Matthews, J. M. & Fersht, A. R. (1992) J. Mol. Biol. 227, 560-568.
5. Park, S. H., Shalongo, W. & Stellwagen, E. (1993) Biochemistry 32, 7048-7053.
6. Blaber, M., Zhang, X.-J., Lindstrom, J. D., Pepiot, S. D., Baase, W. A. & Mathews, B. W. (1994) J. Mol. Biol. 235, 600-624.
7. Chakrabartty, A., Kortemme, T. & Baldwin, R. L. (1994) Protein Sei. 3, 843-852.
8. Creamer, T. P. & Rose, G. D. (1994) Proteins Struct. Firne. Genet. 19, 85-97.
9. Minor, D. L., Jr. & Kim, P. S. (1994) Nature 367, 660-663.
10. Smith, C. K., Withka, J. M. & Regan, L. (1994) Biochemistry 33, 5510-5517.
11. Zhou, N. E., Monera, O. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1994) Protein Peptide Lett. 1, 114-119.
12. Monera, O. D., Sereda, T. J., Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1995) J. Peptide Sei. l, 319-329.
13. Minor, D. L., Jr. & Kim, P. S. (1996) Nature 380, 730-734.
14. Dalai, S., Balasubramanian, S. & Regan, L. ( 1997) Nature Struct. Biol. 4, 548-552.
15. Eidsness, M. K., Richie, K. A., Burden, A. E., Kurtz, D. M., Jr. & Scott, R. A. (1997) Biochemistry 36, 10406-10413.
16. Minor, D. L., Jr. & Kim, P. S. (1994) Nature 371, 264-267.
17. Kuroda, Y., Hamada, D., Tanaka, T. & Goto, Y. (1996) Fold. Des. 1, 255-263.
18. Li, S.-C., Goto, N. K., Williams, K. A. & Deber, C. M. ( 1996) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 93, 66766681.
19. Yang, J., Spek, E. J., Gong, Y., Zhou, H. & Kallenbach, N. R. (1997) Protein Sei. 6, 1264-1272.
20. Gasset, M., Baldwin, M. A., Lloyd, D. H., Gabriel, J. M., Holtzman, D. M., Cohen, F., Fletterick, R. & Prusiner, S. B. (1992) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 89, 10940-10944.
21. Pan, K. M., Baldwin, M., Nguyen, J., Serban, A., Groth, D., Mehlhorn, I., Huang, Z., Fletterick, R. J., Cohen, F. E. & Prusiner, S. B. (1993) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 90, 10962-10966.
22. Prusiner, S. B. (1997) Science 278, 245-251.
23. Munoz, V., Cronet, P., Lopez-Hernandez, E. & Serrano, L. (1996) Fold. Des. 1, 167-178.
24. Pace, C. N., Shirley, B. A., McNutt, M. & Gajiwala, K. (1996) FASEB 10, 75-83.
25. Nedwidek, M. N. & Hecht, M. H. (1997) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 94, 10010-10011.
26. Hodges, R. S., Saund, A. K., Chong, P. C. S., St.Pierre, S. A. & Reid, R. E. (1981) J. Biol. Cliem. 256, 1214-1224.
27. Lau, S. Y. M., Taneja, A. K. & Hodges, R. S. (1984) J. Biol. Client. 259, 13253-13261.
28. Lau, S. Y. M., Taneja, A. K. & Hodges, R. S. (1984) J. Cliromatogr. 317, 129-140.
29. Hodges, R. S., Semchuk, P. D., Taneja, A. K., Kay, C. M., Parker, J. M. R. & Mant, C. T. (1988) Peptide Res. 1, 19-30.
30. Hodges, R. S., Zhou, N. E., Kay, C. M. & Semchuk, P. D. (1990) Peptide Res. 3, 123-137.
31. Hanson, M., Unger, K. K., Mant, C. T. & Hodges, R. S. (1992) J. Cliromatogr. 599, 77-85.
32. Hodges, R. S. (1992) Curr. Biol. 2, 122-124.
33. Zhu, B.-Y., Zhou, N. E., Semchuk, P. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. ( 1992) Int. J. Peptide Protein Res. 40, 171-179.
34. Zhou, N. E., Zhu, B.-Y., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1992) Biopolymers 32, 419-426.
35. Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1992) J. Biol. Cliem. 267, 2664-2670.
36. Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1992) Biochemistry 31, 5739-5746.
37. Monera, O. D., Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1993) J. Biol. Cliem. 268, 19218-19227.
38. Adamson, J. G., Zhou, N. E. & Hodges, R. S. (1993) Curr. Opin. Biotechnol. 4, 428-437.
39. Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1993) Biochemistry 32, 3178-3187.
40. Zhu, B.-Y., Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1993) Protein Sei. 2, 383-394.
41. Monera, O. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. ( 1994) Protein Sei. 3, 1984-1991.
42. Monera, O. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. ( 1994) Biochemistry 33, 3862-3871.
43. Su, J. Y., Hodges, R. S. & Kay, C. M. (1994) Biochemistry 33, 15501 -15510.
44. Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1994) Protein Eng. 7, 1365-1372.
45. Zhou, N. E., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1994) J.Mol. Biol. 237,500-512.
46. Kohn, W. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1995) Protein Sei. 4, 237-250.
47. Kohn, \V. D., Monera, O. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1995) J. Biol. Chem. 270, 25495-25506.
48. Lavigne, P., Kondejewski, L. H., Houston, M. E., Jr., Sönnichsen, F. D., Lix, B., Sykes, B. D., Hodges, R. S. & Kay, C. M. (1995) J. Mol. Biol. 254, 505-520.
49. Yu, Y., Monera, O. D.-, Hodges, R. S. & Privalov, P. L. (1996) J. Mol. Biol. 255, 367-372.
50. Monera, O. D., Zhou, N. E., Lavigne, P., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1996) J. Biol. Chem. 271, 3995-4001.
51. Hodges, R. S. (1996) Biochem. Cell Biol. 74, 133154.
52. Monera, O. D., Sönnichsen, F. D., Hicks, L., Kay, C. M. & Hodges, R. S. ( 1996) Protein Eng. 9,353363.
53. Tripet, B. D., Yu, L., Bautista, D. L., Wong, W. Y., Irvin, R. T. & Hodges, R. S. ( 1996) Protein Eng. 9, 1029-1042.
54. Chao, H., Houston, M. E., Jr., Grothe, S., Kay, C. M., O'Connor-McCourt, M., Irvin, R. T. & Hodges, R. S. (1996) Biochemistry 35, 1217512185.
55. Houston, M. E., Jr., Wallace, A., Blanchi, E., Pessi, A. & Hodges, R. S. ( 1996) J. Mol. Biol. 262, 270282.
56. Kohn, W. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1997) J. Mol. Biol. 267, 1039-1052.
57. Kohn, W. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1997) J. Peptide Sei. 3, 209-223.
58. Kohn, W. D., Kay, C. M., Sykes, B. D. & Hodges, R. S. (1998) J. Ain. Chem. Soc. 120, 1124-1132.
59. Kohn, W. D., Kay, C. M. & Hodges, R. S. (1998) J. Peptide Res. 51, 9-18.
60. Kohn, W. D. & Hodges, R. S. (1998) Trends in Biotech., in press.
61. Zhang, X.-J., Baase, W. A. & Matthews, B. W. (1992) Protein Sei. l, 761-776.
62. Xiong, H., Buckvvalter, B. L., Shieh, H.-M. & Hecht, M. H. (1995) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 92, 6349-6353.
63. Sereda, T. J., Mant, C. T., Quinn, A. M. & Hodges, R. S. (1993) J. Chromatogr. 646, 17-30.
64. Mant, C. T., Chao, H. & Hodges, R. S. (1997) J. Chromatogr. 791, 85-98.
65. Pace, C. N. (1986) Methods Enzymol. 131, 266280.
66. Serrano, L., Horowitz, A., Bycroft, M. & Fersht, A. R. (1990) Biochemistry 29, 9343-9352.
67. Dill, K. A. (1990) Biochemistry 29, 7133-7152.
68. Behe, M. J., Lattman, E. E. & Rose, G. D. (1991) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 88, 4195-4199.
69. Alber, T. (1992) Curr. Opin. Genet. Dcvel. 2,205210.
70. Harbury, P. B., Zhang, T., Kim, P. S. & Alber, T. (1993) Science 262, 1401-1407.
71. Harbury, P. B., Kim, P. S. & Alber, T. (1994) Nature 371, 80-83.
72. Presta, L. G. & Rosé, G. D. (1988) Science 240, 1632-1641.
73. Serrano, L. & Fersht, A. R. (1989) Nature 342, 296-299.
74. Zhou, H.-X, Lyu, P., Wemmer, D. E. & Kallenbach, N. R. (1994) Proteins Struct. Func. Genêt. 18, 1-7.
75. Tidor, B. (1994) Proteins Struct. Func. Genet. 19, 310-323.
76. Doig, A. J. & Baldwin, R. L. (1995) Protein Sei. 4, 1325-1336.
77. Rohl, C. A., Chakrabartty, A. & Baldwin, R. L. (1996) Protein Sei. 5, 2623-2637.
78. Reymond, M. T., Huo, S., Duggan, B., Wright, P. E. & Dyson, H. J. ( 1997 ) Biochemistry 36,52345244.
79. Fairman, R., Shoemaker, K. R., York, E. J., Stewart, J. M. & Baldwin, R. L. (1989) Proteins Struct. Func. Genet. 5, 1-7.
80. Aqvist, J., Luecke, H., Quiocho, F. A. & Warshel, A. (1991) Proc. Natl. Acad. Sei. USA 88, 20262030.
81. Lockhart, D. J. & Kim, P. S. (1993) Science 260, 198-202.
82. Padmanabhan, S. & Baldwin, R. L. ( 1994) J. Mol. Biol. 241, 706-713.
83. Hamada, D., Kuroda, Y., Tanaka, T. & Goto, Y. (1995) J. Mol. Biol. 254, 737-746.
84. Ramîrez-Alvarado, M., Serrano, L. & Blanco, F. J. (1997) Protein Sei. 6, 162-174.
85. Reymond, M. T., Merutka, G., Dyson, H. J. & Wright, P. E. (1997) Protein Sei. 6, 706-716.
86. Chou, P. Y. & Fasman, G. D. (1974) Biochemistry 13,211-222.
87. Chou, P. Y. & Fasman, G. D. ( 1974) Biochemistry 13, 222-245.
88. Chou, P. Y. & Fasman, G. D. (1978) Ann. Rev. Biochem. 47,251-276.
89. Misra, G. P. & Wong, C. F. (1997) Proteins Struct. Fwic. Genet. 28, 344-359.
90. Rost, B. & Sander, C. ( 1994) Proteins Struct. Func. Genet. 19, 55-72.
91. Creamer, T. P. & Rose, G. D. (1992) P roc. Nail. Acad. Sei. USA 89, 5937-5941.
92. Hermans, J., Anderson, A. G. & Yun, R. H. ( 1992) Biochemistry 31, 5646-5653.
93. Sueki, M., Lee, S., Powers, S. P., Denton, J. B., Konishi, Y. & Scheraga, H. A. ( 1984) Macromolecitles 17, 148-155.
94. Wojcik, J., Altmann, K.-H. and Scheraga, H. A. (1990) Biopolymers 30, 121-134.
95. Padmanabhan, S., Marqusee, S., Ridgeway, T., Laue, T. M. & Baldwin, R. L. (1990) Nature 344, 268-270.
96. Merutka, G. & Stellwagen, E. (1990) Biochemistry 29, 894-898.
97. Merutka, G., Lipton, W., Shalongo, W., Park, S. H. & Stellwagen, E. (1990) Biochemistry 29, 7511-7515.
98. Blaber, M., Zhang, X.-J. & Matthews, B. W. ( 1993) Science 260, 1637-1640.
99. Chen, Y.-H., Yang, J. T. & Martinez, H. M. ( 1972) Biochemistry 11, 4120-4131.
100. Cooper, T. M. & Woody, R. W. (1990) Biopolymers 30, 657-676.
101. Sönnichsen, F. D., Van Eyk, J. E., Hodges, R. S. & Sykes, B. D. ( 1992) Biochemistry 31, 8790-8798.
102. Chen, Y.-H., Yang, J. T. & Chen, K. H. (1974) Biochemistry 13, 3350-3359.
103. Eberhardt, E. S. & Raines, R. T. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116, 2149-2150.
104. Hodges, R. S., Zhu, B.-Y., Zhou, N. E. & Mant, C. T. (1994) J. Chromatogr. 676, 3-15.
105. Zhou, N. E., Mant, C. T. & Hodges, R. S. (1990) Peptide Res. 3, 8-20.
106. Houghten, R. A. & Ostresh, J. M. (1987) Biochromatography 2, 80-84.
107. Aguilar, M. I., Mougas, S., Boublik, J., Rivier, J. & Hearn, M. T. W. ( 1993) J. Chromatogr. 646,53-65.
108. Sereda, T. J., Mant, C. T. & Hodges, R. S. (1995) J. Chromatogr. 695, 205-221.
109. Mant, C. T., Litowski, J. R. & Hodges, R. S. ( 1998) J. Chromatogr., submitted.