Structural characterization of peptide hormone/receptor interactions by NMR spectroscopy

Biopolymers - Peptide Science Section

Volumn 51, Issue 3, 1999, Pages 208-220

  Pellegrini, Maria ^a   Mierke, Dale F ^a,b  

^a BROWN UNIVERSITY   (United States)

^b BROWN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Bradykinin; G protein coupled receptors; Parathyroid hormone; Peptide hormones; Peptide structure

Indexed keywords

CHEMICAL ACTIVATION; MATHEMATICAL MODELS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; NUMERICAL METHODS; PROTEINS; STRUCTURE (COMPOSITION);

BRADYKININ; G-PROTEIN COUPLED RECEPTORS; PARATHYROID HORMONE; PEPTIDE HORMONES;

HORMONES;

BRADYKININ B1 RECEPTOR; BRADYKININ DERIVATIVE; CHOLECYSTOKININ; GUANINE NUCLEOTIDE BINDING PROTEIN; HORMONE RECEPTOR; PARATHYROID HORMONE; PEPTIDE HORMONE;

ARTICLE; HORMONE RECEPTOR INTERACTION; LIGAND BINDING; MOLECULAR MIMICRY; MOLECULAR MODEL; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROTEIN STRUCTURE;

AMINO ACID SEQUENCE; GTP-BINDING PROTEINS; HORMONES; LIGANDS; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; RECEPTORS, PARATHYROID HORMONE; RECEPTORS, PEPTIDE;

EID: 0032707868     PISSN: 00063525     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/(SICI)1097-0282(1999)51:3<208::AID-BIP4>3.0.CO;2-U     Document Type: Article

References (133)

1. Leach, A. R. Molecular Modelling: Principles and Applications; Longman: London, 1996.
2. Charifson, P. S. Practical Application of Computer-Aided Drug Design; Marcel Dekker: New York, 1997.
3. Murcko, M. A. In; Reviews in Computational Chemistry; Lipkowitz, K. B., Boyd, D. B., Eds.; Wiley: New York, 1997; Vol 11, p 1-66.
4. Sargent, D. F.; Schwyzer, R. Proc Natl Acad Sci USA 1986, 83, 5774-5778.
5. Schwyzer, R. Biopolymers 1991, 31, 785-792.
6. Moroder, L.; Romano, R.; Guba, W.; Mierke, D. F.; Kessler, H.; Delporte, C.; Winand, J.; Christophe, J. Biochemistry 1993, 32, 13551-13559.
7. Klassen, R. B.; Opella, S. J. In Protein NMR Techniques; Reid, D. G., Ed.; Humana Press: Totowa, NJ, 1997; Vol 60, p 271-297.
8. Wray, V.; Kinder, R.; Federau, T.; Henklein, P.; Bechinger, B.; Schubert, U. Biochemistry 1999, 38, 5272-5282.
9. Opella, S. J.; Marassi, F. M.; Gesell, J. J.; Valente, A. P.; Kim, Y.; Oblatt-Montal, M.; Montai, M. Nat Struct Biol 1999, 6, 374-379.
10. Cotten, M.; Fu, R.; Cross, T. A. Biophys J 1999, 76, 1179-1189.
11. Bechinger, B.; Kinder, R.; Helmle, M.; Vogt, T. C. B.; Harzer, U.; Schinzel, S., this issue.
12. Tanford, C. The Hydrophobic Effect Formation of Micelles and Bbiological Membranes; John Wiley & Sons, New York, 1980.
13. Lee, K. H.; Fitton, J. E.; Wüthrich, K. Biochem Biophys Acta 1987, 911, 144-153.
14. Bairaktari, E.; Mierke, D. F.; Mammi, S.; Peggion, E. Biochemistry 1990, 29, 10090-10096.
15. Kessler, H.; Mierke, D. F.; Saulitis, J.; Seip, S.; Steuernagel, S.; Wein, T.; Will, M. Biopolymers 1992, 32, 427-433.
16. Pellegrini, M.; Mammi, S.; Peggion, E.; Mierke, D. F. J Med Chem 1997, 40, 92-98.
17. Higgins, K. A.; Bicknell, W.; Keah, H. H.; Hearn, M. T. J Pept Res 1997, 50, 421-435
18. Coles, M.; Bicknell, W.; Watson, A. A.; Fairlie, D. P.; Craik, D. J. Biochemistry 1998, 37, 11064-11077.
19. Yan, C.; Digate, R. J.; Guiles, R. D. Biopolymers 1999, 49, 55-70.
20. Bösch, C.; Brown, L. R.; Wüthrich, K. Biochem Biophys Res Commun 1980, 95, 1504-1509.
21. Brown, L. R.; Bösch, C.; Wüthrich, K. Biochim Biophys Acta 1981, 642, 296-312.
22. Strickland, L. A.; Bozzato, R. P.; Kronis, K. A. Biochemistry 1993, 32, 6050-6057.
23. McDonnel, P. A.; Opella, S. J. J Magn Reson B 1993, 102, 120-125
24. Willis, K. J. Int J Pept Protein Res 1994, 43, 23-28.
25. Papavoine, C. H. M.; Konings, R. N. H.; Hilbers, C. W.; van de Ven, F. J. M. Biochemistry 1994, 33, 12990-12997.
26. Kallick, D. A.; Tessmer, M. R.; Watts, C. R.; Li, C. J Magn Reson B 1995, 109, 60-65.
27. van den Berg, B.; Tessari, M.; Boelens, R.; Dijkman, R.; Kaptein, R.; de Haas, G. H.; Verheij, H. M. J Biomol NMR 1995, 5, 110-121.
28. Pellegrini, M.; Royo, M.; Rosenblatt, M.; Chorev, M.; & Mierke, D. F. J Biol Chem 1998, 273, 10420-10427.
29. Pellegrini, M.; Bisello, A.; Rosenblatt, M.; Chorev, M.; Mierke, D. F. Biochemistry 1998, 37, 12737-12743.
30. Shon, K.; Kim, Y.; Colnago, L.; Opella, S. J. Science 1991, 252, 1303-1305.
31. Ketchem, R. R.; Cross, T. A. Science 1993, 261, 1457-1460.
32. Henry, J. D.; Sykes, B. D. Biochemistry 1992, 31, 5284-5297.
33. McDonnel, P. A.; Shon, K.; Kim, Y.; Opella, S. J. J Mol Biol 1993, 233, 447-463.
34. van de Yen, F. J.; van Os, J. W.; Aelen, J. M.; Wymenga, S. S.; Remerowski, M. L.; Konings, R. N.; Hilbers, C. W. Biochemistry 1993, 32, 8322-8328.
35. Deber, C. M.; Khan, A. R.; Li, Z.; Joensson, C.; Glibowicka, M.; Wang, J. Proc Natl Acad Sci USA 1993, 90, 11648-11652.
36. Li, Z.; Glibowicka, M.; Joensson, C.; Deber, C. M. J Biol Chem 1993, 268, 4584-4587.
37. Stopar, D.; Spriijt, R. B.; Wolfs, C. J. A. M.; Hemminga, M. Biochemistry 1996, 35, 15467-15473.
38. Mierke, D. F.; Scheek, R. M.; Kessler, H. Biopolymers 1994, 34, 559-563.
39. Mierke, D. F.; Kurz, M.; Kessler, H. J Am Chem Soc 1994, 116, 1042-1049.
40. Pellegrini, M.; Gobbo, M.; Rocchi, R.; Peggion, E.; Mammi, S.; Mierke, D. F. Biopolymers 1996, 40, 561-569.
41. Scheek, R. M.; Torda, A. E.; Kenmink, J.; van Gunsteren, W. F. Structure Determination by NMR: The Modeling of NMR Parameters as Ensemble Averages; Plenum Press, New York, 1991.
42. Mierke, D. F. J Am Chem Soc 1998, 120, 10721-10723.
43. Mierke, D.; Pellegrini, M. Curr Pharm Design 1999, 5, 21-36.
44. Torda, A. E.; Scheek, R. M.; van Gunsteren, W. F. Chem Phys Lett 1989, 157, 289-294.
45. Torda, A. E.; Scheek, R. M.; van Gunsteren, W. F. J Mol Biol 1990, 214, 223-235.
46. Brunger, A. T.; Clore, G. M.; Gronenborn, A. M.; Saffrich, R.; Nilges, M. Science 1993, 261, 328-331.
47. Bonvin, A. M.; Brunger, A. T. J Biomol NMR 1996, 7, 72-76.
48. Erdos, E. G. J Cardiovasc Pharmacol 1990, 15(Suppl 6), S20-24.
49. Margolius, H. S. Hypertension 1995, 26, 221-229.
50. Naclerio, R. M.; Proud, D.; Lichtenstein, L. M.; Kagey-Sobotka, A.; Hendley, J. O.; Sorrentino, J.; Gwaltney, J. M. J Infect Dis 1988, 157, 133-142.
51. Hall, J. M. Pharmacol Ther 1992, 56, 131-190.
52. Hall, J. M. Gen Pharmacol 1997, 28, 1-6.
53. Hess, J. F.; Borkowski, J. A., Young, G. S.; Strader, C. D.; Ransom, R. W. Biochem Biophys Res Commun 1992, 184, 260-268.
54. Menke, J. G.; Borkowski, J. A.; Bierilo, K. K.; MacNeil, T.; Derrick, A. W.; Schneck, K. A.; Ransom, R. W.; Strader, C. D.; Linemeyer, D. L.; Hess, J. F. J Biol Chem 1994, 269, 21583-21586.
55. Regoli, D.; Barabe, J. Pharmacol Rev 1980, 32, 1-46.
56. Marceau, F. Immunopharmacology 1995, 30, 1-26.
57. Marceau, F.; Hess, J. F.; Bachvarov, D. R. Pharmacol Rev 1998, 50, 357-386.
58. Kyle, D. J.; Martin, J. A.; Farmer, S. G.; Burch, R. M. J Med Chem 1991, 34, 1230-1233.
59. Lee, S. C.; Russell, A. F.; Laidig, W. D. Int J Pept Protein Res 1990, 35, 367-377.
60. Kyle, D. J.; Martin, J. A.; Burch, R. M.; Carter, J. P.; Lu, S. F.; Meeker, S.; Prosser, J. C.; Sullivan, J. P.; Togo, J.; Noronha-Blob, L.; et al. J Med Chem 1991, 34, 2649-2653.
61. Kyle, D. J.; Green, L. M.; Blake, P. R.; Smithwick, D.; Summers, M. F. Pept Res 1992, 5, 206-209.
62. Kyle, D. J.; Martin, J. A.; Burch, R. M.; Carter, J. P.; Lu, S.; Meeker, S.; Prosser, J. C.; Sullivan, J. P.; Togo, J.; Noronha-Blob, L.; et al. Agents Actions Suppl 1992, 38, 513-525.
63. Chakravarty, S.; Wilkins, D.; Kyle, D. J. J Med Chem 1993, 36, 2569-2571.
64. Liu, X.; Stewart, J. M.; Gera, L.; Kotovych, G. Biopolymers 1993, 33, 1237-1247.
65. Young, J. K.; Hicks, R. P. Biopolymers 1994, 34, 611-623.
66. Kotovych, G.; Cann, J. R.; Stewart, J. M.; Yamamoto, H. Biochem Cell Biol 1998, 76, 257-266.
67. Guba, W.; Haessner, R.; Breiphol, G.; Henke, S.; Knolle, J.; Santagada, V.; Kessler, H. J Am Chem Soc 1994, 116, 7532-7540.
68. Pellegrini, M.; Tancredi, M.; Rovero, P.; Mierke, D. F. J Med Chem 1999, 42, 3369-3377
69. Henderson, R.; Baldwin, J. M.; Ceska, T. A.; Zemlin, F.; Beckmann, E.; Downing, K. H. J Mol Biol 1990, 213, 899-929.
70. Schertler, G. F.; Villa, C.; Henderson, R. Nature 1993,362, 770-772.
71. Schertler, G. F.; Hargrave, P. A. Proc Natl Acad Sci USA 1995, 92, 11578-11582.
72. Baldwin, J. M.; Schertler, G. F.; Unger, V. M. J Mol Biol 1997, 272, 144-164.
73. Pebay Peyroula, E.; Rummel, G.; Rosenbusch, J. P.; Landau, E. M. Science 1997, 277, 1676-1681.
74. Farrens, D. L.; Altenbach, C.; Yang, K.; Hubbell, W. L.; Khorana, H. G. Science 1996, 274, 768-770.
75. Turcatti, G.; Nemeth, K.; Edgerton, M. D.; Meseth, U.; Talabot, F.; Peitsch, M.; Knowles, J.; Vogel, H.; Chollet, A. J Biol Chem 1996, 271, 19991-19998.
76. Turcatti, G.; Zoffmann, S.; Lowe, J. A.; 3rd; Drozda, S. E.; Chassaing, G.; Schwartz, T. W.; Chollet, A. J Biol Chem 1997, 272, 21167-21175.
77. Bourne, H. R. Curr Opin Cell Biol 1997, 9, 134-142.
78. Altenbach, C.; Yang, K.; Farrens, D. L.; Farahbakhsh, Z. T.; Khorana, H. G.; Hubbell, W. L. Biochemistry 1996, 35, 12470-12478.
79. Fong, T. M.; Yu, H.; Cascieri, M. A.; Underwood, D.; Swain, C. J.; Strader, C. D. J Biol Chem 1994, 269, 2728-2732.
80. Gether, U.; Nilsson, L.; Lowe, J. A., 3rd; Schwartz, T. W. J Biol Chem 1994, 269, 23959-23964.
81. Elling, C. E.; Thirstrup, K.; Nielsen, S. M.; Hjorth, S. A.; Schwartz, T. W. Fold Des 1997, 2, S76-80.
82. Elling, C. E.; Nielsen, S. M.; Schwartz, T. W. Nature 1995, 374, 74-77.
83. Strader, C. D.; Fong, T. M.; Tota, M. R.; Unredwood, D.; Dixon, R. A. F. Annu Rev Biochem 1994, 63, 101-132.
84. Eisenberg, D.; Schwarz, E.; Komaromy, M.; Wall, R. J Mol Biol 1984, 179, 125-142.
85. Kyte, J.; Doolittle, R. F. J Mol Biol 1982, 157, 105-132.
86. Mierke, D. F.; Royo, M.; Pellegrini, M.; Sun, H.; Chorev, M. J Am Chem Soc 1996, 118, 8998-9004.
87. Pellegrini, M.; Royo, M.; Chorev, M.; Mierke, D. F. J Peptide Sci 1996, 40, 653-666.
88. Vriend, G. J Mol Graph 1990, 8, 52-56.
89. Baldwin, J. M. Embo J 1993, 12, 1693-1703.
90. Donnelly, D.; Overington, J. P.; Blundell, T. L. Protein Eng 1994, 7, 645-653
91. Horn, F.; Vriend, G. J Mol Med 1998, 76, 464-468.
92. Altschul, S. F.; Gish, W.; Miller, W.; Myers, E. W.; Lipman, D. J. J Mol Biol 1990, 215, 403-410.
93. Altschul, S. F.; Madden, T. L.; Schaffer, A. A.; Zhang, J.; Zhang, Z.; Miller, W.; Lipman, D. J. Nucleic Acids Res 1997, 25, 3389-3402.
94. Bisello, A.; Adams, A. E.; Mierke, D. F.; Pellegrini, M.; Rosenblatt, M.; Suva, L. J.; Chorev, M. J Biol Chem 1998, 273, 22498-22505.
95. Paterlini, G.; Portoghese, P. S.; Ferguson, D. M. J Med Chem 1997, 40, 3254-3262.
96. Yeagle, P. L.; Alderfer, J. L.; Albert, A. D. Biochemistry 1995, 34, 14621-14625.
97. Yeagle, P. L.; Alderfer, J. L.; Albert, A. D. Biochemistry 1997, 36, 9649-9654.
98. Franzoni, L.; Nicastro, G.; Pertinhez, T. A.; Tato, M.; Nakaie, C. R.; Paiva, A. C. M.; Schreier, S.; Spisni, A. J Biol Chem 1997, 272, 9734-9741.
99. Yeagle, P. L.; Albert, A. D. Biochem Soc Trans 1998, 26, 520-531.
100. Franzoni, L.; Nicastro, G.; Pertinhez, T. A.; Oliveira, E. Nakaie, C. R. Paiva, A. C. Schreier, S.; Spisni, A. J Biol Chem 1999, 274, 227-235.
101. Zhou, A. T.; Bessalle, R.; Bisello, A.; Nakamoto, C.; Rosenblatt, M.; Suva, L. J.; Chorev, M. Proc Natl Acad Sci USA 1997, 94, 3644-3649.
102. Mercurio, E.; Pellegrini, M.; Mierke, D. F. Biopolymers 1997, 42, 759-769.
103. Mierke, D. F.; Kessler, H. Biopolymers 1993, 33, 1003-1017.
104. Duan, Y.; Wang, L.; Kollman, P. A. Proc Natl Acad Sci USA 1998, 95, 9897-9902.
105. Tsai, J.; Gerstein, M.; Levitt, M. Protein Sci 1997, 6, 2606-2616.
106. Prado, G. N.; Mierke, D. F.; Pellegrini, M.; Taylor, L.; Polgar, P. J Biol Chem 1998, 273, 33548-33555.
107. van Buuren, A. R.; Marrink, S.; Berendsen, H. J. C. J Phys Chem 1993, 97, 9206-9216.
108. Berendsen, H. J. C.; van der Spoel, D.; van Buuren, R. Comp Phys Comm 1995, 95, 43-56.
109. Lee, S. K.; Stern, P. H. J Bone Miner Res 1994, 9, 781-789.
110. Blind, E.; Bambino, T.; Nissenson, R. A. Endocrinology 1995, 136, 4271-4277.
111. Huang, Z.; Chen, Y.; Pratt, S.; Chen, T. H.; Bambino, T.; Nissenson, R. A.; Shoback, D. M. J Biol Chem 1996, 271, 33382-33389.
112. Komatsu, Y.; Segre, G. V. Bone 1998, 23, S253.
113. Adams, A. E.; Bisello, A.; Chorev, M.; Rosenblatt, M.; Suva, L. J. Mol Endocrinol 1998, 12, 1673-1683.
114. Wray, V.; Federau, T.; Gronwald, W.; Mayer, H.; Schomburg, D.; Tegge, W.; Wingender, E. Biochemistry 1994, 33, 1684-1693.
115. Klaus, W.; Dieckmann, T.; Wray, V.; Schomburg, D.; Wingender, E.; Mayer, H. Biochemistry 1991, 30, 6936-6942.
116. Barden, J. A.; Cuthbertson, R. M. Eur J Biochem 1993, 215, 315-321
117. Winnik, M. A. Chem Rev 1981, 81, 491-534.
118. Mannstadt, M.; Luck, M. D.; Gardella, T. J.; Juppner, H. J Biol Chem 1998, 273, 16890-16896.
119. Gardella, T. J.; Jüppner, H.; Wilson, A. K.; Keutmann, H. T.; Abou-Samra, A. B.; Segre, G. V.; Bringhurst, F. R.; Potts, J. T., Jr.; Nussbaum, S. R.; Kronenberg, H. M. Endocrinology 1994, 135, 1186-1194.
120. Lee, C.; Luck, M. D.; Juppner, H.; Potts, J. T., Jr.; Kronenberg, H. M.; Gardella, T. J. Mol Endocrinol 1995, 9, 1269-1278.
121. Bergwitz, C.; Jusseaume, S. A.; Luck, M. D.; Juppner, H.; Gardella, T. J. J Biol Chem 1997, 272, 28861-28868.
122. Clark, J. A.; Bonner, T. I.; Kim, A. S.; Usdin, T. B. Mol Endocrinol 1998, 12, 193-206.
123. Elling, C. E.; Schwartz, T. W. EMBO J 1996, 15, 6213-6219.
124. Schwartz, T. W.; Elling, C. E.; Nielsen, S. M.; Thirstrup, K.; Zoffmann, S.; Rosenklide, M.; Marchal, D.; Hollander, R.; Gether, U.; Hjorth, S. A. In Protein Folds: A Distance-Based Approach; Bohr, H., Brunak, S., Eds.; CRC Press, Boca Raton, FL, 1996; p 165-173.
125. Pellegrini, M.; Mierke, D. F. J Biochemistry, in press.
126. Wank, S. A. Am J Physiol 1995, 269, G628-646.
127. Kennedy, K.; Gigoux, V.; Escrieut, C.; Maigret, B.; Martinez, J.; Moroder, L.; Frehel, D.; Gully, D.; Vaysse, N.; Fourmy, D. J Biol Chem 1997, 272, 2920-2926.
128. Gigoux, V.; Escrieut, C.; Silvente-Poirot, S.; Maigret, B.; Gouilleux, L.; Fehrentz, J. A.; Gully, D.; Moroder, L.; Vaysse, N.; Fourmy, D. J Biol Chem 1998, 273, 14380-14386.
129. Silvente-Poirot, S.; Escrieut, C.; Wank, S. A. Mol Pharmacol 1998, 54, 364-371.
130. Jagerschmidt, A.; Guillaume, N.; Roques, B. P.; Noble, F. Mol Pharmacol 1998, 53, 878-885.
131. Blaker, M.; Ren, Y.; Gordon, M. C.; Hsu, J. E.; Beinborn, M.; Kopin, A. S. Mol Pharmacol 1998, 54, 857-863.
132. Ji, Z.; Hadac, E. M.; Henne, R. M.; Patel, S. A.; Lybrand, T. P.; Miller, L. J. J Biol Chem 1997, 272, 24393-24401.
133. Hadac, E. M.; Pinon, D. I.; Ji, Z.; Holicky, E. L.; Henne, R. M.; Lybrand, T. P.; Miller, L. J. J Biol Chem 1998, 273, 12988-12993.