Kinetics of acid-induced spectral changes in the GFPmut2 chromophore

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 2, 2005, Pages 626-635

  Abbruzzetti, Stefania ^a,b   Grandi, Elena ^a   Viappiani, Cristiano ^a,b   Bologna, Sara ^a,b   Campanini, Barbara ^a,b   Raboni, Samanta ^a,b   Bettati, Stefano ^a,b   Mozzarelli, Andrea ^a,b  

^a UNIVERSITY OF PARMA   (Italy)

^b INFM   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION; AMINO ACIDS; FLUORESCENCE; HYDROGEN BONDS; KINETIC ENERGY; PH EFFECTS; PROTONS; SOLVENTS; SPONTANEOUS EMISSION;

ACID-INDUCED SPECTRAL CHANGES; KINETIC MODEL; NANOSECOND; PROTON BINDING;

CHROMOPHORES;

GREEN FLUORESCENT PROTEIN; HISTIDINE; HYDROXYL GROUP; SOLVENT; THREONINE;

ARTICLE; CHROMATOPHORE; DYNAMICS; FLUORESCENCE ANALYSIS; HYDROGEN BOND; KINETICS; LIGHT ABSORPTION; MUTATION; PROTON TRANSPORT;

GREEN FLUORESCENT PROTEINS; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; KINETICS; MODELS, MOLECULAR; MUTAGENESIS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE;

EID: 12944303112     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja045400r     Document Type: Article

References (71)

1. Zimmer, M. Chem. Rev. 2002, 102, 759-781.
2. Tsien, R. Y. Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509-544.
3. Cubitt, A. B.; Heim, R.; Adams, S. R.; Boyd, A. E.; Gross, L. A.; Tsien, R. Y. TIBS 1995, 20, 448-455.
4. Chalfie, M., Kain, S., Eds. Green fluorescent protein: properties, applications and protocols; Wiley-Liss: 1998.
5. Labas, Y. A.; Gurskaya, N. G.; Yanushevich, Y. G.; Fradkov, A. F.; Lukyanov, K. A.; Lukyanov, S. A.; Matz, M. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 4256-4261.
6. Ormö, M.; Cubitt, A. B.; Kallio, K.; Gross, L. A.; Tsien, R. Y.; Remington, S. J. Science 1996, 273, 1392-1395.
7. Yang, F.; Moss, L. G.; G. N. P., Jr. Nat. Biotecnol. 1996, 14, 1246-1251.
8. Striker, G.; Subramaniam, V.; Seidel, C. A. M.; Volkmer, A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8612-8617.
9. Swaminathan, R.; Hoang, C. P.; Verkman, A. S. Biophys. J. 1997, 72, 1900-1907.
10. Ward, W. W.; Bokman, S. H. Biochemistry 1982, 21, 4535-4540.
11. Niwa, H.; Inouye, S.; Hirano, T.; Matsuno, T.; Kojima, S.; Kubota, M.; Ohashi, M.; Tsuji, F. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 13617-13622.
12. Bell, A. F.; He, X.; Wachter, R. M.; Tonge, P. J. Biochemistry 2000, 39, 4423-4431.
13. ( 13) Ward, W. W. In Bioluminescence and Chemiluminescence: Basic Chemistry and Analytical Applications; DeLuca, M. A., McElroy, W. D., Eds., Academic Press: New York, 1981; pp 235-242.
14. Kummer, A. D.; Wiehler, J.; Rehaber, H.; Kompa, C.; Steipe, B.; Michel-Beyerle, M. E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4791-4798.
15. Chattoraj, M.; King, B. A.; Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 8362-8367.
16. Lossau, H.; Kummer, A.; Heinecke, R.; Pollinger-Dammer, F.; Kompa, C.; Bieser, G.; Jonsson, T.; Silva, C. M.; Yang, M. M.; Youvan, D. C.; Michel-Beyerle, M. E. Chem. Phys. 1996, 213, 1-16.
17. Brejc K.; Sixma, T. K.; Kitts, P. A.; Kain, S. R.; Tsien, R. Y.; Ormo, M.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 2306-2311.
18. Heim, R.; Prasher, D. C.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 12501-12504.
19. Creemers, T. M. H.; Lock, A. J.; Subramaniam, V.; Jovin, T. M.; Volker, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 2974-2978.
20. Creemers, T. M. H.; Lock, A. J.; Subramaniam, V.; Jovin, T. M.; Völker, S. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 557-560.
21. Palm, G. J.; Zdanov, A.; Gaitanaris, G. A.; Stauber, R.; Pavlakis, G. N.; Wlodawer, A. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 361-365.
22. Ward, W. W.; Prentice, H. J.; Roth, A. F.; Cody, C. W.; Reeves, S. C. Photochem. Photobiol. 1998, 31, 803-808.
23. Heim, R.; Cubitt, A. B.; Tsien, R. Y. Nature 1995, 373, 663-664.
24. Delagrave, S.; Hawtin, R. E.; Silva, C. M.; Yang, M. M.; Youvan, D. C. Bio-Technology 1995, 13, 151-154.
25. Cormack, B. C.; Valdivia, R. H.; Falkow, S. Gene 1996, 173, 33-38.
26. Elsliger, M. A.; Wachter, R. M.; Hanson, G. T.; Kallio, K.; Remington, S. J. Biochemistry 1999, 38, 5296-5301.
27. Kneen, M.; Farinas, J.; Li, Y.; Verkman, S. Biophys. J. 1998, 74, 1591-1599.
28. Haupts, U.; Maiti, S.; Schwille, P.; Webb, W. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13573-13578.
29. Wachter, R. M.; King, B. A.; Heim, R.; Kallio, K.; Tsien, R. Y.; Boxer, S. G.; Remington, S. J. Biochemistry 1997, 36, 9759-9765.
30. Wachter, R. M.; Elsliger, M. A.; Kallio, K.; Hanson, G. T.; Remington, S. J. Structure 1998, 6, 1267-1277.
31. Llopis, J.; Mccaffery, J. M.; Miyawaki, A.; Farquhar, M. G.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6803-6808.
32. Miesenbock, G.; Angelis, D. A. D.; Rothman, J. E. Nature 1998, 394, 192-195.
33. Robey, R. B.; Ruiz, O.; Santos, A. V. P.; Ma, J.; Kear, F.; Wang, L.; Li, C.; Bernardo, A. A.; Arruda, J. A. L. Biochemistry 1998, 37, 9894-9901.
34. Schwille, P.; Kummer, S.; Heikal, A. A.; Moerner, W. E.; Webb, W. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 151-156.
35. Chirico, G.; Cannone, F.; Beretta, S.; Diaspro, A.; Campanini, B.; Bettati, S.; Ruotolo, R.; Mozzarelli, A. Protein Sci. 2002, 11, 1152-1161.
36. Viappiani, C.; Abbruzzetti, S.; Bologna, S.; Campanini, B.; Bettati, S.; Mozzarelli, A. Biophys. J. 2003, 84, 341A.
37. Ezaz-Nikpay, K.; Uchino, K.; Lerner, R. E.; Vereine, G. L. Protein Sci. 1994, 3, 132-138.
38. McIlvaine, T. C. J. Biol. Chem. 1921, 49, 183-186.
39. Marshall, A. G. Biophysical Chemistry: Principles, Techniques and Applications; John Wiley and Sons: New York, Brisbane, Toronto, Chichester, 1978.
40. Bonetti, G.; Vecli, A.; Viappiani, C. Chem. Phys. Lett. 1997, 259, 268-273.
41. Viappiani, C.; Bonetti, G.; Carcelli, M.; Ferrari, F.; Sternieri, A. Rev. Sci. Instrum. 1998, 69, 270-276.
42. George, M. V.; Scaiano, J. C. J. Phys. Chem. 1980, 84, 492-495.
43. Carcelli, M.; Pelagatti, P.; Viappiani, C. Isr. J. Chem. 1998, 38, 213-221.
44. Abbruzzetti, S.; Carcelli, M.; Rogolino, D.; Viappiani, C. Photochem. Photobiol. Sci. 2003, 2, 796-800.
45. Abbruzzetti, S.; Viappiani, C.; Small, J. R.; Libertini, L. J.; Small, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6649-6653.
46. Abbruzzetti, S.; Sottini, S.; Carcelli, M.; Viappiani, C. Submitted.
47. Gutman, M.; D.Huppert; E. Pines J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 3709-3713.
48. Agmon, N. Isr. J. Chem. 1999, 39, 493-502.
49. Yoshino, A.; Yoshido, T.; Takahashi, K. Magn. Reson. Chem. 1989, 27, 344-347.
50. Abbruzzetti, S.; Crema, E.; Masino, L.; Vecli, A.; Viappiani, C.; Small, J. R.; Libertini, L. J.; Small, E. W. Biophys. J. 2000, 78, 405-415.
51. Abbruzzetti, S.; Viappiani, C.; Small, J. R.; Libertini, L. J.; Small, E. W. Biophys. J. 2000, 79, 2714-2721.
52. Heberle, J.; Dencher, N. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 5996-6000.
53. Gutman, M.; Nachliel, E. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1015, 391-414.
54. Marantz, Y.; Nachliel, E. Isr. J. Chem. 1999, 39, 439-445.
55. Yam, R.; Nachliel, E.; Gutman, M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2636-2640.
56. Gutman, M.; Nachliel, E. Ann. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 329-356.
57. Seifert, M. H. J.; Georgescu, J.; Ksiazek, D.; Smialowski, P.; Rehm, T.; Steipe, B.; Holak, T. A. Biochemistry 2003, 42, 2500-2512.
58. Helms, V.; Straatsma, T. P.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3263-3269.
59. Seifert, M. H. J.; Ksiazek, D.; Azim, M. K.; Smialowski, P.; Budisa, N.; Holak, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7932-7942.
60. Mallik, R.; Udgaonkar, J. B.; Krishnamoorthy, G. Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.) 2003, 115, 307-317.
61. Ehrig, T.; O'Kane, D. J.; Prendergast, F. G. FEBS Lett. 1995, 367, 163-166.
62. Palm, G. J.; Wlodawer, A. Methods Enzymol. 1999, 302, 378.
63. Heberle, J.; Riesle, J.; Thiedemann, G.; Oesterhelt, D.; Dencher, N. A. Nature 1994, 370, 379-382.
64. Alexiev, U.; Marti, T.; Heyn, M. P.; Khorana, H. G.; Scherrer, P. Biochemistry 1994, 33, 13693-13699.
65. Scherrer, P.; Alexiev, U.; Marti, T.; Khorana, H. G.; Heyn, M. P. Biochemistry 1994, 33, 13684-13692.
66. Viappiani, C.; Abbruzzetti, S.; Small, J. R.; Libertini, L. J.; Small, E. W. Biophys. Chem. 1998, 73, 13-22.
67. Gutman, M.; Nachliel, E. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1231, 123-138.
68. Shimoni, E.; Nachliel, E.; Gutman, M. Biophys. J. 1993, 64, 480-483.
69. Yip, R. W.; Sharma, D. K.; Giasson, R.; Gravel, D. J. Phys. Chem. 1984, 88, 5770-5772.
70. Yip, R. W.; Sharma, D. K.; Giasson, R.; Gravel, D. J. Phys. Chem. 1985, 89, 5328-5330.
71. Yip, R. W.; Wen, Y. X.; Gravel, D.; Giasson, R.; Sharma, D. K. J. Phys. Chem. 1991, 95, 6078-6081.