Ubiquitin-like Protein Domains Show High Resistance to Mechanical Unfolding Similar to that of the I27 Domain in Titin: Evidence from Simulations

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 2, 2004, Pages 745-749

  Li, Pai Chi ^a   Makarov, Dmitrii E ^a  

^a University of Texas at Austin   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; COMPUTER SIMULATION; COMPUTER SOFTWARE; CROSSLINKING; ERROR ANALYSIS; FREE ENERGY; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE; POLYMERS; PROBABILITY DISTRIBUTIONS; RATE CONSTANTS; STRENGTH OF MATERIALS; TOPOLOGY; X RAY ANALYSIS;

CHEMICAL DENATURATION; MECHANICAL UNFOLDING; TRANSITION STATE THEORY;

PROTEINS;

EID: 1642444204     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0363895     Document Type: Article

References (58)

1. Lavery, R.; Lebrun, A.; Allemand, J.-F.; Bensimon, D.; Croquette, V. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, R383-R414.
2. Becker, N.; Oroudjev, E.; Mutz, S.; Cleveland, J. P.; Hansma, P. K.; Hayashi, C. Y.; Makarov, D. E.; Hansma, H. G. Nat. Mater. 2003, 2, 278.
3. Best, R. B.; Brockwell, D. J.; Toca-Herrera, J. L.; Blake, A. W.; Smith, D. A.; Radford, S. E.; Clarke, J. Anal. Chim. Acta 2003, 479, 87-105.
4. Best, R. B.; Li, B.; Steward, A.; Daggett, V.; Clarke, J. Biophys. J. 2001, 81, 2344.
5. Brockwell, D. J.; Beddard, G. S.; Clarkson, J.; Zinober, R. C.; Blake, A.; Trinick, J.; Olmsted, P. D.; Smith, D. A.; Radford, S. E. Biophys. J. 2002, 83, 458.
6. Erickson, H. P. Science 1997, 276, 1090.
7. Fisher, T. E.; Marsalek, P. E.; Fernandez, J. M. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 719.
8. Fisher, T. E.; Oberhauser, A. F.; Vezquez, M. C.; Marsalek, P. E.; Fernandez, J. TIBS 1999, 24, 379.
9. Hansma, H. G.; Pietrasanta, L. Curr. Opin. Chem. Biol. 1998, 2, 579.
10. Hansma, H. G.; Pietrasanta, L. I.; Auerbach, I. D.; Sorenson, C.; Golan, R.; Holden, P. A. J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2000, 11, 675.
11. Kellermayer, M. S. Z.; Smith, S. B.; Granzier, H. L.; Bustamante, C. Science 1997, 276, 1112.
12. Li, H.; Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Marsalek, P. E.; Fernandez, J. M. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 1117.
13. Li, H.; Oberhauser, A. F.; Fowler, S. B.; Clarke, J.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 6527.
14. Marsalek, P. E.; Lu, H.; Li, H.; Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Schulten, K.; Fernandez, J. Nature 1999, 402, 100.
15. Oberhauser, A. F.; Badilla-Fernandez, C.; Carrion-Vazquez, M.; Fernandez, J. M. J. Mol. Biol. 2002, 319, 433.
16. Oberhauser, A. F.; Hansma, P. K.; Carrion-Vazquez, M.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 2001, 98, 468-472.
17. Oberhauser, A. F.; Marszalek, P. E.; Erickson, H.; Fernandez, J. M. Nature 1998, 393, 181.
18. Pennisi, M. E. Science 1999, 283, 168.
19. Rief, M.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 4764.
20. Rief, M.; Gautel, M.; Oesterhelt, F.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Science 1997, 276, 1109-1112.
21. Rief, M.; Pascual, J.; Saraste, M.; Gaub, H. E. J. Mol. Biol. 1999, 286, 553-561.
22. Smith, B. L.; Schaffer, T. E.; Viani, M.; Thompson, J. B.; Frederick, N. A.; Kindt, J.; Belcher, A.; Stucky, G. D.; Morse, D. E.; Hansma, P. K. Nature 1999, 399, 761.
23. Thompson, J. B.; Hansma, H. G.; Hansma, P. K.; Plaxco, K. W. J. Mol. Biol. 2002, 522, 645-652.
24. Thompson, J. B.; Kindt, J. H.; Drake, B.; Hansma, H. G.; Morse, D. E. Hansma, P. K. Nature 2001, 414, 773.
25. Tskhovrebova, L.; Trinic, J. A.; Sleep, J. A.; Simmons, R. M. Nature 1997, 387, 308.
26. Viani, M. B.; Schaffer, T. E.; Chand, A.; Rief, M.; Gaub, H. E.; Hansma, P. K. J. Appl. Phys. 1999, 86, 2258-2262.
27. Viani, M. B.; Schaffer, T. E.; Paloczi, G. T.; Pietrasanta, I.; Smith, B. L.; Thompson, J. B.; Richter, M.; Rief, M.; Gaub, H. E.; Plaxco, K. W.; Cleland, A. N.; Hansma, H. G.; Hansma, P. K. Rev. Sci. Instrum. 1999, 70, 4300.
28. Zhuang, X.; Rief, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 88-97.
29. Zinober, R. C.; Brockwell, D. J.; Beddard, G. S.; Blake, A. W.; Olmsted, P. D.; Radford, S. E.; Smith, D. A. Protein Sci. 2002, 11, 2759-2765.
30. Lu, H.; Isralewitz, B.; Krammer, A.; Vogel, V.; Schulten, K. Biophys. J. 1998, 75, 662.
31. Lu, H.; Schulten, K. Chem. Phys. 1999, 247, 141.
32. Schwaiger, I.; Sattler, C.; Hostetter, D. R.; Rief, M. Nat. Mater. 2002, 1, 232.
33. Yang, G.; Cecconi, C.; Baase, W. A.; Vetter, I. R.; Breyer, W. A.; Haack, J. A.; Matthews, B. W.; Dahlquist, F. W.; Bustamante, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 139.
34. Eom, K.; Li, P.-C.; Makarov, D. E.; Rodin, G. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8730.
35. Carrion-Vazquez, M.; Li, H.; Lu, H.; Marszalek, P. E.; Oberhauser, A. F. ; Fernandez, J. M. Nat. Struct. Biol. 2003, 85, 2696.
36. Li, P.-C.; Makarov, D. E. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9260.
37. Heymann, B.; Grubmuller, H. Chem. Phys. Lett. 1999, 303, 1-9.
38. Heymann, B.; Grubmuller, H. Biophys. J. 2001, 81, 1295-1313.
39. Ferrenberg, A. M.; Swendsen, R. H. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 1195.
40. Frenkel, D.; Smit, B. Understanding Molecular Simulation, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, San Francisco, New York, Boston, London, Sydney, Tokyo, 2002.
41. Rohs, R.; Etchebest, C.; Lavery, R. Biophys. J. 1999, 76, 2760-2768.
42. McCammon, J. A.; Harvey, S. C. Dynamics of proteins and nucleic acids; Cambridge University Press: Cambridge, 1987.
43. Qiu, D.; Shenkin, P. S.; Hollinger, F. P.; Still, W. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3005.
44. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D. ; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, I. W. E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiórkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
45. Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Fowler, S. B.; Marsalek, P. E.; Broedel, S. E.; Clarke, J.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 1999, 96, 3694-3699.
46. Izrailev, S.; Stepaniants, S.; Balsera, M.; Oono, Y.; Schulten, K. Biophys. J. 1997, 72, 1568-1581.
47. Isralewitz, B.; Gao, M.; Schulten, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 224-230.
48. Balsera, M.; Stepaniants, S.; Izrailev, S.; Oono, Y.; Schulten, K. Biophys. J. 1997, 73, 1281-1287.
49. Hanggi, P.; Talkner, P.; Borkovec, M. Rev. Mod. Phys. 1990, 62, 251.
50. Makarov, D. E.; Hansma, P. K.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 2001, 114, 9663.
51. Fixman, M.; Kovac, J. J. Chem. Phys. 1973, 58, 1564.
52. Kratky, O.; Porod, G. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1949, 68, 1106.
53. Marko, J. F.; Siggia, E. Macromolecules 1995, 28, 209.
54. Viani, M. B.; Pietrasanta, L. I.; Thompson, J. B.; Chand, A.; Gebeshuber, I. C.; Kindt, J. H.; Richter, M.; Hansma, H. G.; Hansma, P. K. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 644.
55. Khorasanizadeh, S.; Peters, I. D.; Butt, T. R.; Roder, H. Biochemistry 1993, 32, 7054-7063.
56. Williams, P. M.; Fowler, S. B.; Best, R. B.; Toca-Herrera, J. L.; Scott, K. A.; Steward, A.; Clarke, J. Nature 2003, 422, 446.
57. Truhlar, D. G.; Garrett, B. C.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12771-12800.
58. Koradi, R.; Billeter, M.; Wüthrich, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 51-55.