Biosynthesis and molecular biology of the molybdenum cofactor (Moco)

Metals Ions in Biological System: Molybdenum and Tungsten: Their Roles in Biological Processes

Volumn 39, Issue , 2002, Pages 317-368

  Mendel, Ralf R ^a   Schwarz, Günter ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF BRAUNSCHWEIG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

METALLOPROTEIN; MOLYBDENUM COFACTOR; PTERIDINE DERIVATIVE;

BIOSYNTHESIS; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COENZYME; GENETICS; PROTEIN CONFORMATION; REVIEW;

COENZYMES; METALLOPROTEINS; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; PTERIDINES;

EID: 0036364864     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1201/9780203909331     Document Type: Chapter

References (155)

1. J. A. Pateman, D. J. Cove, B. M. Rever, and D. B. Roberts, Nature, 201, 58-60 (1964).
2. D. J. Cove and J. A. Pateman, Nature, 198, 262-263 (1963).
3. G. J. Sorger and N. H. Giles, Genetics, 52, 777-788 (1965).
4. A. B. Tomsett and R. H. Garrett, Genetics, 95, 649-660 (1980).
5. J. H. Glaser and J. A. DeMoss, J. Bacteriol, 108, 854-860 (1971).
6. C. K. Warner and V. Finnerty, Mol. Gen. Genet, 184, 92-96 (1981).
7. A. J. Müller and R. R. Mendel, in Molecular and Genetic Aspects of Nitrate Assimilation (J. L. Wray and J. R. Kinghorn, eds.), Oxford University Press, Oxford, 1989, pp. 166-185.
8. P. A. Ketchum, H. Y. Cambier, W. A. Frazier, C. H. Madansky, and A. Naason, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 66, 1016-1023 (1970).
9. A. Nason, A. D. Antoine, P. A. Ketchum, W. A. Frazier, and D. K. Lee, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 65, 137-144 (1970).
10. A. Nason, K. Y. Lee, S. S. Pan, P. A. Ketchum, A. Lamberti, and J. DeVries, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 68, 3242-3246 (1971).
11. P. T. Pienkos, V. K. Shah, and W. J. Brill, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 74, 5468-5471 (1977).
12. V. K. Shah and W. J. Brill, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 74, 3249-3253 (1977).
13. A. Nason, K. Y. Lee, S. S. Pan, and R. H. Ericson, J. Less Common Metals, 36, 449-459 (1974).
14. R. R. Mendel, Phytochemistry, 22, 817-819 (1983).
15. J. L. Johnson, B. E. Hainline, and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 255, 1783-1786 (1980).
16. T. R. Hawkes and R. C. Bray, Biochem J., 219, 481-493 (1984).
17. R. R. Mendel, Z. A. Alikulov, N. P. Lvov, and A. J. Müller, Mol. Gen. Genet., 181, 395-399 (1981).
18. R. R. Mendel, R. J. Buchanan, and J. L. Wray, Mol. Gen. Genet., 195, 186-189 (1984).
19. R. C. Wahl, R. V. Hageman, and K. V. Rajagopalan, Arch. Biochem. Biophys., 230, 264-273 (1984).
20. R. V. Hagemann and K. V. Rajagopalan, Meth. Enzymol., 122, 399-412 (1986).
21. Z. A. Alikulov and R. R. Mendel, Biochem. Physiol. Pflanzen, 179, 693-705 (1984).
22. S. Leimkühler and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 276, 1837-1844 (2001).
23. J. H. Glaser and J. A. DeMoss, Mol. Gen. Genet., 116, 1-10 (1972).
24. V. Stewart and C. H. MacGregor, J. Bacteriol, 151, 788-799 (1982).
25. K. T. Shanmugam, V. Stewart, R. P. Gunsalus, D. H. Boxer, J. A. Cole, M. Chippaux, J. A. DeMoss, G. Giordano, E. C. Lin, and K. V. Rajagopalan, Mol. Microbiol, 6, 3452-3454 (1992).
26. A. J. Müller and R. Gräfe, Mol. Gen. Genet., 161, 67-76 (1978).
27. R. R. Mendel and A. J. Müller, Biochem. Physiol. Pflanzen, 170, 538-541 (1976).
28. R. R. Mendel and A. J. Müller, Mol. Gen. Genet., 161, 77-80 (1978).
29. A. Kleinhofs, R. L. Warner, J. M. Lawrence, J. M. Jeter, and D. A. Kudrna, in Molecular and Genetic Aspects of Nitrate Assimilation (J. L. Wray and J. R. Kinghorn, eds.), Oxford University Press, Oxford, 1989, pp. 197-211.
30. E. Fernandez and J. Cardenas, in Molecular and Genetic Aspects of Ntirate Assimilation (J. L. Wray and J. R. Kinghorn, eds.), Oxford University Press, Oxford, 1989, pp. 102-124.
31. M. R. Aguilar, J. Cardenas, and E. Fernandez, Biochim. Biophys Acta, 1073, 463-469 (1991).
32. J. Gabard, F. Pelsy, A. Marion-Poll, M. Caboche, I. Saalbach, R. Gräfe, and A. J. Müller, Mol. Gen. Genet., 213, 275-281 (1988).
33. M. Seo, S. Akaba, T. Oritani, M. Delarue, C. Bellini, M. Caboche, and T. Koshia, Plant Physiol, 116, 687-693 (1998).
34. M. Seo, A. J. Peeters, H. Koiwai, T. Oritani, A. Marion-Poll, J. A. Zeevaart, M. Koornneef, Y. Kamiya, and T. Koshiba, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 97, 12908-12913 (2000).
35. N. M. Crawford, in Genetic Engineering: Principles and Methods, Vol. 14 (J. K. Setlow, ed.), Plenum Press, New York, 1992, pp. 89-98.
36. R. R. Mendel, in Plant Biotechnology and Development- Current Topics in Plant Molecular Biology, Vol. 1 (P. M. Gresshoff, ed.), CRC Press, Boca Raton, FL, 1992, pp. 11-16.
37. R. R. Mendel, Planta, 203, 399-405 (1997).
38. K. V. Rajagopalan and J. L. Johnson, J. Biol. Chem., 267, 10199-10202 (1992).
39. D. J. Cove, Biol. Rev., 54, 291-327 (1979).
40. N. S. Dunn-Coleman, Cum Genet., 8, 581-588 (1984).
41. M. Stivaletta, C. K. Warner, S. Langley, and V. Finnerty, Mol. Gen. Genet., 213, 505-512 (1988).
42. M. Duran, F. A. Beemer, C. van de Heiden, J. Korteland, P. K. de Bree, M. Brink, S. K. Wadman, and I. Lombeck, J. Inher. Metab. Dis., 1, 175-178 (1978).
43. J. Reiss, Hum. Genet., 106, 157-163 (2000).
44. V. A. McKusick, Mendelian Inheritance in Man. A Catalog of Human and Genetic Disorders, Johns Hopkins University Press, Baltimore, 1994.
45. J. L. Johnson and S. K. Wadman, in The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease (C. R. Scriver, A. L. Beaudet, W. S. Sly, and D. Valle, eds.), McGraw-Hill, New York, 1995, pp. 2271-2283.
46. J. L. Johnson, M. M. Wuebbens, R. Mandell, and V. E. Shih, J. Clin. Invest., 83, 897-903 (1989).
47. J. Reiss, S. Gross-Hardt, E. Christensen, P. Schmidt, R. R. Mendel, and G. Schwarz, Am. J. Hum. Genet., 68, 208-213 (2001).
48. M. Goto, A. Sakurai, K. Ohta, and H. Yamakami, J. Biochem., 65, 611-620 (1969).
49. J. L. Johnson, W. R. Waud, K. V. Rajagopalan, M. Duran, F. A. Beemer, and S. K. Wadman, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 77, 3715-3719 (1980).
50. K. V. Rajagopalan, in Escherichia coli and Salmonella typhi-murium (F. C. Neidhardt, ed.), ASM Press, Washington DC, 1996, pp. 674-679.
51. M. M. Wuebbens and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 268, 13493-13498 (1993).
52. G. M. Brown, in Folates and Pterins, Vol. 2 (R. L. Blakley and S. J. Benkovics, eds.), Wiley, New York, 1985, pp. 299-419.
53. A. Bacher, in Chemistry and Biochemistry of Flavoenzymes, Vol. 1 (F. Müller, ed.), CRC Press, Boca Raton, FL, 1990, pp. 215-259.
54. M. M. Wuebbens and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 270, 1082-1087 (1995).
55. C. Rieder, W. Eisenreich, J. O’Brien, G. Richter, E. Gotze, P. Boyle, S. Blanchard, A. Bacher, and H. Simon, Eur. J. Biochem., 255, 24-36 (1998).
56. C. Menendez, D. Siebert, and R. Brandsch, FEBS Lett., 391, 101-103 (1996).
57. H. J. Sofia, G. Chen, B. G. Hetzler, J. F. Reyes-Spindola, and N. E. Miller, Nucleic Acids Res., 29, 1097-1106 (2001).
58. M. M. Wuebbens, M. T. Liu, K. Rajagopalan, and H. Schindelin, Structure Fold. Des., 8, 707-718 (2000).
59. T. Hoff, K. M. Schnorr, C. Meyer, and M. Caboche, J. Biol. Chem., 270, 6100-6107 (1995).
60. B. Stallmeyer, G. Drugeon, J. Reiss, A. L. Haenni, and R. R. Mendel, Am. J. Hum. Genet., 64, 698-705 (1999).
61. S. E. Unkles, J. Smith, G. J. Kanan, L. J. Millar, I. S. Heck, D. H. Boxer, and J. R. Kinghorn, J. Biol. Chem., 272, 28381-28390 (1997).
62. M. E. Johnson and K. V. Rajagopalan, J. Bacteriol., 169, 110-116 (1987).
63. M. E. Johnson and K. V. Rajagopalan, J. Bacteriol., 169, 117-125 (1987).
64. D. M. Pitterle and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 268, 13499-13505 (1993).
65. D. M. Pitterle, J. L. Johnson, and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 268, 13506-13509 (1993).
66. J. P. McGrath, S. Jentsch, and A. Varshavsky, EMBO J., 10, 227-236 (1991).
67. A. Hershko and A. Ciechanover, Annu. Rev. Biochem., 61, 761-807 (1992).
68. S. E. Unkles, I. S. Heck, M. V. Appleyard, and J. R. Kinghorn, J. Biol. Chem., 274, 19286-19293 (1999).
69. G. Gutzke, J. Nieder, S. Orlich, M. Kuhnert, A. Sandmann, B. Riedel, R. R. Mendel, and G. Schwarz, J. Biol. Chem., 276, 36268-36274 (2001).
70. B. Stallmeyer, A. Neriich, J. Schiemann, H. Brinkmann, and R. R. Mendel, Plant J., 8, 751-762 (1995).
71. T. P. Begley, D. M. Downs, S. E. Ealick, F. W. McLafferty, A. P. Van Loon, S. Taylor, N. Campobasso, H. J. Chiu, C. Kinsland, J. J. Reddick, and J. Xi, Arch. Microbiol., 171, 293-300 (1999).
72. M. J. Rudolph, M. M. Wuebbens, K. V. Rajagopalan, and H. Schindelin, Nat. Struct. Biol., 8, 42-46 (2001).
73. S. Leimkühler, M. M. Wuebbens, and K. V. Rajagopalan, J Biol. Chem., 276, 34695-34701 (2001).
74. M. V. Appleyard, J. Sloan, G. J. Kanaʼn, I. S. Heck, J. R. Kinghorn, and S. E. Unkles, J. Biol. Chem., 273, 14869-14876 (1998).
75. J. Nieder, B. Stallmeyer, H. Brinkmann, and R. R. Mendel, in Sulphur Metabolism in Higher Plants (W. J. Cram, L. J. De Kok, I. Stulen, C. Brunold, and H. Rennenberg, eds.), Backhuys, Leiden, 1997.
76. GeneBank, mocs3, accession number AF102544.
77. S. Rech, U. Deppenmeier, and R. P. Gunsalus, J. Bacteriol., 177, 1023-1029 (1995).
78. M. S. Joshi, J. L. Johnson, and K. V. Rajagopalan, J. Bacteriol., 178, 4310-4312 (1996).
79. J. Kuper, T. Palmer, R. R. Mendel, and G. Schwarz, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 97, 6475-6480 (2000).
80. G. Schwarz, D. H. Boxer, and R. R. Mendel, J. Biol. Chem., 272, 26811-26814 (1997).
81. B. Stallmeyer, G. Schwarz, J. Schulze, A. Neriich, J. Reiss, J. Kirsch, and R. R. Mendel, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 96, 1333-1338 (1999).
82. M. T. Liu, M. M. Wuebbens, K. V. Rajagopalan, and H. Schindelin, J. Biol. Chem., 275, 1814-1822 (2000).
83. I. Lüke, J. Kuper, T. Palmer, T. Eilers, R. R. Mendel, and G. Schwarz (submitted).
84. S. Leimkühler, S. Angermüller, G. Schwarz, R. R. Mendel, and W. Klipp, J. Bacteriol., 181, 5930-5939 (1999).
85. A. Hasona, R. M. Ray, and K. T. Shanmugam, J. Bacteriol., 180, 1466-1472 (1998).
86. B. Krüger and O. Meyer, Eur. J. Biochem., 157, 121-128 (1986).
87. B. Kruger and O. Meyer, Biochim. Biophys. Acta., 912, 357-364 (1987).
88. J. L. Johnson, N. R. Bastian, and K. V. Rajagopalan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, 3190-3194 (1990).
89. S. Leimkiihler, M. Kern, P. S. Solomon, A. G. McEwan, G. Schwarz, R. R. Mendel, and W. Klipp, Mol. Microbiol., 27, 853-869 (1998).
90. D. Hettrich, B. Peschke, B. Tshisuaka, and F. Lingens, Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 372, 513-517 (1991).
91. J. L. Johnson, L. W. Indermaur, and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 266, 12140-12145 (1991).
92. T. Palmer, A. Vasishta, P. W. Whitty, and D. H. Boxer, Eur. J. Biochem., 222, 687-692 (1994).
93. T. Palmer, I. P. Goodfellow, R. E. Sockett, A. G. McEwan, and D. H. Boxer, Biochim. Biophys. Acta., 1395, 135-140 (1998).
94. D. J. Eaves, T. Palmer, and D. H. Boxer, Eur. J. Biochem., 246, 690-697 (1997).
95. C. A. Temple and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 275, 40202-40210 (2000).
96. T. Palmer, C. L. Santini, C. Iobbi-Nivol, D. J. Eaves, D. H. Boxer, and G. Giordano, Mol. Microbiol., 20, 875-884 (1996).
97. M. W. Lake, C. A. Temple, K. V. Rajagopalan, and H. Schindelin, J. Biol. Chem., 275, 40211-40217 (2000).
98. C. E. M. Stevenson, F. Sargent, G. Buchanan, T. Palmer, and D. M. Lawson, Structure, 8, 1115-1125 (2000).
99. P. Hanzelmann and O. Meyer, Eur. J. Biochem., 255, 755-765 (1998).
100. R. A. Rothery, J. L. Grant, J. L. Johnson, K. V. Rajagopalan, and J. H. Weiner, J. Bacteriol., 177, 2057-2063 (1995).
101. R. A. Rothery, A. Magalon, G. Giordano, B. Guigliarelli, F. Blasco, and J. H. Weiner, J. Biol. Chem., 273, 7462-7469 (1998).
102. U. C. Gupta, Molybdenum in Agriculture, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1997.
103. J. W. Tweedie and I. H. Segel, Biochim. Biophys. Acta, 196, 95-106 (1970).
104. J. K. Rosentel, F. Healy, J. A. Maupin-Furlow, J. H. Lee, and K. T. Shanmugam, J. Bacteriol, 177, 4857-4864 (1995).
105. A. Llamas, K. L. Kalakoutskii, and E. Fernandez, Plant, Cell and Environment, 23, 1247-1255 (2000).
106. I. S. Heck and H. Ninnemann, Photochem. Photobiol., 61, 54-60 (1995).
107. F. J. Braaksma and W. J. Feenstra, Theor. Äppl. Genet., 64, 83-90 (1982).
108. G. Schwarz, D. H. Boxer, and R. R. Mendel, in Chemistry and Biology of Pteridines and Folates (W. Pfleiderer and H. Rokos, eds.), Blackwell Scientific, Berlin, 1997, pp. 697-702.
109. G. Schwarz, J. Schulze, F. Bittner, T. Eilers, J. Kuper, G. Bollmann, A. Neriich, H. Brinkmann, and R. R. Mendel, Plant Cell, 12, 2455-2472 (2000).
110. S. Xiang, J. Nichols, K. V. Rajagopalan, and H. Schindelin, Structure, 9, 299-310 (2001).
111. C. Menendez, A. Otto, G. Igloi, P. Nick, R. Brandsch, B. Schubach, B. Böttcher, and R. Brandsch, Eur. J. Biochem., 250, 524-531 (1997).
112. K. P. Kamdar, M. E. Shelton, and V. Finnerty, Genetics, 137, 791-801 (1994).
113. L. J. Millar, I. S. Heck, J. Sloan, G. J. M. Kanaʼn, J. R. Kinhorn, and S. E. Unkles (submitted).
114. P. Prior, B. Schmitt, G. Grenningloh, I. Pribilla, G. Multhaup, K. Beyreuther, Y. Maulet, P. Werner, D. Langosch, J. Kirsch, and H. Betz, Neuron, 8, 1161-1170 (1992).
115. J. Reiss, N. Cohen, C. Dorche, H. Mandel, R. R. Mendel, B. Stallmeyer, M. T. Zabot, and T. Dierks, Nat. Genet., 20, 51-53 (1998).
116. J. Reiss, E. Christensen, and C. Dorche, Prenat. Diagn., 19, 386-388 (1999).
117. T. A. Gray and R. D. Nicholls, RNA, 6, 928-936 (2000).
118. J. Reiss, C. Dorche, B. Stallmeyer, R. R. Mendel, N. Cohen, and M. T. Zabot, Am. J. Hum. Genet., 64, 706-711 (1999).
119. J. Kirsch and H. Betz, Nature, 392, 717-720 (1998).
120. J. Kirsch, I. Wolters, A. Triller, and H. Betz, Nature, 366, 745-748 (1993).
121. G. Feng, H. Tintrup, J. Kirsch, M. C. Nichol, J. Kuhse, H. Betz, and J. R. Sanes, Science, 282, 1321-1324 (1998).
122. D. M. Sabatini, R. K. Barrow, S. Blackshaw, P. E. Burnett, M. M. Lai, M. E. Field, B. A. Bahr, J. Kirsch, H. Betz, and S. H. Snyder, Science, 284, 1161-1164 (1999).
123. S. Kins, H. Betz, and J. Kirsch, Nat. Neurosci., 3, 22-29 (2000).
124. M. Ramming, S. Kins, N. Werner, A. Hermann, H. Betz, and J. Kirsch, Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 97, 10266-10271 (2000).
125. J. Meier, M. De Chaldee, A. Triller, and C. Vannier, Mol. Cell. Neurosci., 16, 566-577 (2000).
126. T. Giesemann, G. Schwarz, M. Rothkegel, K. Schlüter, J. Paulukat, R. R. Mendel, and B. M. Jockusch (submitted).
127. P. A. Ketchum and C. L. Sevilla, J. Bacteriol., 116, 600-609 (1973).
128. N. K. Amy and K. V. Rajagopalan, J. Bacteriol., 140, 114-124 (1979).
129. M. Aguilar, K. Kalakoutskii, J. Cardenas, and E. Fernandez, FEBS Lett., 307, 162-163 (1992).
130. C. P. Witte, M. I. Igeno, R. Mendel, G. Schwarz, and E. Fernandez, FEBS Lett., 431, 205-209 (1998).
131. K. Kalakoutskii and E. Fernandez, Planta, 201, 64-70 (1996).
132. R. C. Wahl, C. K. Warner, V. Finnerty, and K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem., 257, 3958-3962 (1982).
133. C. Scazzocchio, F. B. Holl, and A. I. Foguelman, Eur. J. Biochem., 36, 428-445 (1973).
134. T. Watanabe, N. Ihara, T. Itoh, T. Fujita, and Y. Sugimoto, J. Biol. Chem., 275, 21789-21792 (2000).
135. K. M. Leon-Klooserziel, M. A. Gil., G. J. Ruijs, S. E. Jacobsen, N. E. Olszewski, S. H. Schwartz, J. A. D. Zeevaart, and A Q Koorneef, Plant J., 10, 655-661 (1996).
136. F. Bittner, M. Oreb, and R. R. Mendel, J. Biol. Chem, 276 (in press).
137. L. Zheng and D. R. Dean, J. Biol. Chem., 269, 18723-18726 (1994).
138. L. Amrani, J. Primus, A. Glatigny, L. Arcangeli, C. Scazzocchio, and V. Finnerty, Mol. Microbiol., 38, 114-125 (2000).
139. V. Finnerty, M. McCarron, and G. B. Johnson, Mol. Gen. Genet., 172, 37-43 (1979).
140. M.-T. Leydecker, T. Moureaux, Y. Kreapiel, K. Schnorr, and M. Caboche, Plant Physiol., 107, 1427-1431 (1995).
141. E. Marin and A. Marion-Poll, Plant Physiol. Biochem., 35, 369-372 (1997).
142. K. Schledzewski, PhD thesis, Technical University of Braunschweig, Germany, 1997.
143. S. T. LaBrie, J. Q. Wilkinson, Y. F. Tsay, K. A. Feldman, and N. M. Crawford, Mol. Gen. Genet, 233, 169-176 (1992).
144. F. Blasco, J. P. Dos Santos, A. Magalon, C. Frixon, B. Guigliarelli, C. L. Santini, and G. Giordano, Mol. Microbiol., 28, 435-447 (1998).
145. K. P. Baker and D. H. Boxer, Mol. Microbiol., 5, 901-907 (1991).
146. P. M. McNicholas, S. A. Rech, and R. P. Gunsalus, Mol. Microbiol., 23, 515-524 (1997).
147. L. A. Anderson, E. McNairn, T. Leubke, R. N. Pau, and D. H. Boxer, J. Bacteriol., 182, 7035-7043 (2000).
148. A. Hasona, W. T. Self, and K. T. Shanmugam, Arch. Microbiol., 175, 178-188 (2001).
149. A. Hasona, W. T. Self, R. M. Ray, and K. T. Shanmugam, FEMS Microbiol. Lett., 169, 111-116 (1998).
150. S. L. Rivers, E. McNairn, F. Blasco, G. Giordano, and D. H. Boxer, Mol. Microbiol., 8, 1071-1081 (1993).
151. GeneBank, cnx7, accession number AF208343.
152. GeneBank, cnx6, accession number AJ133519.
153. T. Eilers, G. Schwarz, H. Brinkmann, C. Witt, T. Richter, J. Nieder, B. Koch, R. Hille, R. Hänsch, and R. R. Mendel, J. Biol. Chem. (in press).
154. G. Gutzke, J. Nieder, A. Freuer, A. Sandmann, S. Orlich, M. Kuhnert, B. Riedel, R. R. Mendel, G. Schwarz (submitted).
155. G. Schwarz, N. Schräder, R. R. Mendel, H. J. Hecht, and H. Schindelin, J. Mol. Biol, 312, 405-418 (2001).