Human myoglobin recognition of oxygen: Dynamics of the energy landscape

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Volumn 101, Issue 52, 2004, Pages 18000-18005

  Wang, Yuhong ^a   Baskin, J Spencer ^a   Xia, Tianbing ^a   Zewail, Ahmed H ^a  

^a CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

Femtobiology; Molecular recognition

Indexed keywords

HEME; MUTANT PROTEIN; MYOGLOBIN; NITRIC OXIDE; OXYGEN;

ARTICLE; BINDING SITE; CONFORMATIONAL TRANSITION; ENERGY TRANSFER; FEMTOSECOND DYNAMICS; HUMAN; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR MODEL; MOLECULAR RECOGNITION; MUTATION; NANOSECOND DYNAMICS; OXYGEN AFFINITY; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FUNCTION; SIMULATION; TIME;

BIOCHEMISTRY; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; DATABASES; HUMANS; IRON; KINETICS; LIGANDS; MODELS, MOLECULAR; MUTATION; MYOGLOBIN; NITRIC OXIDE; OXYGEN; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; SPECTROPHOTOMETRY; TIME FACTORS;

EID: 11144240641     PISSN: 00278424     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1073/pnas.0408379102     Document Type: Article

References (55)

1. Frauenfelder, H., McMahon, B. H. & Fenimore, P. W. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 8615-8617.
2. Olson, J. S. & Phillips, G. N. (1996) J. Biol. Chem. 271, 17593-17596.
3. Gibson, Q. H. (1989) J. Biol. Chem. 264, 20155-20158.
4. Springer, B. A., Sugar, S. G., Olson, J. S. & Phillips, G. N. (1994) Chem. Rev. 94, 699-714.
5. Tilton, R. F., Kuntz, I. D. & Petsko, G. A. (1984) Biochemistry 23, 2849-2857.
6. Schlichting, I., Berendzen, J., Phillips, G. N. & Sweet, R. M. (1994) Nature 371, 808-812.
7. Teng, T. Y., Schildkamp, W., Dolmer, P. & Moffat, K. (1994) J. Appl. Crystallogr. 27, 133-139.
8. Ostermann, A., Waschipky, R., Parak, F. G. & Nienhaus, G. U. (2000) Nature 404, 205-208.
9. Brunori, M., Vallone, B., Cutruzzola, F., Travaglini-Allocatelli, C, Berendzen, J., Chu, K., Sweet, R. M. & Schlichting, I. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 2058-2063.
10. Chu, K., Vojtchovsky, J., McMahon, B. H., Sweet, R. M., Berendzen, J. & Schlichting, I. (2000) Nature 403, 921-923.
11. Srajer, V., Ren, Z., Teng, T. Y., Schmidt, M., Ursby, T., Bourgeois, D., Pradervand, C., Schildkamp, W., Wulff, M. & Moffat, K. (2001) Biochemistry 40, 13802-13815.
12. Schotte, F., Lim, M. H., Jackson, T. A., Smirnov, A. V., Soman, J., Olson, J. S., Phillips, G. N., Wulff, M. & Anfinrud, P. A. (2003) Science 300, 1944-1947.
13. Bourgeois, D., Vallone, B., Schotte, F., Arcovito, A., Miele, A. E., Sciara, G., Wulff, M., Anfinrud, P. & Brunori, M. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 8704-8709.
14. Austin, R. H., Beeson, K. W., Eisenstein, L., Frauenfelder, H. & Gunsalus, I. C. (1975) Biochemistry 14, 5355-5373.
15. Gibson, Q. H., Regan, R., Elber, R., Olson, J. S. & Carver, T. E. (1992) J. Biol. Chem. 267, 22022-22034.
16. Frauenfelder, H., Sligar, S. G. & Wolynes, P. G. (1991) Science 254, 1598-1603.
17. Nienhaus, K., Deng, P. C., Kriegl, J. M. & Nienhaus, G. U. (2003) Biochemistry 42, 9633-9646.
18. Kriegl, J. M., Nienhaus, K., Deng, P. C., Fuchs, J. & Nienhaus, G. U. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 7069-7074.
19. Nienhaus, G. U. & Nienhaus, K. (2002) J. Biol. Phys. 28, 163-172.
20. Lamb, D. C., Nienhaus, K., Arcovito, A., Draghi, F., Miele, A. E., Brunori, M. & Nienhaus, G. U. (2002) J. Biol. Chem. 277, 11636-11644.
21. Uchida, T., Ishimori, K. & Morishima, I. (2000) J. Biol. Chem. 275, 30309-30316.
22. Adachi, S., Sunohara, N., Ishimori, K. & Morishima, I. (1992) J. Biol. Chem. 267, 12614-12621.
23. Carver, T. E., Brantley, R. E., Singleton, E. W., Arduini, R. M., Quillin, M. L., Phillips, G. N. & Olson, J. S. (1992) J. Biol. Chem. 267, 14443-14450.
24. Quillin, M. L., Li, T. S., Olson, J. S., Phillips, G. N., Dou, Y., Ikedasaito, M., Regan, R., Carlson, M., Gibson, Q. H., Li, H. Y. & Eiber, R. (1995) J. Mol. Biol. 245, 416-436.
25. Smerdon, S. J., Dodson, G. G., Wilkinson, A. J., Gibson, Q. H., Blackmore, R. S., Carver, T. E. & Olson, J. S. (1991) Biochemistry 30, 6252-6260.
26. Dou, Y., Admiraal, S. J., Ikedasaito, M., Krzywda, S., Wilkinson, A. J., Li, T. S., Olson, J. S., Prince, R. C., Pickering, I. J. & George, G. N. (1995) J. Biol. Chem. 270, 15993-16001.
27. Ikedasaito, M., Dou, Y., Yonetani, T., Olson, J. S., Li, T. S., Regan, R. & Gibson, Q. H. (1993) J. Biol. Chem. 268, 6855-6857.
28. Krzywda, S., Murshudov, G. N., Brzozowski, A. M., Jaskolski, M., Scott, E. E., Klizas, S. A., Gibson, Q. H., Olson, J. S. & Wilkinson, A. J. (1998) Biochemistry 37, 15896-15907.
29. Nienhaus, K., Deng, P. C., Olson, J. S., Warren, J. J. & Nienhaus, G. U. (2003) J. Biol. Chem. 278, 42532-42544.
30. Carver, T. E., Rohlfs, R. J., Olson, J. S., Gibson, Q. H., Blackmore, R. S., Springer, B. A. & Sligar, S. G. (1990) J. Biol. Chem. 265, 20007-20020.
31. Kholodenko, Y., Gooding E. A., Dou, Y., Ikeda-Saito, M. & Hochstrasser, R. M. (1999) Biochemistry 38, 5918-5924.
32. Nienhaus, K., Deng, P. C., Kriegl, J. M. & Nienhaus, G. U. (2003) Biochemistry 42, 9647-9658.
33. Ishikawa, H., Uchida, T., Takahashi, S., Ishimori, K. & Morishima, I. (2001) Biophys. J. 80, 1507-1517.
34. Rector, K. D., Rella, C. W., Hill, J. R., Kwok, A. S., Sligar, S. G., Chien, E. Y. T., Dlott, D. D. & Fayer, M. D. (1997) J. Phys. Chem. B 101, 1468-1475.
35. Rector, K. D., Engholm, J. R., Hill, J. R., Myers, D. J., Hu, R., Boxer, S. G., Dlott, D. D. & Payer, M. D. (1998) J. Phys. Chem. B 102, 331-333.
36. Rector, K. D. & Payer, M. D. (1999) Laser Chem. 19, 19-34.
37. Suzuki, T., Watanabe, Y., Nagasawa, M., Matsuoka, A. & Shikama, K. (2000) Eur. J. Biochem. 267, 6166-6174.
38. Ye, X., Demidov, A. & Champion, P. M. (2002) J. Am. Chem. Soc. 124, 5914-5924.
39. Walda, K. N., Liu, X. Y., Sharma, V. S. & Magde, D. (1994) Biochemistry 33, 2198-2209.
40. Zou, S. Z., Baskin, J. S. & Zewail, A. H. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 9625-9630.
41. Steiger, B., Baskin, J. S., Anson, F. C. & Zewail, A. H. (2000) Angew. Chem. Int. Ed. 39, 257-260.
42. Petrich, J. W., Lambry, J. C., Balasubramanian, S., Lambright, D. G., Boxer, S. G. & Martin, J. L. (1994) J. Mol. Biol. 238, 437-444.
43. Zewail, A. H. (2000) Angew. Chem. Int. Ed. 39, 2587-2631.
44. Wan, C. Z., Fiebig, T., Kelley, S. O., Treadway, C. R., Barton, J. K. & Zewail, A. H. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 6014-6019.
45. Bruinsma, R., Grüner, G., D'Orsogna, M. R. & Rodnick, J. (2000) Phys. Rev. Lett. 85, 4393-4396.
46. Lim, M. H., Jackson, T. A. & Anfinrud, P. A. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 5801-5804.
47. Meuwly, M., Becker, O. M., Stote, R. & Karplus, M. (2002)Biophys. Chem. 98, 183-207.
48. Xie, X. L. & Simon, J. D. (1991) Biochemistry 30, 3682-3692.
49. Goodno, G. D., Astinov, V. & Miller, R. J. D. (1999) J. Phys. Chem. A 103, 10630-10643.
50. Egeberg, K. D., Springer, B. A., Sligar, S. G., Carver, T. E., Rohlfs, R. J. & Olson, J. S. (1990) J. Biol. Chem. 265, 11788-11795.
51. Collman, J. P., Brauman, J. I., Doxsee, K. M., Halbert, T. R., Hayes, S. E. & Suslick, K. S. (1978) J. Am. Chem. Soc. 100, 2761-2766.
52. Collman, J. P. & Fu, L. (1999) Acc. Chem. Res. 32, 455-463.
53. Grogan, T. G., Bag, N., Traylor, T. G. & Magde, D. (1994) J. Phys. Chem. 98, 13791-13796.
54. McCammon, J. A. (2000) in Simplicity and Complexity in Proteins and Nucleic Acids, eds. Frauenfelder, H., Deisenhofer, J. & Wolynes, P. G. (Dahlem Univ. Press, Berlin), pp. 193-198.
55. Karplus, M. (2000) in Simplicity and Complexity in Proteins and Nucleic Acids, eds. Frauenfelder, H., Deisenhofer, J. & Wolynes, P. G. (Dahlem Univ. Press, Berlin), pp. 139-177.