Photoactive yellow protein, a new type of photoreceptor protein: Will this "yellow lab" bring us where we want to go?

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 107, Issue 8, 2003, Pages 1082-1094

  Hellingwerf, Klaas J ^a   Hendriks, Johnny ^a,c   Gensch, Thomas ^a,b  

^a UNIVERSITY OF AMSTERDAM   (Netherlands)

^b FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH   (Germany)

^c VU UNIVERSITY AMSTERDAM   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTAL LATTICES; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; HYDROPHOBICITY; MOLECULAR DYNAMICS; PH EFFECTS; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; PROTEINS; VISCOSITY;

LIGHT ACTIVATION;

PHOTOREACTIVITY;

EID: 0037468225     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp027005y     Document Type: Article

References (122)

1. Meyer, T. E. Biochim. Biophys. Acta 1985, 806, 175.
2. Meyer, T. E.; Yakali, E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G. Biochemistry 1987, 26, 418.
3. Hoff, W. D.; Dux, P.; Hard, K.; Devreese, B.; Nugteren-Roodzant, I. M.; Crielaard, W.; Boelens, R.; Kaptein, R.; van Beeumen, J.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1994, 33, 13959.
4. Sprenger, W. W.; Hoff, W. D.; Armitage, J. P.; Hellingwerf, K. J. J. Bacteriol. 1993, 175, 3096.
5. Meyer, T. E.; Fitch, J. C.; Bartsch, R. G.; Tollin, G.; Cusanovich, M. A. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1016, 364.
6. Koh, M.; Van Driessche, G.; Samyn, B.; Hoff, W. D.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Van Beeumen, J. J. Biochemistry 1996, 35, 2526.
7. Kort, R.; Hoff, W. D.; Van West, M.; Kroon, A. R.; Hoffer, S. M.; Vlieg, K. H.; Crielaand, W.; Van Beeumen, J. J.; Hellingwerf, K. J. EMBO J. 1996, 15, 3209.
8. Haker, A.; Hendriks, J.; Gensch, T.; Hellingwerf, K.; Crielaard, W. FEBS Lett. 2000, 486, 52.
9. Pellequer, J. L.; Wager-Smith, K. A.; Kay, S. A.; Getzoff, E. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 5884.
10. Taylor, B. L.; Zhulin, I. B. Microbiol. Mol. Biol. Rep. 1999, 63, 479.
11. Anantharaman, V.; Koonin, E. V.; Aravind, L. J. Mol. Biol. 2001, 307, 1271.
12. Lagarias, D. M.; Wu, S. H.; Lagarias, J. C. Plant Mol. Biol. 1995, 29, 1127.
13. Borgstahl, G. E.; Williams, D. R.; Getzoff, E. D. Biochemistry 1995, 34, 6278.
14. Gong, W.; Hao, B.; Mansy, S. S.; Gonzalez, G.; Gilles-Gonzalez, M. A.; Chan, M. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 15177.
15. Morais Cabral, J. H.; Lee, A.; Cohen, S. L.; Chait, B. T.; Li, M.; Mackinnon, R. Cell 1998, 95, 649.
16. Crosson, S.; Moffat, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2995.
17. Hellingwerf, K. J.; van Thor, J. J.; Hoff, W. D.; Hendriks, J. Nanodevices from photobiological materials. In Nanotechnology: Towards a molecular construction kit; ten Wolde, A., Ed.; Netherlands Study Centre for Technology Trends (STT): The Hague, 1998; Vol. STT 60, p 265.
18. Imamoto, Y.; Ito, T.; Kataoka, M.; Tokunaga, F. FEBS Lett. 1995, 374, 157.
19. Genick, U. K.; Devanathan, S.; Meyer, T. E.; Canestrelli, I. L.; Williams, E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G.; Getzoff, E. D. Biochemistry 1997, 36, 8.
20. Mihara, K.; Hisatomi, O.; Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F. J. Biochem. 1997, 121, 8876.
21. Kroon, A. R.; Hoff, W. D.; Fennema, H. P.; Gijzen, J.; Koomen, G. J.; Verhoeven, J. W.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. J. Biol. Chem. 1996, 271, 31949.
22. Devanathan, S.; Genick, U. K.; Getzoff, E. D.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G. Arch. Biochem. Biophys. 1997, 340, 83.
23. Devanathan, S.; Genick, U. K.; Canestrelli, I. L.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Getzoff, E. D.; Tollin, G. Biochemistry 1998, 37, 11563.
24. van der Horst, M. A.; van Stokkum, I. H.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. FEBS Lett. 2001, 497, 26.
25. Van Beeumen, J. J.; Devreese, B. V.; Van Bun, S. M.; Hoff, W. D.; Hellingwerf, K. J.; Meyer, T. E.; McRee, D. E.; Cusanovich, M. A. Protein Sci. 1993, 2, 1114.
26. Hoff, W. D.; van Stokkum, I. H.; van Ramesdonk, H. J.; van Brederode, M. E.; Brouwer, A. M.; Fitch, J. C.; Meyer, T. E.; van Grondelle, R.; Hellingwerf, K. J. Biophys. J. 1994, 67, 1691.
27. Baca, M.; Borgstahl, G. E.; Boissinot, M.; Burke, P. M.; Williams, D. R.; Slater, K. A.; Getzoff, E. D. Biochemistry 1994, 33, 14369.
28. Kim, M.; Mathies, R. A.; Hoff, W. D.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1995, 34, 12669.
29. Yoda, M.; Houjou, H.; Inoue, Y.; Sakurai, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9887.
30. Dux, P.; Rubinstenn, G.; Vuister, G. W.; Boelens, R.; Mulder, F. A.; Hard, K.; Hoff, W. D.; Kroon, A. R.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J.; Kaptein, R. Biochemistry 1998, 37, 12689.
31. Van Aalten, D. M. F.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J.; Joshua-Tor, L. Protein Sci. 2000, 9, 64.
32. Meyer, T. E.; Tollin, G.; Hazzard, J. H.; Cusanovich, M. A. Biophys. J. 1989, 56, 559.
33. Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F. Biochemistry 1996, 35, 14047.
34. van Brederode, M. E.; Hoff, W. D.; Van Stokkum, I. H.; Groot, M. L.; Hellingwerf, K. J. Biophys. J. 1996, 71, 365.
35. Hoff, W. D.; Xie, A.; Van Stokkum, I. H.; Tang, X. J.; Gural, J.; Kroon, A. R.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1999, 38, 1009.
36. Rubinstenn, G.; Vuister, G. W.; Mulder, F. A.; Dux, P. E.; Boelens, R.; Hellingwerf, K. J.; Kaptein, R. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 568.
37. Genick, U. K.; Borgstahi, G. E.; Ng, K.; Ren, Z.; Pradervand, C.; Burke, P. M.; Srajer, V.; Teng, T. Y.; Schildkamp, W.; McRee, D. E.; Moffat, K.; Getzoff, E. D. Science 1997, 275, 1471.
38. Genick, U. K.; Soltis, S. M.; Kuhn, P.; Canestrelli, I. L.; Getzoff, E. D. Nature 1998, 392, 206.
39. Perman, B.; Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T.; Pradervand, C.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Schotte, F.; Wulff, M.; Kort, R.; Hellingwerf, K.; Moffat, K. Science 1998, 279, 1946.
40. Ren, Z.; Perman, B.; Srajer, V.; Teng, T. Y.; Pradervand, C.; Bourgeois, D.; Schotte, F.; Ursby, T.; Kort, R.; Wulff, M.; Moffat, K. Biochemistry 2001, 40, 13788.
41. Xie, A.; Kelemen, L.; Hendriks, J.; White, B. J.; Hellingwerf, K. J.; Hoff, W. D. Biochemistry 2001, 40, 1510.
42. Kort, R.; Vonk, H.; Xu, X.; Hoff, W. D.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. FEBS Lett. 1996, 382, 73.
43. Hendriks, J.; Hoff, W. D.; Crielaard, W.; Hellistringwerf, K. J. J. Biol. Chem. 1999, 274, 17655.
44. Hoff, W. D.; Van Stokkum, I. H. M.; Gural, J.; Hellingwerf, K. J. Biochim. Biophys. Acta-Bioenergetics 1997, 1322, 151.
45. Weast, R. C. Handbook of Chemistry and Physics, 1st student edition; CRC Press: Boca Raton, FL, 1988.
46. Kandori, H.; Iwata, T.; Hendriks, J.; Maeda, A.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 2000, 39, 7902.
47. Brudler, R.; Rammelsberg, R.; Woo, T. T.; Getzoff, E. D.; Gerwert, K. Nat. Struct. Biol. 2001, 8, 265.
48. Imamoto, Y.; Shirahige, Y.; Tokunaga, F.; Kinoshita, T.; Yoshihara, K.; Kataoka, M. Biochemistry 2001, 40, 8997.
49. Mataga, N.; Chosrowjan, H.; Shibata, Y.; Imamoto, Y.; Tokunaga, F. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5191.
50. Sergi, A.; Gruning, M.; Ferrario, M.; Buda, F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4386.
51. Groenhof, G.; Lensink, M. F.; Berendsen, H. J.; Snijders, J. G.; Mark, A. E. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2002, 48, 202.
52. Hoff, W. D.; Kwa, S. L. S.; van Grondelle, R.; Hellingwerf, K. J. Photochem. Photobiol. 1992, 56, 529.
53. Andel, F.; Hasson, K. C.; Gai, F.; Anfinrud, P. A.; Mathies, R. A. Biospectrosc. 1997, 3, 421.
54. Bischoff, M.; Hermann, G.; Rentsch, S.; Strehlow, D. Biochemistry 2001, 40, 181.
55. Peteanu, L. A.; Schoenlein, R. W.; Wang, Q.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11762.
56. Lutz, I.; Sieg, A.; Wegener, A. A.; Engelhard, M.; Boche, I.; Otsuka, M.; Oesterhelt, D.; Wachtveitl, J.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 962.
57. Randall, C. E.; Lewis, J. W.; Hug, S. J.; Bjorling, S. C.; Eisnershanas, I.; Friedman, N.; Ottolenghi, M.; Sheves, M.; Kliger, D. S. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3473.
58. Xie, A.; Hoff, W. D.; Kroon, A. R.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1996, 35, 14671.
59. Groenhof, G.; Lensink, M. F.; Berendsen, H. J.; Mark, A. E. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2002, 48, 212.
60. Bazhenov, V.; Schmidt, P.; Atkinson, G. H. Biophys. J. 1992, 61, 1630.
61. Balashov, S. P. Isr. J. Chem. 1995, 35, 415.
62. Gensch, T.; Hellingwerf, K. J.; Braslavsky, S. E.; Schaffner, K. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5398.
63. Ujj, L.; Devanathan, S.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G.; Atkinson, G. H. Biophys. J. 1998, 75, 406.
64. Baltuška, A.; van Stokkum, I. H. M.; Kroon, A.; Monshouwer, R.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 263.
65. Devanathan, S.; Pacheco, A.; Ujj, L.; Cusanovich, M.; Tollin, G.; Lin, S.; Woodbury, N. Biophys. J. 1999, 77, 1017.
66. Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F.; Asahi, T.; Masuhara, H. Biochemistry 2001, 40, 6047.
67. Gensch, T.; Gradinaru, C. C.; van Stokkum, I. H. M.; Hendriks, J.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 347.
68. Devanathan, S.; Lin, S.; Cusanovich, M. A.; Woodbury, N.; Tollin, G. Biophys. J. 2000, 79, 2132.
69. Devanathan, S.; Lin, S.; Cusanovich, M. A.; Woodbury, N.; Tollin, G. Biophys. J. 2001, 81, 2314.
70. Zhou, Y.; Ujj, L.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Atkinson, G. H. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5719.
71. Meyer, T. E.; Tollin, G.; Causgrove, P.; Cheng, P.; Blankenship, R. E. Biophys. J. 1991, 59, 988.
72. Chosrowjan, H.; Mataga, N.; Nakashima, N.; Imamoto, Y.; Tokunaga, F. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 267.
73. Changenet, P.; Zhang, H.; van der Meer, M. J.; Hellingwerf, K. J.; Glasbeek, M. Chem. Phys. Lett. 1998, 282, 276.
74. Mataga, N.; Chosrowjan, H.; Shibata, Y.; Tanaka, F.; Nishina, Y.; Shiga, K. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10667.
75. van der Meer, M. J. Femtosecond Fluorescence Studies of Intramolecular Reorientational Motions; University of Amsterdam, 2000.
76. Chosrowjan, H.; Mataga, N.; Shibata, Y.; Imamoto, Y.; Tokunaga, F. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7695.
77. Lee, B. C.; Croonquist, P. A.; Sosnick, T. R.; Hoff, W. D. J. Biol. Chem. 2001, 276, 20821.
78. Hendriks, J.; Gensch, T.; Hviid, L.; van Der Horst, M. A.; Hellingwerf, K. J.; van Thor, J. J. Biophys. J. 2002, 82, 1632.
79. Craven, C. J.; Derix, N. M.; Hendriks, J.; Boelens, R.; Hellingwerf, K. J.; Kaptein, R. Biochemistry 2000, 39, 14392.
80. Shiozawa, M.; Yoda, M.; Kamiya, N.; Asakawa, N.; Higo, J.; Inoue, Y.; Sakurai, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7445.
81. Sasaki, J.; Kumauchi, M.; Hamada, N.; Oka, T.; Tokunaga, F. Biochemistry 2002, 41, 1915.
82. Englander, S. W.; Downer, N. W.; Teitelbaum, H. Annu. Rev. Biochem. 1972, 11, 903.
83. Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G. Arch. Biochem. Biophys. 1993, 306, 515.
84. Borucki, B.; Devanathan, S.; Otto, H.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G.; Heyn, M. P. Biochemistry 2002, 41, 10026.
85. Shimizu, N.; Kamikubo, H.; Mihara, K.; Imamoto, Y.; Kataoka, M. J. Biochem. 2002, 132, 257.
86. Hendriks, J.; van Stokkum, I. H.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. FEBS Lett. 1999, 458, 252.
87. Miller, A.; Leigeber, H.; Hoff, W. D.; Hellingwerf, K. J. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1141, 190.
88. Lee, B. C.; Croonquist, P. A.; Hoff, W. D. J. Biol. Chem. 2001, 276, 44481.
89. Lee, B. C.; Pandit, A.; Croonquist, P. A.; Hoff, W. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 9062.
90. Kumanchi, M.; Hamada, N.; Sasaki, J.; Tokunaga, F. J. Biochem. 2002, 132, 205.
91. Braslavsky, S. E.; Heibel, G. E. Chem. Rev. 1992, 92, 1381.
92. Terazima, M.; Hara, T.; Hirota, N. Chem. Phys. Lett. 1995, 246, 577.
93. Schulenberg, P.; Braslavsky, S. E. Time-Resolved Photothermal Studies with Biological Supramolecular Systems. In Progress in Photothermal and Photoacoustic Science and Technology, Vol. III: Life and Earth Sciences; Mandelis, A., Hess, P., Eds.; SPIE Optical Engineering Press: Bellingham, 1997; p 58.
94. Takeshita, K.; Hirota, N.; Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F.; Terazima, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8524.
95. Gensch, T.; Viappiani, C.; Braslavsky, S. E. Laser Induced Optoacoustic Spectroscopy. In Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry; Tranter, G. E., Holmes, J. L., Eds.; Academic Press: London, 2000; p 1124.
96. Borsarelli, C. D.; Braslavsky, S. E. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6231.
97. Losi, A.; Wegener, A. A.; Engelhard, M.; Braslavsky, S. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1766.
98. van Brederode, M. E.; Gensch, T.; Hoff, W. D.; Hellingwerf, K. J.; Braslavsky, S. E. Biophys. J. 1995, 68, 1101.
99. Hara, T.; Hirota, N.; Terazima, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10194.
100. Takeshita, K.; Hirota, N.; Terazima, M. J. Photochem. Photobiol., A-Chemistry 2000, 134, 103.
101. Takeshita, K.; Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F.; Terazima, M. Biochemistry 2002, 41, 3037.
102. Stenkamp, R. E.; Teller, D. C.; Palczewski, K. ChemBioChem 2002, 3, 963.
103. Ernst, O. P.; Bartl, F. J. ChemBioChem 2002, 968.
104. Andel, F.; Murphy, J. T.; Haas, J. A.; McDowell, M. T.; van der Hoer, I.; Lngtenburg, J.; Lagarias, J. C.; Mathies, R. A. Biochemistry 2000, 39, 2667.
105. Andel, F.; Hasson, K. C.; Gai, F.; Anfinrud, P. A.; Mathies, R. A.; Biospectroscopy 1997, 421.
106. Gensch, T.; Churio, M. S.; Braslavsky, S. E.; Schaffner, K. Photochem. Photobiol. 1996, 719.
107. Gordeliy, V. I.; Labahn, J.; Moukhametzianov, R.; Efremov, R.; Granzin, J.; Schlesinger, R.; Buldt, G.; Savopol, T.; Scheidig, A. J.; Klare, J. P.; Engelhard, M. Nature 2002, 419, 484.
108. Spudich, J. L.; Luecke, H. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 540.
109. Wegener, A. A.; Klare, J. P.; Engelhard, M.; Steinhoff, H. J. EMBO J. 2001, 20, 5312.
110. Haupts, U.; Tittor, J.; Oesterhelt, D. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1999, 28, 367.
111. Lanyi, J. K. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11441.
112. Chen, E. F.; Lapko, V. N.; Song, P. S.; Kliger, D. S. Biochemistry 1997, 36, 4903.
113. van Thor, J. J.; Borucki, B.; Crielaard, W.; Otto, H.; Lamparter, T.; Hughes, J.; Hellingwerf, K. J.; Heyn, M. P. Biochemistry 2001, 40, 11460.
114. Mizutani, Y.; Tokutomi, S.; Aoyagi, K.; Horitsu, K.; Kitagawa, T. Biochemistry 1991, 30, 10693.
115. Spudich, J. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 797.
116. Briggs, W. R.; Christie, J. M. Trends Plant Sci. 2002, 7, 204.
117. Briggs, W. R.; Christie, J. M.; Salomon, M. Antioxid. Redox Signaling 2001, 3, 775.
118. Svergun, D.; Barberato, C.; Koch, M. H. J. J. Appl. Crystallogr. 1995, 28, 768.
119. Dainese, E.; Svergun, D.; Beltramini, M.; Di Muro, P.; Salvato, B. Arch. Biochem. Biophys. 2000, 373, 154.
120. Gensch, T.; Braslavsky, S. E. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 101.
121. Koradi, R.; Billeter, M.; Wuthrich, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 51.
122. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235.