Structure, recognition properties, and flexibility of the DNA-RNA hybrid

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 13, 2005, Pages 4910-4920

  Noy, Agnes ^a   Pérez, Alberto ^a   Márquez, Manuel ^b   Luque, F Javier ^a   Orozco, Modesto ^a  

^a UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

^b LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLEXATION; DNA; MOLECULAR STRUCTURE; SOLUTIONS; STIFFNESS;

2′-DEOXYRIBOSES; HOMODUPLEXES; MOLECULAR RECOGNITION PATTERN; PUCKERINGS;

MOLECULAR DYNAMICS;

2' DEOXYRIBOSE; DEOXYRIBOSE; DNA; RIBONUCLEASE H; RIBOSE; RNA; UNCLASSIFIED DRUG;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; DNA RNA HYBRIDIZATION; DNA STRAND; DNA STRUCTURE; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR RECOGNITION; RIGIDITY; ROOM TEMPERATURE; STRUCTURE ANALYSIS;

COMPUTER SIMULATION; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; DNA; MODELS, MOLECULAR; NUCLEIC ACID CONFORMATION; NUCLEIC ACID HETERODUPLEXES; RIBONUCLEASE H, CALF THYMUS; RNA; STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP; SUBSTRATE SPECIFICITY; THERMODYNAMICS;

EID: 16844365511     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja043293v     Document Type: Article

References (88)

1. Meselson, M.; Stahl, F. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1958, 44, 671.
2. Alberts, B.; Bray, D.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Watson, J. D. Molecular Biology of the Cell, 3rd ed.; Garland Publishing Inc.: New York, 1994.
3. Biroccio, A.; Leonetti, C; Zupi, G. Oncogene 2003, 22, 6579.
4. Dean, N. M.; Bennett, C. F. Oncogene 2003, 22, 9087.
5. Wagner, W. R.; Matteucci, M. D.; Grant, D.; Huang, T.; Froehler, B. C. Nat. Biotechnol. 1996, 20, 384.
6. Taylor, M. F.; Wiederholt, K.; Sverdrup, F. Drug Discovery Today 1999, 4, 562.
7. Yelin, R.; Dahary, D.; Sorek, R.; Levanon, E. Y.; Goldstein, O.; Shoshan, A.; Diber, A.; Biton, S.; Tamir, Y.; Khosravi, R.; Nemzer, S.; Pinner, E.; Walach, S.; Bernstein, J.; Savitsky, K.; Rotman, G. Nat. Biotechnol 2003, 21, 379.
8. Carmichael, G. G. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 371.
9. Milman, G.; Langridge, R.; Chamberlin, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1967, 57, 1804.
10. O'Brien, E. J.; MacEwan, A. W. J. Mol. Biol. 1970, 48, 243.
11. Wang, A. H.; Fujii, S.; van Boom, J. H.; van der Marel, G. A.; van Boeckel, S. A.; Rich, A. Nature 1982, 299, 601.
12. Egli, M.; Usman, N.; Zhang, S. G.; Rich, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 534.
13. Egli, M.; Usman, N.; Rich, A. Biochemistry 1993, 32, 3221.
14. Xiong, Y.; Sundaralingam, M. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 2171.
15. Conn, G. L.; Brown, T.; Leonard, G. A. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 555.
16. Horton, N. C.; Finzel, B. C. J. Mol. Biol. 1996, 264, 521.
17. Katahira, M.; Lee, S. J.; Kobayashi, Y.; Sujeta, H.; Kyogoku, Y.; Iwai, S.; Ohtsuka, E.; Benevides, J. M.; Thomas, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4508.
18. Chou, S. H.; Flynn, P.; Reid, B. Biochemistry 1989, 28, 2422.
19. Chou, S. H.; Flynn, P.; Reid, B. Biochemistry 1989, 28, 2435.
20. Hall, K. B.; McLaughlin, L. W. Biochemistry 1991, 30, 10606.
21. Fedoroff, O. Y.; Salazar, M.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1993, 233, 509.
22. Fedoroff, O. Y.; Ge, Y.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1997, 269, 225.
23. Lane, A. N.; Ebel, S.; Brown, T. Eur. J. Biochem. 1993, 215, 297.
24. Salazar, M.; Fedoroff, O. Y.; Miller, J. M.; Ribeiro, N. S.; Reid, B. R. Biochemistry 1993, 32, 4297.
25. Gao, X.; Jeffs, P. W. J. Biomol. NMR 1994, 4, 367.
26. Gonzalez, C.; Stec, W.; Kobylanska, A.; Hogrele, R. I.; Reynolds, M.; James, T. L. Biochemistry 1994, 33, 1062.
27. Gonzalez, C.; Stec, W.; Reynolds, M.; James, T. L. Biochemistry 1995, 34, 4969.
28. Gyi, J. I.; Conn, G. L.; Lane, A. N.; Brown, T. Biochemistry 1996, 35, 12538.
29. Gyi, J. I.; Lane, A. N.; Conn, G. L.; Brown, T. Biochemistry 1998, 37, 73.
30. Gyi, J. I.; Gao, D.; Conn, G. L.; Trent, J. O.; Brown, T.; Lane, A. N. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2683.
31. Cross, C. W.; Rice, J. S.; Gao, X. Biochemistry 1997, 36, 4096.
32. Nishizaki, T.; Iwai, S.; Ohkubo, T.; Kojima, C.; Nakamura, H.; Kyogoku, Y.; Ohtsuka, E. Biochemistry 1996, 35, 4016.
33. Szyperski, T.; Gotte, M.; Billeter, M.; Perola, E.; Cellai, L.; Heumann, H.; Wuthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 13, 343.
34. Salazar, M.; Fedoroff, O. Y.; Zhu, L.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1994, 241, 440.
35. Cheatham, T. E.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4805.
36. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
37. Sanghani, S. R.; Lavery, R. Nucleic Acids Res. 1994, 22, 1444.
38. Venkateswarlu, D.; Lind, K. E.; Mohan, V.; Manoharan, M.; Fergurson, D. M. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 2189.
39. Horton, N. C.; Finzel, B. C. J. Mol. Biol. 1996, 264, 521.
40. (a) Arnott, S.; Bond, P. J.; Selsung, E.; Smith, P. J. Nucleic Acids Res. 1976, 3, 2459.
41. (b) Insight II; Accelrys Co.: San Diego, CA, 2004.
42. Noy, A.; Perez, A.; Lankas, F.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Mol. Biol. 2004, 343, 627.
43. Cheatham, T. E.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Biomol. Struct. Dyn. 1999, 16, 845.
44. Shields, G. C.; Laughton, C. A.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7463.
45. Shields, G. C.; Laughton, C. A.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5895.
46. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
47. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
48. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
49. Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., III; Ross, W. S.; Simmerling, C. L.; Darden, T. L.; Marz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A. L.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Radmer, R. J.; Duan, Y.; Pitera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K.; Kollman, P. A. AMBER6; University of California: San Francisco, CA, 1999
50. Lu, X. J.; Shakked, Z.; Olson, W. K. J. Mol Biol. 2000, 300, 819.
51. Gelpi, J. L.; Kalko, S. G.; Barril, X.; Cirera, J.; de La Cruz, X.; Luque, F. J.; Orozco, M. Proteins 2000, 45, 428.
52. Orozco, M.; Perez, A.; Noy, A.; Luque, F. J. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 350.
53. Wlodek, S. T.; Clark, T. W.; Scott, L. R.; McCammon, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9513.
54. Sherer, E. C.; Harris, S. A.; Soliva, R.; Orozco, M.; Laughton, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5981.
55. Cubero, E.; Abrescia, N. G. A.; Subirana, J. A.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14603.
56. Rueda, M.; Kalko, S. G.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8007.
57. Schlitter, J. Chem. Phys. Lett. 1993, 215, 617.
58. Andricioaei, I.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6289.
59. Harris, S. A.; Gavathiotis, E.; Searle, M. S.; Orozco, M.; Laughton, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12658.
60. Lankas, F.; Sooner, J.; Hobza, P.; Langowski, J. J. Mol. Biol. 2000, 299, 695.
61. Lankas, F.; Sponer, J.; Langowski, J.; Cheatham, T. E. Biophys. J. 2003, 85, 2872.
62. Olson, W. K.; Gorin, A. A.; Lu, X. J.; Hock, L. M.; Zhurkin, V. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 11163.
63. Matsumoto, A.; Olson, W. K. Biophys. J. 2000, 83, 22.
64. For comparison purposes with present Figure 9, note that Figure 4 of ref 46 has a typo error, and values in the y-axis need to be multiplied by a factor of 10.
65. Hantz, E.; Lame, V.; Ladam, P.; Le Moyec, L.; Gouyette, C.; Huynh Dinh, T. Int. J. Biol. Macromol. 2001, 28, 273.
66. Perez, A.; Noy, A.; Lankas, F.; Luque, F. J.; Orozco, M. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 6144.
67. Altmann, K. H.; Fabbrot, D.; Dean, N. M.; Geiger, T.; Monia, B. P.; Muller, M.; Nicklin, P. Biochem. Soc. Trans. 1996, 24, 630.
68. Agrawal, S.; Iyer, R. P. Pharmacol. Ther. 1997, 76, 151.
69. Crooke, S. T.; Bennett, C. F. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1996, 36, 107.
70. Han, G. W.; Kopka, M. L.; Cascio, D.; Grzeskowiak, K.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1997, 269, 811.
71. Lima, W. F.; Crooke, S. T. Biochemistry 1997, 36, 390.
72. Stein, H.; Hausen, P. Science 1969, 766, 393.
73. Ding, J.; Hughes, S. H.; Arnold, E. Biopolymers 1997, 44, 125.
74. Ding, J.; Das, K.; Hsiou, Y.; Sarafianos, S. G.; Clark, A. D.; Jacobo-Molina, A.; Tantillo, C.; Hughes, S. H.; Arnold, E. J. Mol. Biol. 1998, 284, 1095.
75. Jacobo-Molina, A.; Ding, J.; Nanni, R. G.; Clark, A. D.; Lu, X.; Tantillo, C.; Williams, R. L.; Kamer, G.; Ferris, A. L.; Clark, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 6320.
76. Sarafianos, S. G.; Das, K.; Tantillo, C; Clark, A. D.; Ding, J.; Whitcomb, J. M.; Boyer, P. L.; Hughes, S. H.; Arnold, E. EMBO J. 2001, 20, 1449.
77. Oda, Y.; Iwai, S.; Ohtsuka, E.; Ishikawa, M.; Ikehara, M.; Nakamura, H. Nucleic Acids Res. 1993, 21, 4690.
78. Roberts, W. R.; Crothers, D. M. Science 1992, 258, 1463.
79. Riley, M.; Maling, B. J. Mol. Biol. 1966, 20, 359.
80. Sugimoto, N.; Nakano, S.; Katoh, M.; Matsumura, A.; Nakamuta, H.; Ohmichi, T.; Yoneyama, M.; Sasaki, M. Biochemistry 1995, 34, 11211.
81. Nakano, S.; Kanzaki, T.; Sugimoto, N. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1088.
82. Freier, S. M.; Altmann, K. H. Nucleic Acids Res. 1997, 25, 4429.
83. McKay, R. A.; Miraglia, L. J.; Cummins, L. L.; Owens, S. R.; Sasmor, H.; Dean, N. M. J. Biol. Chem. 1999, 274, 1715.
84. Moulds, C.; Lewis, J. G.; Froehler, B. C.; Grant, D.; Huang, T.; Milligan, J. F.; Matteucci, M. D.; Wagner, R. W. Biochemistry 1995, 34, 5044.
85. Barnes, T. W.; Turner, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4107.
86. Barnes, T. W.; Turner, D. H. Biochemistry 2001, 40, 12738.
87. Tonelli, M.; Ulyanov, N. B.; Billed, T. M.; Karwowski, B.; Guga, P.; Stec, W. J.; James, T. L. Biophys. J. 2003 85, 2525.
88. Nakamura, H.; Oda, Y.; Iwai, S.; Inoue, H.; Ohtsuka, E.; Kanaya, S.; Kimura, S.; Katsuda, C.; Kaiayanagi, K.; Morikawa, K.; Miyashiro, H.; Ikehara, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 11535.