Understanding GFP posttranslational chemistry: Structures of designed variants that achieve backbone fragmentation, hydrolysis, and decarboxylation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 128, Issue 14, 2006, Pages 4685-4693

  Barondeau, David P ^a   Kassmann, Carey J ^a   Tainer, John A ^a   Getzoff, Elizabeth D ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTALLOGRAPHY; FLUORESCENCE; HYDROLYSIS; MOLECULAR STRUCTURE; OPTICAL RESOLVING POWER; REACTION KINETICS;

CLEAVAGE REACTIONS; DECARBOXYLATION REACTION; MODIFICATION CHEMISTRY; ONE-ELECTRON CHEMISTRY;

PROTEINS;

AMINO ACID; GREEN FLUORESCENT PROTEIN; KAEDE PROTEIN; OXYGEN; PEPTIDE; PROTEIN; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; BIOSYNTHESIS; CHROMATOPHORE; CRYSTALLOGRAPHY; CYCLIZATION; DECARBOXYLATION; DENATURATION; FRAGMENTATION REACTION; HYDROLYSIS; OXIDATION; PHOTOCHEMISTRY; PROTEIN PROCESSING; STRUCTURE ANALYSIS;

CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; CYCLIZATION; GREEN FLUORESCENT PROTEINS; HYDROGEN BONDING; HYDROLYSIS; MODELS, MOLECULAR; MUTAGENESIS, SITE-DIRECTED; PROTEIN PROCESSING, POST-TRANSLATIONAL; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY;

EID: 33646030643     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja056635l     Document Type: Article

References (52)

1. Okeley, N. M.; van der Donk, W. A. Chem. Biol. 2000, 7, R159-R171.
2. Poppe, L. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 512-524.
3. Schwede, T. F.; Retey, J.; Schulz, G. E. Biochemistry 1999, 38, 5355-5361.
4. (a) Calabrese, J. C.; Jordan, D. B.; Boodhoo, A.; Sariaslani, S.; Vannelli, T. Biochemistry 2004, 43, 11403-11416.
5. (b) Ritter, H.; Schulz, G. E. Plant Cell 2004, 16, 3426-3436.
6. Christenson, S. D.; Liu, W.; Toney, M. D.; Shen, B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6062-6063.
7. Ormö, M.; Cubitt, A. B.; Kallio, K.; Gross, L. A.; Tsien, R. Y.; Remington, S. J. Science 1996, 273, 1392-1395.
8. Yang, F.; Moss, L. G.; Phillips, G. N., Jr. Nat. Biotech. 1996, 14, 1246-1251.
9. Gross, L. A.; Baird, G. S.; Hoffman, R. C.; Baldridge, K. K.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 11990-11995.
10. (a) Wall, M. A.; Socolich, M.; Ranganathan, R. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 1133-1138.
11. (b) Yarbrough, D.; Wachter, R. M.; Kallio, K.; Matz, M. V.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 462-467.
12. Taylor, R. G.; Levy, H. L.; McInnes, R. R. Mol. Biol. Med. 1991, 8, 101-116.
13. Sarkissian, C. N.; Shao, Z.; Blain, F.; Peevers, R.; Su, H.; Heft, R.; Chang, T. M.; Scriver, C. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 2339-2344.
14. (a) Matz, M. V.; Fradkov, A. F.; Labas, Y. A.; Savitsky, A. P.; Zaraisky, A. G.; Markelov, M. L.; Lukyanov, S. A. Nat. Biotech. 1999, 17, 969-973.
15. (b) 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.
16. Heim, R.; Prasher, D. C.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 12501-12504.
17. Heim, R.; Tsien, R. Y. Curr. Biol. 1996, 6, 178-182.
18. (a) Cubitt, A. B.; Heim, R.; Adams, S. R.; Boyd, A. E.; Gross, L. A.; Tsien, R. Y. Trends Biochem. Sci. 1995, 20, 448-455.
19. (b) Reid, B. G.; Flynn, G. C. Biochemistry 1997, 36, 6786-6791.
20. Baedeker, M.; Schulz, G. E. Structure 2002, 10, 61-67.
21. Mizuno, H.; Mal, T. K.; Tong, K. I.; Ando, R.; Furuta, T.; Ikura, M.; Miyawaki, A. Mol. Cell 2003, 12, 1051-1058.
22. Quillin, M. L.; Anstrom, D. M.; Shu, X.; O'Leary, S.; Kallio, K.; Chudakov, D. M.; Remington, S. J. Biochemistry 2005, 44, 5774-5787.
23. Wilmann, P. G.; Petersen, J.; Devenish, R. J.; Prescott, M.; Rossjohn, J. J. Biol. Chem. 2005, 280 (4), 2401-4.
24. Andresen, M.; Wahl, M. C.; Stiel, A. C.; Grater, F.; Schafer, L. V.; Trowitzsch, S.; Weber, G.; Eggeling, C.; Grubmuller, H.; Hell, S. W.; Jakobs, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13070-13074.
25. Tsien, R. Y. Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509-544.
26. Barondeau, D. P.; Kassmann, C. J.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. Biochemistry 2005, 44, 1960-1970.
27. Barondeau, D. P.; Putnam, C. D.; Kassmann, C. J.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 12111-12116.
28. Rosenow, M. A.; Huffman, H. A.; Phail, M. E.; Wachter, R. M. Biochemistry 2004, 43, 4464-4472.
29. Rosenow, M. A.; Patel, H. N.; Wachter, R. M. Biochemistry 2005, 44, 8303-8311.
30. (a) Bell, A. F.; Stoner-Ma, D.; Wachter, R. M.; Tonge, P. J.; van Thor, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6919-6926;
31. (b) Gensch, T.; Hellingwerf, K. J.; Johnson, L. N. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 37-41.
32. Deschamps, J. R.; Miller, C. E.; Ward, K. B. Protein Expr. Purif 1995, 6, 555-558.
33. Barondeau, D. P.; Kassmann, C. J.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3522-3524.
34. Otwinowski, Z.; Minor, W. Macromol. Cryst. A 1997, 276, 307-326.
35. Navaza, L. Acta Crystallogr. A 1994, 50, 157-163.
36. McRee, D. E. J. Struct. Biol. 1999, 125, 156-165.
37. Brunger, A. T.; Adams, P. D.; Clore, G. M.; DeLano, W. L.; Gros, P.; Grosse-Kunstleve, R. W.; Jiang, J.-S.; Kuszewski, J.; Nilges, N.; Pannu, N. S.; Read, R. J.; Rice, L. M.; Simonson, T.; Warren, G. L. Acta Crystallogr. D 1998, 54, 905-921.
38. Sheldrick, G. M.; Schneider, T. R. Methods Enzymol. 1997, 277, 319-343.
39. Brunger, A. T. Nature 1992, 355, 472-474.
40. (a) Ehrhardt, D. Curr. Opin. Plant Biol. 2003, 6, 622-628.
41. (b) Miyawaki, A. Curr. Opin. Neurobiol. 2003, 13, 591-596.
42. Shaner, N. C.; Campbell, R. E.; Steinbach, P. A.; Giepmans, B. N.; Palmer, A. E.; Tsien, R. Y. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 1567-1572.
43. Barondeau, D. P.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3166-3168.
44. (a) Valina, A. L.; Mazumder-Shivakumar, D.; Bruice, T. C. Biochem. 2004, 43, 15657-15672.
45. (b) Pelmenschikov, V.; Blomberg, M. R.; Siegbahn, P. E. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 284-298.
46. (c) Stamper, C.; Bennett, B.; Edwards, T.; Holz, R. C.; Ringe, D.; Petsko, G. Biochemistry 2001, 40, 7035-7046.
47. Bonifacic, M.; Stefanie, I., Hug, G. L.; Armstrong, D. A.; Klaus-Dieter, A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9930-9940.
48. Hill, R. R.; Coyle, J. D.; Birch, D.; Dawe, E.; Jeffs, G. E.; Randall, D.; Stec, I.; Stevenson, T. M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1805-1817.
49. Wenger, O. S.; Leigh, B. S.; Villahermosa, R. M.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. Science 2005, 307, 99-102.
50. Fitzgerald, M. M.; Trester, M. L.; Jensen, G. M.; McRee, D. E.; Goodin, D. B. Protein Sci. 1995, 4, 1844-1850.
51. Sniegowski, J. A.; Lappe, J. W.; Patel, H. N.; Huffman, H. A.; Wachter, R. M. J. Biol. Chem. 2005, 280, 26248-26255.
52. Wood, T. I.; Barondeau, D. P.; Hitomi, C.; Kassmann, C. J.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. Biochemistry 2005, 44, 16211-16220.