Solution NMR techniques for large molecular and supramolecular structures

Journal of the American Chemical Society

Volumn 124, Issue 41, 2002, Pages 12144-12153

  Riek, Roland ^a,c   Fiaux, Jocelyne ^a   Bertelsen, Eric B ^b   Horwich, Arthur L ^b   Wüthrich, Kurt ^a  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

^b HOWARD HUGHES MEDICAL INSTITUTE   (United States)

^c SALK INSTITUTE FOR BIOLOGICAL STUDIES   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MACROMOLECULES; MOLECULAR STRUCTURE; MOLECULAR WEIGHT; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; POLARIZATION;

POLARIZATION TRANSFERS;

SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY;

ARTICLE; CORRELATION ANALYSIS; MACROMOLECULE; MOLECULAR WEIGHT; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; POLARIZATION; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; QUANTUM MECHANICS; SPECTROSCOPY; SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY;

EID: 0037120882     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja026763z     Document Type: Article

References (56)

1. Abbreviations: COSY, correlation spectroscopy; CRINEPT, cross-correlated relaxation-enhanced polarization transfer; CRIPT, cross-correlated relaxation- induced polarization transfer; CSA, chemical shift anisotropy; DHNA, 7,8-dihydroneopterin aldolase; INEPT, insensitive nuclei enhanced by polarization transfer; DD, dipole-dipole; HMQC, heteronuclear multiple-quantum correlation; SR1, single-ring variant of GroEL with seven subunits; TROSY, transverse relaxation-optimized spectroscopy; 2D and 3D, two-and three-dimensional.
2. Wüthrich, K. NMR of Proteins and Nucleic Acids: Wiley: New York, 1986.
3. Pervushin, K.; Riek, R.; Wider, G.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 12366-12371.
4. Riek, R.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 4918-4923.
5. Piotto, M.; Saudek, V.; Sklenar, V.; J. Biomol. NMR 1992, 2, 661-665; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12593-12594; Talluri, S.; Wagner, G. J. Magn. Reson. B 1996, 112, 200-205.
6. Piotto, M.; Saudek, V.; Sklenar, V.; J. Biomol. NMR 1992, 2, 661-665; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12593-12594; Talluri, S.; Wagner, G. J. Magn. Reson. B 1996, 112, 200-205.
7. Piotto, M.; Saudek, V.; Sklenar, V.; J. Biomol. NMR 1992, 2, 661-665; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12593-12594; Talluri, S.; Wagner, G. J. Magn. Reson. B 1996, 112, 200-205.
8. Hendrix, R. W. J. Mol. Biol. 1979, 129, 375-392. Hohn, T.; Hohn, B.; Engel, A.; Wurtz, M.; Smith, P. R. J. Mol. Biol. 1979, 129, 359-373; Hemmingsen, S. M.; Woolford, C.; van der Vies, S. M.; Tilly, K.; Dennis, D. T.; Georgopoulos, C. P.; Hendrix, R. W.; Ellis, R. J. Nature 1988, 333, 330-334.
9. Hendrix, R. W. J. Mol. Biol. 1979, 129, 375-392. Hohn, T.; Hohn, B.; Engel, A.; Wurtz, M.; Smith, P. R. J. Mol. Biol. 1979, 129, 359-373; Hemmingsen, S. M.; Woolford, C.; van der Vies, S. M.; Tilly, K.; Dennis, D. T.; Georgopoulos, C. P.; Hendrix, R. W.; Ellis, R. J. Nature 1988, 333, 330-334.
10. Hendrix, R. W. J. Mol. Biol. 1979, 129, 375-392. Hohn, T.; Hohn, B.; Engel, A.; Wurtz, M.; Smith, P. R. J. Mol. Biol. 1979, 129, 359-373; Hemmingsen, S. M.; Woolford, C.; van der Vies, S. M.; Tilly, K.; Dennis, D. T.; Georgopoulos, C. P.; Hendrix, R. W.; Ellis, R. J. Nature 1988, 333, 330-334.
11. Sigler, P. B.; Xu, Z.; Rye, H. S.; Burston, S. G.; Fenton, W.; Horwich, A. L. Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 581-608.
12. Horwich, A. L.; Burston, S. G.; Rye, H. S.; Weissman, J. S.; Fenton, W. A. Methods Enzymol. 1998, 290, 141-146.
13. Chandrasekhar, G. N.; Tilly, K.; Woolford, C.; Hendrix, R.; Georgopoulos, C. J. Biol. Chem. 1986, 261, 12414-12419.
14. Hunt, J. F.; Weaver, A. J.; Landry, S. J.; Gierasch, L.; Deisenhofer, J. Nature 1996, 379, 37-45.
15. Salzmann, M.; Pervushin, K.; Wider, G.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7543-7548.
16. Hennig, M.; D'Arcy, A.; Hampele, I. C.; Page, M. G.; Oefner, C.; Dale, G. E. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 357-62.
17. Andersson, P.; Annila, A.; Otting, G. J. Magn. Reson. 1998, 133, 364-367. Wider, G.; Wüthrich, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 1999, 9, 594-601.
18. Andersson, P.; Annila, A.; Otting, G. J. Magn. Reson. 1998, 133, 364-367. Wider, G.; Wüthrich, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 1999, 9, 594-601.
19. Bax, A.; Grzesiek, S. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 131-138. Wider, G. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1998, 32, 193-275.
20. Bax, A.; Grzesiek, S. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 131-138. Wider, G. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1998, 32, 193-275.
21. Cavanagh, J.; Fairbrother, W. J.; Palmer, A. G., III; Skelton, N. J. Protein NMR Spectroscopy; Academic Press: San Diego, CA. 1996.
22. Wüthrich, K. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 492-495.
23. Chen, J. H.; Jerschow, A.; Bodenhausen, G. Chem. Phys. Lett. 1999, 308, 397-402.
24. Brüschweiler, R.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1991, 96, 1758-1766.
25. Czisch, M.; Boelens, R. J. Magn. Reson. 1998, 134, 158-160. Pervushin, K.; Wider, G.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1998, 12, 345-348. Rance, M.; Loria, J. P.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 136, 92-101. Zhu, G.; Kong, X. M.; Sze, K. H. J. Biomol. NMR 1999, 13, 77-81.
26. Czisch, M.; Boelens, R. J. Magn. Reson. 1998, 134, 158-160. Pervushin, K.; Wider, G.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1998, 12, 345-348. Rance, M.; Loria, J. P.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 136, 92-101. Zhu, G.; Kong, X. M.; Sze, K. H. J. Biomol. NMR 1999, 13, 77-81.
27. Czisch, M.; Boelens, R. J. Magn. Reson. 1998, 134, 158-160. Pervushin, K.; Wider, G.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1998, 12, 345-348. Rance, M.; Loria, J. P.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 136, 92-101. Zhu, G.; Kong, X. M.; Sze, K. H. J. Biomol. NMR 1999, 13, 77-81.
28. Czisch, M.; Boelens, R. J. Magn. Reson. 1998, 134, 158-160. Pervushin, K.; Wider, G.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1998, 12, 345-348. Rance, M.; Loria, J. P.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 136, 92-101. Zhu, G.; Kong, X. M.; Sze, K. H. J. Biomol. NMR 1999, 13, 77-81.
29. Salzmann, M.; Pervushin, K.; Wider, G.; Senn, H.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13585-13590.
30. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
31. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
32. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
33. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
34. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
35. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
36. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
37. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
38. Loria, J. P.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Magn. Reson. 1999, 141, 180-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 15, 181-184. Salzmann, M.; Wider, G.; Pervushin, K.; Senn, H.; Wüthrich, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 844-848. Yang, D.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2571-2575. Yang, D.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 3-10. Mulder, A. A. F.; Ayed, A.; Yang, D.; Arrowsmith, C. H.; Kay, L. E. J. Biomol. NMR 2000, 18, 173-176. Permi, P.; Annila, A. J. Biomol. NMR 2001, 20, 127-133. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 2001, 150, 100-104. Eletsky, A.; Kienhofer, A.; Pervushin, K. J. Biomol. NMR 2001, 20, 177-180.
39. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 1999, 140, 499-503. Pervushin, K.; Wider, G.; Riek, R.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 196, 9607-9612. Zhu, G.; Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Yan, X. Z. J. Biomol. NMR 1999, 14, 377-381. Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Zhu, G. J. Biomol. NMR 2000, 18, 261-268.
40. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 1999, 140, 499-503. Pervushin, K.; Wider, G.; Riek, R.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 196, 9607-9612. Zhu, G.; Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Yan, X. Z. J. Biomol. NMR 1999, 14, 377-381. Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Zhu, G. J. Biomol. NMR 2000, 18, 261-268.
41. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 1999, 140, 499-503. Pervushin, K.; Wider, G.; Riek, R.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 196, 9607-9612. Zhu, G.; Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Yan, X. Z. J. Biomol. NMR 1999, 14, 377-381. Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Zhu, G. J. Biomol. NMR 2000, 18, 261-268.
42. Meissner, A.; Sorensen, O. W. J. Magn. Reson. 1999, 140, 499-503. Pervushin, K.; Wider, G.; Riek, R.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 196, 9607-9612. Zhu, G.; Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Yan, X. Z. J. Biomol. NMR 1999, 14, 377-381. Xia, Y. L.; Sze, K. H.; Zhu, G. J. Biomol. NMR 2000, 18, 261-268.
43. Wang, Y. X.; Jacob, J.; Cordier, F.; Wingfield, P.; Stahl, S. J.; Lee-Huang, S.; Torchia, D.; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 14, 181-184. Koenig, S. H.; Bryant, R. G.; Hallenga, K.; Jacob, G. S. Biochemistry 1978, 17, 4348-4358. Ceckler, T. L.; Balaban, R. S. J. Magn. Reson. B 1994, 105, 242-248.
44. Wang, Y. X.; Jacob, J.; Cordier, F.; Wingfield, P.; Stahl, S. J.; Lee-Huang, S.; Torchia, D.; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 14, 181-184. Koenig, S. H.; Bryant, R. G.; Hallenga, K.; Jacob, G. S. Biochemistry 1978, 17, 4348-4358. Ceckler, T. L.; Balaban, R. S. J. Magn. Reson. B 1994, 105, 242-248.
45. Wang, Y. X.; Jacob, J.; Cordier, F.; Wingfield, P.; Stahl, S. J.; Lee-Huang, S.; Torchia, D.; Grzesiek, S.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 14, 181-184. Koenig, S. H.; Bryant, R. G.; Hallenga, K.; Jacob, G. S. Biochemistry 1978, 17, 4348-4358. Ceckler, T. L.; Balaban, R. S. J. Magn. Reson. B 1994, 105, 242-248.
46. Morris, G. A.; Freeman, R. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 760-762.
47. Tjandra, N.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8076-8082. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Magn. Reson. 1997, 127, 128-133. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8985-8990.
48. Tjandra, N.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8076-8082. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Magn. Reson. 1997, 127, 128-133. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8985-8990.
49. Tjandra, N.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8076-8082. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Magn. Reson. 1997, 127, 128-133. Tessari, M.; Mulder, F. A. A.; Boelens, R.; Vuister, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8985-8990.
50. Ernst, R. R.; Bodenhausen, G.; Wokaun, A. The Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions; Clarendon: Oxford, U.K., 1987.
51. Abragam, A. The Principles of Nuclear Magnetism; Clarendon: Oxford, U.K., 1961.
52. Wagner, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 1993, 3, 748-754.
53. Lipari, G.; Szabo, A. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4546-4558.
54. Fiaux, J.; Bertelsen, E. B.; Horwich, A. L.; Wüthrich, K. Nature 2002, 418, 207-211.
55. Marion, D.; Ikura, K.; Tschudin, R.; Bax, A. J. Magn. Reson. 1989, 85, 393-399.
56. DeMarco, A.; Wüthrich, K. J. Magn. Reson. 1976, 24, 201-204.