The octarepeat domain of the prion protein binds Cu(II) with three distinct coordination modes at pH 7.4

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 36, 2005, Pages 12647-12656

  Chattopadhyay, Madhuri ^a   Walter, Eric D ^a   Newell, Dustin J ^a   Jackson, Pilgrim J ^a   Aronoff Spencer, Eliah ^b   Peisach, Jack ^b   Gerfen, Gary J ^b   Bennett, Brian ^c   Antholine, William E ^c   Millhauser, Glenn L ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b ALBERT EINSTEIN COLLEGE OF MEDICINE   (United States)

^c MEDICAL COLLEGE OF WISCONSIN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COPPER; PARAMAGNETIC RESONANCE; PH EFFECTS; POLYPEPTIDES; STOICHIOMETRY;

ESEEM; S-BAND EPR; X-BAND EPR;

PROTEINS;

COPPER ION; PRION PROTEIN; SYNTHETIC PEPTIDE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; ELECTRON SPIN RESONANCE; METAL BINDING; NONHUMAN; PEPTIDE SYNTHESIS; PH; PRION DISEASE; PROTEIN DOMAIN; PROTEIN PURIFICATION;

COPPER; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; PEPTIDE FRAGMENTS; PRIONS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; REPETITIVE SEQUENCES, AMINO ACID;

EID: 24744456323     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja053254z     Document Type: Article

References (78)

1. Prusiner, S. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13363-13383.
2. Prusiner, S. B. Science 1997, 278, 245-251.
3. Legname, G.; Baskakov, I. V.; Nguyen, H. O.; Riesner, D.; Cohen, F. E.; DeArmond, S. J.; Prusiner, S. B. Science 2004, 305, 673-6.
4. Herms, J.; Tings, T.; Gall, S.; Madlung, A.; Giese, A.; Siebert, H.; Schürmann, P.; Windl, O.; Brose, N.; Kretzschmar, H. J. Neurosci. 1999, 19, 8866-8875.
5. Vassallo, N.; Herms, J. J. Neurochem. 2003, 86, 538-44.
6. Caughey, B.; Chesebro, B. Trends Cell Biol. 1997, 7, 56-62.
7. Brown, D. R.; Qin, K.; Herms, J. W.; Madlung, A.; Manson, J.; Strome, R.; Fraser, P. E.; Kruck, T.; von Bohlen, A.; Schulz-Schaeffer, W.; Giese, A.; Westway, D.; Kretzschmar, H. Nature 1997, 390, 684-687.
8. Aronoff-Spencer, E.; Burns, C. S.; Avdievich, N. I.; Gerfen, G. J.; Peisach, J.; E., A. W.; Ball, H. L.; Cohen, F. E.; Prusiner, S. B.; Millhauser, G. L. Biochemistry 2000, 39, 13760-13771.
9. Bonomo, R. P.; Impellizzeri, G.; Pappalardo, G.; Rizzarelli, E.; Tabbi, G. Chem.-Eur. J. 2000, 6, 4195-4202.
10. Burns, C. S.; Aronoff-Spencer, E.; Dunham, C. M.; Lario, P.; Avdievich, N. I.; Antholine, W. E.; Olmstead, M. M.; Vrielink, A.; Gerfen, G. J.; Peisach, J.; Scott, W. G.; Millhauser, G. L. Biochemistry 2002, 41, 3991-4001.
11. Burns, C. S.; Aronoff-Spencer, E.; Legname, G.; Prusiner, S. B.; Antholine, W. E.; Gerfen, G. J.; Peisach, J.; Millhauser, G. L. Biochemistry 2003, 42, 6794-803.
12. Hasnain, S. S.; Murphy, L. M.; Strange, R. W.; Grossmann, J. G.; Clarke, A. R.; Jackson, G. S.; Collinge, J. J. Mol. Biol. 2001, 311, 467-473.
13. Hornshaw, M. P.; McDermott, J. R.; Candy, J. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995, 207, 621-629.
14. Hornshaw, M. P.; McDermott, J. R.; Candy, J. M.; Lakey, J. H. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995, 214, 993-9.
15. Jackson, G. S.; Murray, I.; Hosszu, L. L. P.; Gibbs, N.; Waltho, J. P.; Clarke, A. R.; Collinge, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 8531-8535.
16. Jones, C. E.; Klewpatinond, M.; Abdelraheim, S. R.; Brown, D. R.; Viles, J. H. J. Mol. Biol. 2005, 346, 1393-407.
17. Millhauser, G. L. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 79-85.
18. Miura, T.; Hori-i, A.; Mototani, H.; Takeuchi, H. Biochemistry 1999, 38, 11560-11569.
19. Pushie, M. J.; Rauk, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2003, 8, 53-65.
20. Qin, K.; Yang, Y.; Mastrangelo, P.; Westaway, D. J. Biol. Chem. 2002, 277, 1981-1990.
21. Stöckel, J.; Safar, J.; Wallace, A. C.; Cohen, F. E.; Prusiner, S. B. Biochemistry 1998, 37, 7185-7193.
22. Van Doorslaer, S.; Cereghetti, G. M.; Glockshuber, R.; Schweiger, A. J. Phys. Chem. 2001, 105, 1631-1639.
23. Whittal, R. M.; Ball, H. L.; Cohen, F. E.; Burlingame, A. L.; Prusiner, S. B.; Baldwin, M. A. Protein Sci. 2000, 9, 332-343.
24. Cereghetti, G. M.; Schweiger, A.; Glockshuber, R.; Van Doorslaer, S. Biophys. J. 2003, 84, 1985-97.
25. Miura, T.; Sasaki, S.; Toyama, A.; Takeuchi, H. Biochemistry 2005, 44, 8712-20.
26. Donne, D. G.; Viles, J. H.; Groth, D.; Mehlhorn, I.; James, T. L.; Cohen, F. E.; Prusiner, S. B.; Wright, P. E.; Dyson, H. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 13452-13456.
27. Pauly, P. C.; Harris, D. A. J. Biol. Chem. 1998, 273, 33107-33119.
28. Rachidi, W.; Vilette, D.; Guiraud, P.; Arlotto, M.; Riondel, J.; Laude, H.; Lehmann, S.; Favier, A. J. Biol. Chem. 2003, 278, 9064-9072.
29. Zeng, F.; Watt, N. T.; Walmsley, A. R.; Hooper, N. M. J. Neurochem. 2003, 84, 480-90.
30. Klamt, F.; Dal-Pizzol, F.; Conte DA Frota, M. L., Jr.; Walz, R.; Andrades, M. E.; Gomes DA Silva, E.; Brentani, R. R.; Izquierdo, I.; Moreira, J. C. F. Free Radical Biol. Med. 2001, 30, 1137-1144.
31. Kramer, M. L.; Kratzin, H. D.; Schmidt, B.; Romer, A.; Windl, O.; Liemann, S.; Hornemann, S.; Kretzschmar, H. J. Biol. Chem. 2001, 276, 16711-16719.
32. Garnett, A. P.; Viles, J. H. J. Biol. Chem. 2003, 278, 6795-802.
33. Morante, S.; Gonzalez-Iglesias, R.; Potrich, C.; Meneghini, C.; Meyer-Klaucke, W.; Menestrina, G.; Gasset, M. J. Biol. Chem. 2004, 279, 11753-9.
34. Valensin, D.; Luczkowski, M.; Mancini, F. M.; Legowska, A.; Gaggelli, E.; Valensin, G.; Rolka, K.; Kozlowski, H. Dalton Trans. 2004, 1284-93.
35. Zuckermann, R. N.; Kerr, J. M.; Kent, S. B. H.; Moos, W. H. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10646-10647.
36. Miller, S. C.; Scanlan, T. S. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2301-2302.
37. Jiang, F.; McCraken, J.; Peisach, J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9035-9044.
38. Bender, C. J.; Casimiro, D. R.; Peisach, J.; Dyson, H. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 3967-3980.
39. Cornelius, J. B.; McCracken, J.; Clarkson, R. B.; Belford, R. L.; Peisach, J. J. Phys. Chem. 1990, 94, 6977-6982.
40. Bennett, B.; Antholine, W. E.; D'Souza V. M.; Chen, G.; Ustinyuk, L.; Holz, R. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13025-34.
41. Hanson, G. R.; Gates, K. E.; Noble, C. J.; Griffin, M.; Mitchell, A.; Benson, S. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 903-16.
42. Herrmann, T.; Guntert, P.; Wuthrich, K. J. Mol. Biol. 2002, 319, 209-27.
43. Peisach, J.; Blumberg, W. E. Arch. Biochem. Biophys. 1974, 165, 691-708.
44. Hirsh, D. J.; Beck, W. F.; Lynch, J. B.; Que, L.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 7475-7481.
45. Seiter, M.; Budker, V.; Du, J. L.; Eaton, G. R.; Eaton, S. S. Inorg. Chim. Acta 1998, 273, 354-366.
46. Eaton, S. S.; Eaton, G. R. J. Magn. Reson., Ser. A 1995, 117, 62-66.
47. Maly, T.; MacMillan, F.; Zwicker, K.; Kashani-Poor, N.; Brandt, U.; Prisner, T. F. Biochemistry 2004, 43, 3969-78.
48. Hoffmann, E.; Schweiger, A. Appl. Magn. Reson. 1995, 9, 1-22.
49. Lawrence, C. C.; Bennati, M.; Obias, H. V.; Bar, G.; Griffin, R. G.; Stubbe, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 8979-8984.
50. Mehring, M.; Seidel, H.; Muller, W.; Wegner, G. Solid State Commun. 1983, 45, 1075-1077.
51. Eaton, S. S.; More, K. M.; Sawant, B. M.; Eaton, G. R. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6560-6567.
52. Anderson, D. J.; Hanson, P.; McNulty, J.; Millhauser, G.; Monaco, V.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6919-6927.
53. Mims, W. B.; Peisach, J. J. Chem. Phys. 1978, 69, 4921-4930.
54. Flanagan, H. L.; Singel, D. J. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5606-5616.
55. Mccracken, J.; Pember, S.; Benkovic, S. J.; Villafranca, J. J.; Miller, R. J.; Peisach, J. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1069-1074.
56. Froncisz, W.; Hyde, J. S. J. Phys. Chem. 1980, 73, 3123-3131.
57. Deinum, J. S.; Vanngard, T. FEBS Lett. 1975, 58, 62-5.
58. Camerman, N.; Fawcett, J. K.; Kruck, T. P. a.; Sarkar, B.; Camerman, a. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 2690-2693.
59. Deschamps, P.; Kulkarni, P. P.; Sarkar, B. Inorg. Chem. 2004, 43, 3338-40.
60. Jiang, F.; Peisach, J.; Ming, L. J.; Que, L., Jr.; Chen, V. J. Biochemistry 1991, 30, 11437-45.
61. Malmstrom, B. G.; Vanngard, T. J. Mol. Biol. 1960, 2, 118-124.
62. Matthews, J. M.; Ward, L. D.; Hammacher, A.; Norton, R. S.; Simpson, R. J. Biochemistry 1997, 36, 6187-96.
63. Zahn, R. J. Mol. Biol. 2003, 334, 477-88.
64. DiDonato, M.; Sarkar, B. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1360, 3-16.
65. Colaneri, M. J.; Peisach, J. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5335-5341.
66. Manikandan, P.; Epel, B.; Goldfarb, D. Inorg. Chem. 2001, 40, 781-7.
67. Ellis, M. J.; Antonyuk, S. V.; Strange, R. W.; Sawers, G.; Eady, R. R.; Hasnain, S. S. Inorg. Chem. 2004, 43, 7591-3.
68. Waggoner, D. J.; Drisaldi, B.; Bartnikas, T. B.; Casareno, R. L. B.; Prohaska, J. R.; Gitlin, J. D.; Harris, D. A. J. Biol Chem. 2000, 275, 7455-7458.
69. Roucou, X.; Gains, M.; LeBlanc, A. C. J. Neurosci. Res. 2004, 75, 153-61.
70. Brown, D. R.; Wong, B.-S.; Hafiz, F.; Clive, C.; Haswell, S. J.; Jones, I. M. Biochem. J. 1999, 344, 1-5.
71. Daniels, M.; Brown, D. R. Methods Enzymol. 2002, 349, 258-267.
72. Hutter, G.; Heppner, F. L.; Aguzzi, A. Biol. Chem. 2003, 384, 1279-85.
73. Hartter, D. E.; Barnea, A. Synapse 1988, 2, 412-5.
74. Hopt, A.; Korte, S.; Fink, H.; Panne, U.; Niessner, R.; Jahn, R.; Kretzschmar, H.; Herms, J. J. Neurosci. Methods 2003, 128, 159-72.
75. Kardos, J.; Kovacs, I.; Hajos, F.; Kalman, M.; Simonyi, M. Neurosci. Lett. 1989, 103, 139-44.
76. Brown, D. R.; Schmidt, B.; Kretzschmar, H. A. J. Neurochem. 1998, 70, 1686-1693.
77. Westaway, D.; Carlson, G. A. Trends Biochem. Sci. 2002, 27, 301-7.
78. Drisaldi, B.; Coomaraswamy, J.; Mastrangelo, P.; Strome, B.; Yang, J.; Watts, J. C.; Chishti, M. A.; Marvi, M.; Windl, O.; Ahrens, R.; Major, F.; Sy, M. S.; Kretzschmar, H.; Fraser, P. E.; Mount, H. T.; Westaway, D. J. Biol. Chem. 2004, 279, 55443-54.