Determination of multiple torsion-angle constraints in U-13C,15N-labeled peptides: 3D 1H-15N-13C-1H dipolar chemical shift NMR spectroscopy in rotating solids

Journal of the American Chemical Society

Volumn 124, Issue 40, 2002, Pages 11908-11922

  Rienstra, Chad M ^a,b   Hohwy, Morten ^a,c   Mueller, Leonard J ^a,d   Jaroniec, Christopher P ^a   Reif, Bernd ^a,e   Griffin, Robert G ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^c ETH ZURICH   (Switzerland)

^d UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^e TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MULTISPIN CLUSTERS;

COUPLINGS; HAMILTONIANS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; POLARIZATION; RESONANCE;

TORSIONAL STRESS;

CARBON 13; FORMYLMETHIONYLLEUCYLPHENYLALANINE; NITROGEN 15; PROTON; TRIPEPTIDE;

ANALYTIC METHOD; ARTICLE; CORRELATION ANALYSIS; ELECTRON SPIN RESONANCE; MOLECULAR DYNAMICS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; OPTICAL RESOLUTION; PEPTIDE ANALYSIS; POLARIZATION; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN STRUCTURE; SOLID; STRUCTURE ANALYSIS; TORSION;

CARBON ISOTOPES; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; NITROGEN ISOTOPES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PEPTIDES; PROTEIN CONFORMATION; PROTONS;

EID: 0037048587     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja020802p     Document Type: Article

References (86)

1. Creuzet, F.; McDermott, A. E.; Gebhard, R.; van der Hoef, K.; Spijker-Assink, M. B.; Herzfeld, J.; Lugtenburg, J.; Levitt, M. H.; Griffin, R. G. Science 1991, 251, 783-786.
2. McDermott, A. E.; Creuzet, F.; Gebhard, R.; Vanderhoef, K.; Levitt, M. H.; Herzfeld, J.; Lugtenburg, J.; Griffin, R. G. Biochemistry 1994, 33, 6129-6136.
3. McDowell, L. M.; Klug, C. A.; Beusen, D. D.; Schaefer, J. Biochemistry 1996, 35, 5395-5403.
4. Weliky, D. P.; Bennett, A. E.; Zvi, A.; Anglister, J.; Steinbach, P. J.; Tycko, R. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 141-145.
5. Long, J. R.; Dindot, J. L.; Zebroski, H.; Kiihne, S.; Clark, R. H.; Campbell, A. A.; Stayton, P. S.; Drobny, G. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12083-12087.
6. Long, J. R.; Shaw, W. J.; Slayton, P. S.; Drobny, G. P. Biochemistry 2001, 40, 15451-15455.
7. Wüthrich, K. NMR of Proteins and Nucleic Acids: John Wiley and Sons: New York, 1986.
8. Ernst, R. R.; Bodenhausen, G.; Wokaun, A. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions; Clarendon Press: Oxford, 1991; Vol. 14.
9. Cavanagh, J.; Fairbrother, W. J.; Palmer, A. G.; Skelton, N. J. Protein NMR Spectroscopy: Principles and Practice; Academic Press: San Diego, 1996.
10. Wüthrich, K. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 492-495.
11. Lansbury, P. T.; Costa, P. R.; Griffiths, J. M.; Simon, E. J.; Auger, M.; Halverson, K. J.; Kocisko, D. A.; Hendsch, Z. S.; Ashburn, T. T.; Spencer, R. G. S.; Tidor, B.; Griffin, R. G. Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 990-998.
12. Raleigh, D. P.; Levitt, M. H.; Griffin, R. G. Chem. Phys. Lett. 1988, 146, 71-76.
13. Levitt, M. H.; Raleigh, D. P.; Creuzet, F.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1990, 92, 6347-6364.
14. Benzinger, T. L. S.; Gregory, D. M.; Burkoth, T. S.; Miller-Auer, H.; Lynn, D. G.; Botto, R. E.; Meredith, S. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13407-13412.
15. Antzutkin, O. N.; Balbach, J. J.; Leapman, R. D.; Rizzo, N. W.; Reed, J.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13045-13050.
16. Gullion, T.; Schaefer, J. J. Magn. Reson. 1989, 81, 196-200.
17. Nishimura, K.; Naito, A.; Tuzi,. S.; Saito, H.; Hashimoto, C.; Aida, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102. 7476-7483.
18. Bennett, A. E.; Ok, J. H.; Griffin, R. G.; Vega, S. J. Chem. Phys. 1992, 96, 8624-8627.
19. Hohwy, M.; Rienstra, C. M.; Jaroniec, C. P.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1999, 110, 7983-7992.
20. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Griffiths, J. M.; Zhen, W.; Lansbury, P. T., Jr.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9463-9479.
21. Zell, M. T.; Padden, B. E.; Grant. D. J. W.; Chapeau, M. C.; Prakash, I.; Munson, E. J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1372-1378.
22. Rienstra, C. M.; Hohwy, M.; Hong, M.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10979-10990.
23. McDermott, A.; Polenova, T.; Bockmann, A.; Zilm, K. W.; Paulsen, E. K.; Martin, R. W.; Montelione, G. T. J. Biomol. NMR 2000, 16, 209-219.
24. Pauli, J.; van Rossum, B.; Forster, H.; de Groot, H. J. M.; Oschkinat, H. J. Magn. Reson. 2000, 143, 411-416.
25. Straus, S. K.; Bremi, T.; Ernst, R. R. J. Biomol. NMR 1998, 12, 39-50.
26. Baldus, M.; Petkova, A. T.; Herzfeld, J. H.; Griffin, R. G. Mol. Phys. 1998, 95, 1197-1207.
27. Hong, M. J. Biomol. NMR 1999, 15, 1-14.
28. Pauli, J.; Baldus, M.; van Rossum, B.; de Groot, H.; Oschkinat, H. ChemBioChem 2001, 2, 101-110.
29. Hodgkinson, P.; Emsley, L. J. Magn. Reson. 1999, 139, 46-59.
30. Takegoshi, K.; Nomura, K.; Terao, T. Chem. Phys. Lett. 1995, 232, 424-428.
31. Costa, P. R.; Sun, B. Q.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10821-10830.
32. Takegoshi, K.; Nomura, K.; Terao, T. J. Magn. Reson. 1997, 127, 206-216.
33. Michal, C. A.; Jelinski, L. W. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9059-9060.
34. Gullion, T.; Pennington, C. H. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 88-93.
35. Schaefer, J. J. Magn. Reson. 1999, 137, 272-275.
36. Jaroniec, C. P.; Tounge, B. A.; Rienstra, C. M.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121. 10237-10238.
37. Jaroniec, C. P.; Tounge, B. A.; Rienstra, C. M.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. J. Magn. Reson. 2000, 146, 132-139.
38. Liivak, O.; Zax, D. B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 1088-1096.
39. Jaroniec, C. P.; Tounge, B. A.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3507-3519.
40. Stoll, M. E.; Vega, A. J.; Vaughn, R. W. J. Chem. Phys. 1976, 65, 4093-4098.
41. Rybaczewski, E. F.; Neff, B. L.; Waugh, J. S.; Sherfinksi, J. S. J. Chem. Phys. 1977, 67, 1231-1236.
42. Linder, M.; Höhener, A.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1980, 73, 4959-4970.
43. Munowitz, M. G.; Griffin, R. G.; Bodenhausen, G.; Huang, T. H. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2529-2533.
44. Munowitz, M. G.; Aue, W. P.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1982, 77, 1686.
45. Dabbagh, G.; Weliky, D. P.; Tycko, R. Macromolecules 1994, 27, 6183-6191.
46. Schmidt-Rohr, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7601-7603.
47. Feng, X.; Lee, Y. K.; Sandström. D.; Edén, M.; Maisel, H.; Sebald, A.; Levitt, M. H. Chem. Phys. Lett. 1996, 257, 314-320.
48. Ishii, Y.; Terao, T.; Kainosho, M. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 133-140.
49. Hong, M.; Gross, J. D.; Griffin, R. G. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5869-5874.
50. Hong, M.; Gross, J. D.; Hu, W.; Griffin, R. G. J. Magn. Reson. 1998, 135, 169-177.
51. Hong, M.; Gross, J. D.; Rienstra, C. M.; Griffin, R. G.; Kumashiro, K. K.; Schmidt-Rohr, K. J. Magn. Reson. 1997, 129, 85-92.
52. Tycko, R.; Weliky, D. P.; Berger, A. E. J. Chem. Phys. 1996, 105, 7915-7930.
53. Weliky, D. P.; Tycko, R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8487-8488.
54. Bower, P. V.; Oyler, N.; Mehta, M. A.; Long, J. R.; Stayton, P. S.; Drobny, G. P. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8373-8375.
55. Hohwy, M.; Jaroniec, C. P.; Reif, B.; Rienstra, C. M.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3218-3219.
56. Carroll, P. J.; Stewart, P. L.; Opella, S. J. Acta Crystallogr. C 1990, 46, 243-246.
57. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Auger, M.; Lakshmi, K. V.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6951-6958.
58. Hediger, S.; Meier, B. H.; Ernst, R. R. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 449-456.
59. States, D. J.; Haberkorn, R. A.; Ruben, D. J. J. Magn. Reson. 1982, 48, 286-292.
60. Feng, X.; Eden, M.; Brinkmann, A.; Luthman, H.; Eriksson, L.; Graslund, A.; Antzutkin, O. N.; Levitt, M. H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12006-12007.
61. Costa, P. R.; Gross, J. D.; Hong, M.; Griffin, R. G. Chem. Phys. Lett. 1997, 280, 95-103.
62. Levitt, M. H.; Freeman, R.; Frenkiel, T. J. Magn. Reson. 1982, 50, 157-160.
63. Roberts, J. E.; Harbison, G. S.; Munowitz, M. G.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4163.
64. Ishii, Y.; Hirao, K.; Terao, T.; Terauchi, T.; Oba, M.; Nishiyama, K.; Kainosho, M. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1998, 11, 169-175.
65. Zhao, X.; Eden, M.; Levitt, M. H. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 353-361.
66. Levitt, M. H.; Dibari, L. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 3124-3127.
67. Helmle, M.; Lee, Y. K.; Verdegem, P. J. E.; Feng, X.; Karlsson, T.: Lugtenburg, J.; de Groot, H. J. M.; Levitt, M. H. J. Magn. Reson. 1999 140, 379-403.
68. Ghose, R. Concepts Magn. Reson. 2000, 12, 152-172.
69. Griesinger, C.; Ernst, R. R. Chem. Phys. Lett. 1988, 152, 239-247.
70. Hohwy, M. Ph.D. Thesis, University of Aarhus: Aarhus, 2000.
71. Kubo, A.; McDowell, C. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988, 84, 3713-3730.
72. Bevington, P. R.; Robinson, D. K. Data reduction and error analysis for the physical sciences, 2nd ed; McGraw-Hill; Boston, 1992.
73. Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical recipes, 2nd ed; Cambridge University Press: Cambridge, 1992.
74. Gullion, T.; Vega, S. Chem. Phys. Lett. 1992, 194, 423-428.
75. Maricq, M. M.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1979, 70, 3300.
76. Hong. M. J. Magn. Reson. 1999, 139, 389-401.
77. Verel, R.; Baldus, M.; Nijman, M.; van Os, J. W. M.; Meier. B. H. Chem. Phys. Lett. 1997, 280, 31-39.
78. Verel, R.; Baldus, M.; Ernst, M.; Meier, B. H. Chem. Phys. Lett. 1998, 287, 421-428.
79. Reif, B.; Hohwy, M.; Jaroniec, C. P.; Rienstra, C. M.; Griffin, R. G. J. Magn. Reson. 2000, 145, 132-141.
80. Eden, M.; Brinkmann, A.; Luthman, H.; Eriksson, L.; Levitt, M. H. J. Magn. Reson. 2000. 144, 266-279.
81. Takegoshi, K.; Imaizumi, T.; Terao, T. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2000, 16, 271-278.
82. Saalwachter, K.; Graf, R.; Demco, D. E.; Spiess, H. W. J. Magn. Reson. 1999, 139, 287-301.
83. Saalwachter, K.; Graf, R.; Spiess, H. W. J. Magn. Reson. 1999, 140, 471-476.
84. McElheny, D.; DeVita, E.; Frydman, L. J. Magn. Reson. 2000, 143, 321-328.
85. van Rossum, B. J.; de Groot, C. P.; Ladizhansky, V.; Vega, S.; de Groot, H. J. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3465-3472.
86. Rienstra, C. M.; Tucker-Kellogg, L.; Jaroniec, C. P.; Hohwy, M.; Reif, B.; McMahon, M. T.; Tidor, B.; Lozano-Parez, T.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 10260-10265.