Barriers to Hydride Transfer in Wild Type and Mutant Dihydrofolate Reductase from E. coli

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 107, Issue 50, 2003, Pages 14042-14051

  Thorpe, Ian F ^a   Brooks III, Charles L ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; CONFORMATIONS; ENZYMES; ESCHERICHIA COLI; FREE ENERGY; GROUND STATE; MUTAGENESIS; POTENTIAL ENERGY; QUANTUM THEORY;

ENERGY BARRIER DISTRIBUTIONS;

HYDRIDES;

EID: 0346936519     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp035734n     Document Type: Article

References (52)

1. Stryer, L Biochemistry, 4th ed.; W. H. Freeman and Co.: New York, 1995.
2. Rod, T. H.; Brooks, C. L., III. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8718-9.
3. Cummins, P. L.; Gready, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3418-28.
4. Fierke, C. A.; Johnson, K. A.; Benkovic, S. J. Biochemistry 1987, 26, 4085-92.
5. Wu, Y.-D.; Lai, D. K. W.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4100-8.
6. Epstein, D. M.; Benkovic, S. J.; Wright, P. E. Biochemistry 1995, 34, 4, 11037-48.
7. Miller, G. P.; Benkovic, S. J. Chem. Biol. 1998, 5, R105-13.
8. Miller, G. P.; Wahnon, D. C.; Benkovic, S. J. Biochemistry 2001, 40, 867-75.
9. Verma, C. S.; Caves, L. S.; Hubbard, R. E.; Roberts, G. C. J. Mol. Biol. 1997, 266, 776-96.
10. Greatbanks, S. P.; Gready, J. E.; Limaye, A. C.; Rendell, A. P. Proteins 1999, 37, 157-65.
11. Pan, H.; Lee, J. C.; Hilser, V. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 12020-5.
12. Agarwal, P. K.; Billeter, S. R.; Hammes-Schiffer, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3283-93.
13. Sawaya, M. R.; Kraut, J. Biochemistry 1997, 36, 586-603.
14. Cameron, C. E.; Benkovic, S. J. Biochemistry 1997, 36, 15792-800.
15. Radkiewicz, J. L.; Brooks, C. L., III. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 225-31.
16. Rod, T. H.; Radkiewicz, J. L.: Brooks, C. L., III, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 6980-5.
17. Kraulis, P. J. J. Appl. Cryst. 1991, 22, 946-50.
18. Benkovic, S. J.: Bruice, T. Biochemistry 2000, 39, 6267-74.
19. Young, L.; Post, C. B. Biochemistry 1996, 35, 15129-33.
20. Knapp, M. J.; Klinman, J. P. Eur. J. Biochem. 2002, 209, 3113-21.
21. Antoniou, D.; Caratzoulas, S.; Kalyanaraman, C.; Mincer, J. S.; Schwartz, S. D. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 3103-12.
22. Cui, Q.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7927-47.
23. Agarwal, P. K.; Billeter, S. R.; Rajagopalan, P. T. R.; Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2794-9.
24. Rajagopalan, P. T. R.; Lutz, S.; Benkovic, S. J. Biochemistry 2002, 41, 12618-28.
25. Watney, J. B.; Agarwal, P. K.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3745-50.
26. Lu, H. P.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 1998, 282, 1877-82.
27. Zhang, Y.; Kua, J.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4459-63.
28. MacKerell, A. D., Jr.; Brooks, B.; Brooks, C. L., III; Nilsson, L.; Roux, B.; Won, Y.; Karplus, M. CHARMM: The Energy Function and its Parameterization with an Overview of the Program. In The Encyclopedia of Computational Chemistry; Schleyer, P. v. R. e. a., Ed.; John Wiley and Sons: Chichester, U.K., 1998; Vol. 1, pp 271-7.
29. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-35.
30. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comp. Chem. 1983, 4, 187-217.
31. Andres, J.; Moliner, V.; Safont, S. V.; Domingo, L. R.; Picher, M. T.; Krechl, J. Bioorg. Chem. 1996, 24, 10-8.
32. Castillo, R.; Andres, J.; Moliner, V. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 12140-7.
33. Amara, P.; Field, M. J. Hybrid potentials for large molecular systems. In Computational Molecular Biology (Theoretical Computational Chemistry); Leszczynski, J., Ed.; Elsevier Science: Amsterdam, The Netherlands, 1999; Vol. 8, pp 1-33.
34. Cummins, P. L.; Gready, J. E. J. Mol. Graph. Modl. 2000, 78, 42-9.
35. Alhambra, C.; Corchado, J. C.; Sanchez, M. L.; Gao, J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8197-203.
36. Gready, J. E. Biochemistry 1985, 24, 4761-6.
37. Chen, Y.-Q.; Kraut, J.; Blakley, R. L.; Callender, R. Biochemistry 1994, 33, 7021-6.
38. Deng, H.; Callender, R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7730-7.
39. Gao, J.; Amara, P.; Alhambra, C.; Field, M. J. J. Phys. Chem. 1998, 102, 4714-21.
40. Tobias, D. J.; Brooks. C. L., III. Chem. Phys. Lett. 1987, 142, 472-6.
41. Steinbach, P. J.; Chu, K.; Frauenfelder, H.; Johnson, J. B.; Lamb, D. C. ; Nienhaus, G. U.; Sauke, T. B.; Young, R. D. Biophys. J. 1992, 61, 235-245.
42. Garcia-Viloca, M.; Alhambra, C.; Truhlar, D. G.; Gao, J. J. Chem. Phys. 2001, 114, 9953-8.
43. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, G. E.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liasnenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, Revision A.10 ed.; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2001.
44. Karpen, M. E.; Tobias, D. J.; Brooks, C. L, III. Biochemistry 1993, 32, 412-20.
45. Schenter, G. K.; Lu, H. P.; Xie, X. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10477-88.
46. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598-603.
47. Wang, J.; Wolynes, P. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4812-9.
48. Rajagopalan, P. T. R.; Zhang, Z.; McCourt, L.; Dwyer, M.; Benkovic, S. J.; Hammes, G. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 13481-6.
49. Cummins, P. L.; Gready, J. E. J. Comp. Chem. 1998, 19, 977-88.
50. Cummins, P. L.; Greatbanks, S. P.; Rendell, A. P.; Gready, J. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9934-44.
51. Osborne, M. J.; Schnell, J.; Benkovic, S. J.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Biochemistry 2001, 40, 9846-59.
52. Xie, X. S.; Lu, H. P. J. Biol. Chem. 1999, 274, 15967-70.