Active-site structure and electron-transfer reactivity of plastocyanins

Journal of the American Chemical Society

Volumn 125, Issue 8, 2003, Pages 2101-2112

  Sato, Katsuko ^a   Kohzuma, Takamitsu ^b   Dennison, Christopher ^a  

^a NEWCASTLE UNIVERSITY   (United Kingdom)

^b IBARAKI UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIA; CHEMICAL REACTIONS; COPPER; PLANTS (BOTANY); PROTEINS; RATE CONSTANTS;

ELECTRON TRANSFER REACTIVITY;

ORGANIC COMPOUNDS;

COPPER COMPLEX; CYTOCHROME; IRON SULFUR PROTEIN; METALLOPROTEIN; PLANT EXTRACT; PLASTOCYANIN;

ARTICLE; CHEMICAL REACTION KINETICS; CHEMICAL STRUCTURE; CYANOBACTERIUM; ELECTRON TRANSPORT; ENZYME ACTIVE SITE; GREEN ALGA; HYDROPHOBICITY; PLANT; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; PROTON TRANSPORT; REACTION ANALYSIS; STRUCTURE ANALYSIS;

ALGAE, GREEN; BINDING SITES; COPPER; CYANOBACTERIA; DRYOPTERIS; ELECTRONS; KINETICS; MODELS, MOLECULAR; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PETROSELINUM; PLASTOCYANIN; PROTEIN CONFORMATION;

EID: 0242600586     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja021005u     Document Type: Article

References (92)

1. Adman, E. T. Adv. Protein Chem. 1991, 42, 144-197.
2. Adman, E. T. Curr. Opin. Struct. Biol. 1991, 1, 895-904.
3. Barber, J. Plant Cell Environ. 1983, 6, 311-322.
4. Haehnel, W. Annu. Rev. Plant Physiol. 1984, 35, 659-693.
5. Barber, J.; Andersson, B. Nature 1994, 370, 31-34.
6. Nugent, J. H. A. Eur. J. Biochem. 1996, 237, 519-531.
7. He, S.; Modi, S.; Bendall, D. S.; Gray, J. C. EMBO J. 1991, 10, 4011-4016.
8. Haehnel, W.; Jensen, T.; Gause, K.; Klösgen, R. B.; Stahl, B.; Michl, D.; Huvermann, B.; Karas, M.; Herrmann, R. G. EMBO J. 1994, 13, 1028-1038.
9. Hervás, M.; Navarro, J. A.; Díaz, A.; Bottin, H.; De la Rosa, M. A. Biochemistry 1995, 34, 11321-11326.
10. Sigfridsson, K.; Young, S.; Hansson, Ö. Biochemistry 1996, 35, 1249-1257.
11. Drepper, F.; Hippler, M.; Nitschke, W.; Haehnel, W. Biochemistry 1996, 35, 1282-1295.
12. Hippler, M.; Reichert, J.; Sutter, M.; Zak, E.; Altschmeid, L.; Schroer, U.; Herrmann, R. G.; Haehnel, W. EMBO J. 1996, 15, 6374-6384.
13. Ubbink, M.; Ejdeback, M.; Karlsson, B. G.; Bendall, D. S. Structure 1998, 6, 323-335.
14. Olesen, K.; Ejdebäck, M.; Crnogorac, M. M.; Kostic, N. M.; Hansson, Ö. Biochemistry 1999, 38, 16695-16705.
15. Illerhaus, J.; Altschmeid, L.; Reichert, J.; Zak, E.; Herrmann, R. G.; Haehnel, W. J. Biol. Chem. 2000, 275, 17590-17595.
16. Hope, A. B. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1456, 5-26.
17. Crowley, P. B.; Otting, G.; Schlarb-Ridley, B. G.; Canters, G. W.; Ubbink, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10444-10453.
18. Navarro, J. A.; Myshkin, E.; De la Rosa, M. A.; Bullerjahn, G. S.; Hervás, M. J. Biol. Chem. 2001, 276, 37501-37505.
19. Molina-Heredia, F. P.; Hervás, M.; Navarro, J. A.; De la Rosa, M. A. J. Biol. Chem. 2001. 276, 601-605.
20. Schlarb-Ridley, B. G.; Bendall, D. S.; Howe, C. J. Biochemistry, 2002, 41, 3279-3285.
21. Colman, P. M.; Freeman, H. C.; Guss, J. M.; Murata, M.; Norris, V. A.; Ramshaw, J. A. M.; Venkatappa, M. P. Nature (London) 1978, 272, 319-324.
22. Guss, J. M.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1983, 169, 521-563.
23. Guss, J. M.; Harrowell, P. R.; Murata, M.; Norris, V. A.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1986, 192, 361-387.
24. Moore, J. M.; Case, D. A.; Chazin, W. J.; Gippert, G. P., Havel, T. F.; Powls, R.; Wright, P. E. Science 1988, 240, 314-317.
25. Collyer, C. A.; Guss, J. M.; Sugimura, Y.; Yoshizaki, F.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1990, 211, 617-632.
26. Moore, J. M.; Lepre, C. A.; Gippert, G. P.; Chazin, W. J.; Case, D. A.; Wright, P. E. J. Mol. Biol. 1991, 221, 533-555.
27. Redinbo, M. R.; Cascio, D.; Choukair, M. K.; Rice, D.; Merchant, S.; Yeates, T. O. Biochemistry 1993, 32, 10560-10567.
28. Bagby, S.; Driscoll, P. C.; Harvey, T. S.; Hill, H. A. Biochemistry 1994, 33, 6611-6622.
29. Badsberg, U.; Jorgensen, A. M.; Gesmar, H.; Led, J. J.; Hammerstad, J. M.; Jespersen, L. L.; Ulstrup, J. Biochemistry 1996, 35, 7021-7031.
30. Romero, A.; De la Cerda, B.; Varela, P. F.; Navarro, J. A.; Hervás, M.; De la Rosa, M. A. J. Mol. Biol. 1998, 275, 327-336.
31. Xue, Y. F.; Okvist, M.; Hansson, O.; Young, S. Protein Sci. 1998, 7, 2099-2015.
32. Bond, C. S.; Bendall, D. S.; Freeman, H. C.; Guss, J. M.; Howe, C. J.; Waner, M. J.; Wilce, M. C. Acta Crystallogr. 1999, D55, 414-421.
33. Shibata, N.; Inoue, T.; Nagano, C.; Nishio, N.; Kohzuma, T.; Onodera, K.; Yoshizaki, F.; Sugimura, Y.; Kai, Y. J. Biol. Chem. 1999, 274, 4225-4230.
34. Inoue, T.; Sugawara, H.; Hamanaka, S.; Tsukui, H.; Suzuki, E.; Kohzuma, T.; Kai, Y. Biochemistry 1999, 38, 6063-6069.
35. Babu, C. R.; Volkman, B. F.; Bullerjahn, G. S. Biochemistry 1999, 38, 4988-4995.
36. Inoue, T.; Gotowda, M.; Sugawara, H.; Kohzuma, T.; Yoshizaki, F.; Sugimura, Y.; Kai, Y. Biochemistry 1999, 38, 13853-13861.
37. Kohzuma, T.; Inoue, T.; Yoshizaki, F.; Sasakawa, Y.; Onodera, K.; Nagatomo, S.; Kitagawa, T.; Uzawa, S.; Isobe, Y.; Sugimura, Y.; Gotowda, M.; Kai, Y. J. Biol. Chem. 1999, 274, 11817-11823.
38. Bertini, I.; Bryant, D. A.; Ciurli, S.; Dikiy, A.; Fernandez, C. O.; Luchinat, C.; Safarov, N.; Vila, A. J.; Zhao, J. D. J. Biol. Chem. 2001, 276, 47217-47226.
39. Kraulis, P. J. J. Appl. Crystallogr. 1991, 24, 946-950.
40. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265-322.
41. Kalverda, A. P.; Salgado, J.; Dennison, C.; Canters, G. W. Biochemistry 1996, 35, 3085-3092.
42. Bertini, I.; Ciurli, S.; Dikiy, A.; Gasanov, R.; Luchinat, C.; Martini, G.; Safarov, N. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2037-3046.
43. Dennison, C.; Kohzuma, T. Inorg. Chem. 1999, 38, 1491-1497.
44. Bertini, I.; Fernandez, C. O.; Karlsson, B. G.; Leckner, J.; Luchinat, C.; Malmstrom, B. G.; Nersissian, A. M.; Pierattelli, R.; Shipp, E.; Valentine, J. S.; Vila, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3701-3707.
45. Dennison, C.; Oda, K.; Kohzuma, T. Chem. Commun. 2000, 751-752.
46. Bertini, I.; Ciurli, S.; Dikiy, A.; Fernandez, C. O.; Luchinat, C.; Safarov, N.; Shumilin, S.; Vila, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2405-2413.
47. Sato, K.; Dennison, C. Biochemistry 2002, 41, 120-130.
48. Sasakawa, Y.; Onodera, K.; Karasawa, M.; Im, S. C.; Suzuki, E.; Yoshizaki, F.; Sugimura, Y.; Shibata, N.; Inoue, T.; Kai, Y.; Nagatomo, S.; Kitagawa, T.; Kohzuma, T. Inorg. Chim. Acta 1998, 283, 184-192.
49. Dennison, C.; Kyritsis, P.; McFarlane, W.; Sykes, A. G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993, 1959-1963.
50. Hunter, D. M.; McFarlane, W.; Sykes, A. G.; Dennison, C. Inorg. Chem. 2001, 40, 354-360.
51. Inubushi, T.; Becker, E. D. J. Magn. Reson. 1983, 51, 128-133.
52. Salgado, J.; Kalverda, A. P.; Canters, G. W. J. Biomol. NMR 1997, 9, 299-305.
53. Ma, L. X.; Philipp, E.; Led, J. J. J. Biomol. NMR 2001, 19, 199-208.
54. Dennison, C.; Lawler, A. T.; Kohzuma, T. Biochemistry 2002, 41, 552-560.
55. Markley, J. L.; Ulrich, E. L.; Berg, S. P.; Krogmann, D. W. Biochemistry 1975, 14, 4428-4433.
56. Armstrong, F. A.; Hill, H. A. O.; Oliver, B. N.; Whitford, D. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1473-1476.
57. Büchi, F. N.; Bond, A. M.; Codd, R.; Huq, L. N.; Freeman, H. C. Inorg. Chem. 1992, 31, 5007-5014.
58. McLeod, N. D. D.; Freeman, H. C.; Harvey, I.; Lay, P. A.; Bond, A. M. Inorg. Chem. 1996, 35, 7156-7165.
59. Lommen, A.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1990, 265, 2768-2774.
60. Dennison, C.; Kohzuma, T.; McFarlane, W.; Suzuki, S.; Sykes, A. G. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 581-582.
61. Vakoufari, E.; Wilson, K. S.; Petratos, K. FEBS Lett. 1994, 347, 203-206.
62. Zhu, Z.; Cunane, L. M.; Chen, Z. W.; Durley, R. C. E.; Mathews, F. S.; Davidson, V. L. Biochemistry 1998, 37, 17128-17136.
63. Kojiro, C. L.; Markley, J. L. FEBS Lett. 1983, 162, 52-56.
64. McLaughlin, A. C.; Leigh, J. S. J. Magn. Reson. 1973, 9, 296-304.
65. Leigh, J. S. J. Magn. Reson. 1971, 4, 308-311.
66. Groeneveld, C. M.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1988, 263, 167-173.
67. Jensen, M. R.; Hansen, D. F.; Led, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124. 4093-4096.
68. Van de Kamp, M.; Floris, R.; Hali, F. C.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 907-908.
69. Chen, L.; Durley, R.; Poliks, B. J.; Hamada, K.; Chen, Z.; Mathews, F. S.; Davidson, V. L.; Satow, Y.; Huizinga, E.; Vellieux, F. M. D.; Hol, W. G. J. Biochemistry 1992, 31, 4959-4964.
70. Mikkelsen, K. V.; Skov, L. K.; Nar, H.; Farver, O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5443-5445.
71. van Amsterdam, I. M. C.; Ubbink, M.; Einsle, O.; Messerschmidt, A.; Merli, A.; Cavazzini, D.; Rossi, G. L.; Canters, G. W. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 48-52.
72. Gray, H. B.; Malmström, B. G.; Williams, R. J. P. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 551-559.
73. McGinnis, J.; Sinclair-Day, J. D.; Sykes, A. G.; Powls, R.; Moore, J.; Wright, P. E. Inorg. Chem. 1988, 27, 2306-2312.
74. Kyritsis, P.; Dennison, C.; Ingledew, W. J.; McFarlane, W.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 1995, 34, 5370-5374.
75. Armstrong, F. A.; Driscoll, P. C.; Hill, H. A. O. FEBS Lett. 1985, 190, 242-248.
76. Timkovich, R.; Dickerson, R. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 4033-4046.
77. Bushnell, G. W.; Louie, G. V.; Brayer, G. D. J. Mol. Biol. 1990, 214, 585-595.
78. Dixon, D. W.; Hong, X.; Woehler, S. E. Biophys. J. 1989, 56, 339-351.
79. Andrew, S. M.; Thomasson, K. A.; Northrup, S. H. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5516-5521.
80. Ubbink, M.; Canters, G. W. Biochemistry 1993, 32, 13893-13901.
81. Mathews, F. S.; Levine, M.; Argos, P. J. J. Mol. Biol. 1972, 64, 449-464.
82. Dixon, D. W.; Hong, X.; Woehler, S. E.; Mauk, A. G.; Sishta, B. P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1082-1088.
83. Matsuura, Y.; Takano, T.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1982, 156. 389-409.
84. Timkovich, R.; Cai, M. L.; Dixon, D. W. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1988, 150, 1044-1050.
85. Sola, M.; Cowan, J. A.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6627-6630.
86. Bertini, I.; Gaudemer, A.; Luchinat, C.; Piccioli, M. Biochemistry 1993, 32, 12887-12893.
87. Soriano, A.; Li, D.; Bian, S.; Agarwal, A.; Cowan, J. A. Biochemistry 1996, 35, 12479-12486.
88. Galliard, J.; Zhuang-Jackson, H.; Moulis, J. M. Eur. J. Biochem. 1996, 238, 346-349.
89. Kümmerle, R.; Zhuang-Jackson, H.; Gaillard, J.; Moulis, J. M. Biochemistry 1997, 36, 15983-15991.
90. Jeuken, L. J. C.; van Vliet, P.; Verbeet, M. P.; Camba, R.; McEvoy, J. P.; Armstrong, F. A.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12186-12194.
91. Jeuken, L. J. C.; Camba, R.; Armstrong, F. A.; Canters, G. W. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 94-100
92. Sigfridsson, K. Photosynth. Res. 1998, 57, 1-28.