A simulation of the catalytic mechanism of aspartylglucosaminidase using ab initio quantum mechanics and molecular dynamics

Journal of the American Chemical Society

Volumn 119, Issue 6, 1997, Pages 1189-1196

  Peräkylä, Mikael ^a,b   Kollman, Peter A ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

N4 (BETA N ACETYLGLUCOSAMINYL)ASPARAGINASE;

ARTICLE; CALCULATION; COMPUTER SIMULATION; ENZYME ACTIVITY; MOLECULAR DYNAMICS; QUANTUM MECHANICS; THEORY;

EID: 1842410903     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja9628967     Document Type: Article

References (60)

1. Mononen, I; Fischer, K. J.; Kaartinen, V.; Aronson, N. N., Jr. FASEB J. 1993, 7, 1247-1256.
2. Ikonen, E.; Aula, P.; Grön, K.; Tollersrud, O.; Halila, R.; Manninen, T.; Syvänen, A.-C.; Peltonen, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 11222-11226.
3. Oinonen, C.; Tikkanen, R.; Rouvinen, J.; Peltonen, L. Nature, Struct. Biol. 1995, 2, 1102-1108.
4. Tikkanen, R.; Riikonen, A.; Oinonen, C.; Rouvinen, J.; Peltonen, L. EMBO J. 1996, 15, 2954-2960.
5. Riikonen, A.; Tikkanen, R.; Jalanko, A.; Peltonen, L. J. Biol. Chem. 1995, 270, 4903-4907.
6. Fisher, K. J.; Klein, M.; Park, H.; Vettese, M. B.; Aronson, N. A., Jr. FEBS Lett. 1993, 323, 271-275.
7. Kaartinen, V.; Mononen, T.; Laatikainen, R.; Mononen, I. J. Biol. Chem. 1992, 267, 6855-6858.
8. Kaartinen, V.; Williams, J. C.; Tomich, J.; Yates, J. R. III; Hood, L. E.; Mononen, I. J. Biol. Chem. 1991, 266, 5860-5869.
9. Brannigan, J. A.; Dodson, G.; Duggleby, H. J.; Moody, P. C. E.; Smith, J. L.; Tomchick, D. R.; Murzin, A. G. Nature 1995, 378, 416-419.
10. Duggleby, H. J.; Tolley, S. P.; Hill, C. P.; Dodson, E. J.; Moody, P. C. E. Nature 1995, 373, 264-268.
11. Löwe, J.; Stock, D.; Jap, B.; Zwickl, P.; Baumeister, W.; Huber, R. Science 1995, 268, 533-539.
12. Smith, J. L.; Zaluzec, E. J.; Wery, J.-P.; Niu, L.; Switzer, R. L.; Zalkin, H.; Satow, Y. Science 1994, 264, 1427-1433.
13. Warshel, A.; Naray-Szabo, G.; Sussman, F.; Hwang, J.-K. Biochemistry 1989, 28, 3629-3637.
14. Daggett, V.; Schröder, S.; Kollman, P. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8926-8935.
15. Warshel, A.; Russell, S. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6569-6579.
16. Nakagawa, S.; Yu, H.-A.; Karplus, M.; Umeyama, H. Proteins 1993, 16, 172-194.
17. Kraut, J. Annu. Rev. Biochem. 1977, 46, 331-358.
18. Fersht, A. R. Enzyme Structure and Mechanism; W. H. Freeman & Co.: New York, 1985.
19. Peräkylä, M; Rouvinen, J. Chem. Eur. J. 1996, 2, 1548-1551.
20. Seemüller, E.; Lupas, A.; Zühl, F.; Zwickl, P.; Baumeister, W. FEBS Lett. 1995, 359, 173-178.
21. Seemüller, E.; Lupas, A.; Stock, D.; Löwe, J.; Huber, R.; Baumeister, W. Science 1995, 268, 579-582.
22. Wenzel, T.; Eckerskorn, C.; Lottspeich, F.; Baumeister, W. FEBS Lett. 1994, 349, 205-209.
23. Wenzel, T.; Baumeister, W. FEBS Lett. 1993, 326, 215-218.
24. Creighton, T. E. Protein Structures and Molecular Principles; W. H. Freeman & Co.: New York, 1983.
25. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.;. Robb, M. A; Cheeseman, J. R.; Keith, T. A.; Petterson, G. A.; Montgomery, J. A.; Rachavachari, K.; Al-Laham, M. A.; Zakrzewski, V. G.; Ortiz, J. V.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Binkley, J. S.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. J. P.; Head-Gordon, M.; Gonzales, C.; Pople, J. A. Gaussian 94, Revision B.3., Gaussian Inc., 1995.
26. Tomasi, J.; Persico, M. Chem. Rev. 1994, 94, 2027-2094.
27. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117-129.
28. Wiberg, K. B.; Rablen, P. R.; Rush, D. J.; Keith, T. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4261-4270.
29. Pearlman, D. A.; Case, D. A.; Caldwell, J. W.; Ross, W. S.; Cheatham, T. E., III; Ferguson, D. M.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K., Kollman, P. A AMBER 4.1, University of California, San Francisco, 1995.
30. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
31. Woods, R. J.; Dvek, R. A.; Edge, C. J.; Fraser-Reid, B. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3832-3846.
32. Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269-10280.
33. Singer, P. T.; Smalas, A.; Carty, R. P.; Mangel, W. F.; Sweet, R. M. Science 1993, 259, 669-673.
34. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
35. Van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Mol. Phys. 1977, 1311-1327.
36. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341.
37. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Head-Gordon, M.; Gill, P. M. W.; Wong, M. W.; Foresman, J. B.; Johnson, B. G.; Schlegel, H. B.; Robb, M. A.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Andres, J. L.; Raghavachari, K.; Binkley, J. S.; Gonzalez, C.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. J. P.; Pople, J. A. Gaussian 92, Revision G.4, Gaussian, Inc., 1992.
38. Sun, Y.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 3599-3604.
39. Hansson, T.; Åqvist, J. Protein Eng. 1995, 8, 1137-1144.
40. Åqvist, J.; Medina, C.; Samuelsson, J.-E. Protein Eng. 1994, 7, 385-391.
41. Dutler, H; Bizzozero, S. A. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 322-327.
42. Lyne, P. D.; Mulholland, A. J.; Richards, W. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11345-11350.
43. Bash, P. A.; Field, M. J.; Davenport, R. C.; Petsko, G. A.; Ringe, D.; Karplus, M. Biochemistry 1991, 30, 5826-5832.
44. Jensen, G. M.; Warshel, A.; Stephens, P. J.; Biochemistry 1994, 33, 10911-10924.
45. Weiner, S. J.; Seibel, G. L.; Kollman, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 649-653.
46. Joneshertzog, D. K.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9077-9078.
47. Lim, D. C.; Hrovat, D. A.; Borden, W. T.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 3494-3499
48. Sehgal, A.; Shao, L.; Gao, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11337-11340.
49. Gao, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8600-8607.
50. Åqvist, J.; Warshel, A. Chem. Rev. 1993, 93, 2523-2544.
51. Lee, F. S.; Chu, Z. T.; Warshel, A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 161-185.
52. Tanford, C. Adv. Protein Chem. 1962, 17, 69-165.
53. Bryan, P.; Pantoliano, M. W.; Quill, S. G.; Hsiao, H.-Y.; Poulos, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986,83,3743-3745.
54. Rao, S. N.; Singh, U. C.; Bash, P. A.; Kollman, P. A. Nature 1987, 328, 551-554.
55. Hwang, J.-K.; Warshel, A. Biochemistry 1986, 26, 2669-2673.
56. Wells, J. A.; Cunningham, B. C.; Craycar, T. P.; Estell, D. A. Philos. Trans. R. Soc. London 1986, A317, 415-423.
57. Wei, Y.; Schottel, J. L.; Derewenda, U.; Swenson, L.; Patkar, S.; Derewenda, Z. S. Struct. Biol. 1995, 2, 218-223.
58. Swain, A. L.; Jaskólski, M.; Housset, D.; Rao, J. K. M.; Wlodawer, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 1474-1478.
59. Miller, M.; Rao, J. K. M.; Wlodawer, A.; Gribskov, M. R. FEBS Lett. 1993, 328, 275-279.
60. Ramão, M. J.; Turk, D.; Gomis-Ruth, F.-X.; Huber, R.; Schumacher, G.; Möllering, H.; Rüssmann, L. J. Mol. Biol. 1992, 266, 1111-1130.