Direct UV Raman monitoring of 310-helix and π-bulge premelting during α-helix unfolding

Journal of the American Chemical Society

Volumn 128, Issue 42, 2006, Pages 13789-13795

  Mikhonin, Aleksandr V ^a   Asher, Sanford A ^a  

^a UNIVERSITY OF PITTSBURGH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FREE ENERGY; HIGH TEMPERATURE EFFECTS; HYDROGEN BONDS; MELTING; PROTEINS; RAMAN SPECTROSCOPY; RESONANCE; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

ENERGY BARRIERS; HELIX UNFOLDING; HELIX/BULGE CONFORMATIONS; PEPTIDE BONDS;

POLYPEPTIDES;

ALPHA HELIX; ARTICLE; CHEMICAL BINDING; CONFORMATION; FREQUENCY ANALYSIS; MATHEMATICAL PARAMETERS; MELTING POINT; PEPTIDE ANALYSIS; POPULATION DISTRIBUTION; PROTEIN FOLDING; RAMAN SPECTROMETRY; TEMPERATURE DEPENDENCE; VIBRATION;

AMIDES; HYDROGEN BONDING; PEPTIDES; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY; PROTEINS; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; THERMODYNAMICS;

EID: 33746615772     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja062269+     Document Type: Article

References (85)

1. Zimm, B. H.; Bragg, J. K. J. Chem. Phys. 1959, 31, 526-535.
2. Poland, D.; Scheraga, H. A. J. Chem. Phys. 1966, 45, 2071-2090.
3. Williams, S.; Causgrove, T. P.; Gilmanshin, R.; Fang, K. S.; Callender, R. H.; Woodruff, W. H.; Dyer, R. B. Biochemistry 1996, 35, 691-697.
4. Thompson, P. A.; Munoz, V.; Jas, G. S.; Henry, E. R.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 378-389.
5. Lednev, I. K.; Karnoup, A. S.; Sparrow, M. C.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8074-8086.
6. Lednev, I. K.; Karnoup, A. S.; Sparrow, M. C.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2388-2392.
7. Huang, C.-Y.; Klemke, J. W.; Getahun, Z.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9235-9238.
8. Werner, J. H.; Dyer, R. B.; Fesinmeyer, R. M.; Andersen, N. H. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 487-494.
9. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Kumita, J. R.; Woolley, G. A.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2379-2384.
10. Huang, C.-Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y.; Klemke, J. W.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2788-2793.
11. Ramajo, A. P.; Petty, S. A.; Starzyk, A.; Decatur, S. M.; Volk, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13784-13785.
12. Decatur, S. M. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 169-175.
13. Hummer, G.; Garcia, A. E.; Garde, S. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 2637-2640.
14. Ferrara, P.; Apostolakis, J.; Caflisch, A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5000-5010.
15. Sorin, E. J.; Pande, V. S. Biophys. J. 2005, 88, 2472-2493.
16. Bertsch, R. A.; Vaidehi, N.; Chan, S. I.; Goddard, W. A., III. Proteins 1998, 33, 343-357.
17. Levy, Y.; Jortner, J.; Becker, O. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2188-2193.
18. Irbaeck, A.; Mohanty, S. Biophys. J. 2005, 88, 1560-1569.
19. DiCapua, F. M.; Swaminathan, S.; Beveridge, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6768-6771.
20. Youne, W. S.; Brooks, C. L., III. J. Mol. Biol. 1996, 259, 560-572.
21. Shirley, W. A.; Brooks, C. L., III. Proteins 1997, 28, 59-71.
22. Doruker, P.; Bahar, I. Biophys. J. 1997, 72, 2445-2456.
23. Takano, M.; Yamato, T.; Hieo, J.; Suyama, A.; Nagayama, K. J. Am. Chem. Sm: 1999, 121, 605-612.
24. Sorin, E. J.; Rhee, Y. M.; Shirts, M. R.; Pande, V. S. J. Mol. Biol. 2006, 356, 248-256.
25. Armen, R.; Alonso, D. O. V.; Daggett, V. Protein Sci. 2003, 12, 1145-1157.
26. Freedberg, D. I.; Venable, R. M.; Rossi, A.; Bull, T. E.; Pastor, R. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10478-10484.
27. Lee, K.-H.; Benson, D. R.; Kuczera, K. Biochemistry 2000, 39, 13737-13747.
28. Zhang, W.; Lei, H.; Chowdhury, S.; Duan, Y. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7479-7489.
29. Huo, S.; Straub, J. E. Proteins 1999, 36, 249-261.
30. Mahadevan, J.; Lee, K.-H.; Kuczera, K. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1863-1876.
31. Tirado-Rives, J.; Maxwell, D. S.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11590-11593.
32. Wang, Y.; Kuczera, K. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5205-5213.
33. Mezei, M.; Fleming, P. J.; Srinivasan, R.; Rose, G. D. Proteins 2004, 55, 502-507.
34. Asher, S. A.; Mikhonin, A. V.; Bykov, S. B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8433-8440.
35. Garcia, A. E. Polymer 2004, 45, 669-676.
36. Shi, Z.; Woody, R. W.; Kallenbach, N. R. Adv. Protein Chem. 2002, 62, 163-240.
37. Blanch, E. W.; Morozova-Roche, L. A.; Cochran, D. A. E.; Doig, A. J.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Mol. Biol. 2000, 301, 553-563.
38. Mikhonin, A. V.; Myshakina, N. S.; Bykov, S. V.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7712-7720.
39. McColl, I. H.; Blanch, E. W.; Hecht, L.; Kallenbach, N. R.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5076-5077.
40. Syme, C. D.; Blanch, E. W.; Holt, C.; Jakes, R.; Goedert, M.; Hecht, L.; Barron, L. D. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 148-156.
41. Smyth, E.; Syme, C. D.; Blanch, E. W.; Hecht, L.; Vasak, M.; Barron, L. D. Biopolymers 2001, 58, 138-151.
42. Blanch, E. W.; Gill, A. C.; Rhie, A. G. O.; Hope, J.; Hecht, L.; Nielsen, K.; Barron, L. D. J. Mol. Biol. 2004, 343, 467-476.
43. Shi, Z.; Olson, C. A.; Rose, G. D.; Baldwin, R. L.; Kallenbach, N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 9190-9195.
44. Creamer, T. P.; Campbell, M. N. Adv. Prot. Chem. 2002, 62, 263-282.
45. Rucker, A. L.; Creamer, T. P. Protein Sci. 2002, 11, 980-985.
46. Chellgren, B. W.; Creamer, T. P. Biochemistry 2004, 43, 5864-5869.
47. Liu, Z.; Chen, K.; Ng, A.; Shi, Z.; Woody, R. W.; Kallenbach, N. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15141-15150.
48. Adzhubei, A. A.; Sternberg, M. J. E. J. Mol. Biol. 1993, 229, 472-493.
49. Pappu, R. V.; Rose, G. D. Prot. Sci. 2002, 11, 2437-2455.
50. Rath, A.; Davidson, A. R.; Deber, C. M. Biopolymers 2005, 80, 179-185.
51. Fleming, P. J.; Fitzkee, N. C.; Mezei, M.; Srinivasan, R.; Rose, G. D. Prot. Sci. 2005, 14, 111-118.
52. Bochicchio, B.; Tamburro, A. M. Chirality 2002, 14, 782-792.
53. Eisenhaber, F.; Adzhubei, A. A.; Eisenmenger, F.; Esipova, N. G. Biofizika 1992, 37, 62-67.
54. Robin, M. B. Higher Excited States of Polyatomic Molecules; Academic Press: New York, 1975; Vol. II.
55. Song, S.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4295-4305.
56. Dudik, J. M.; Johnson, C. R.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 3805-3814.
57. Copeland, R. A.; Spiro, T. G. Biochemistry 1987, 26, 2134-2139.
58. Mayne, L. C.; Ziegler, L. D.; Hudson, B. J. Phys. Chem. 1985, 89, 3395-3398.
59. Mikhonin, A. V.; Bykov, S. V.; Myshakina, N. S.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 1928-1943.
60. Bykov, S. V.; Lednev, I. K.; Ianoul, A.; Mikhonin, A. V.; Munro, C. H.; Asher, S. A. Appl. Spectrosc. 2005, 59, 1541-1552.
61. Mikhonin, A. V.; Ahmed, Z.; Ianoul, A.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19020-19028.
62. Lee, S.-H.; Krimm, S. Biopolymers 1998, 46, 283-317.
63. Mikhonin, A. V.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3047-3052.
64. Asher, S. A.; Ianoul, A.; Mix, G.; Boyden, M. N.; Karnoup, A.; Diem, M.; Schweitzer-Stenner, R. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11775-11781.
65. Cartailler, J.-P.; Luecke, H. Structure 2004, 12, 133-144.
66. Muck, S. M.; Martinez, G. V.; Fiori, W. R.; Todd, A. P.; Millhauser, G. L. Nature 1992, 359, 653-655.
67. Fiori, W. R.; Muck, S. M.; Millhauser, G. L. Biochemistry 1993, 32, 11957-11962.
68. Millhauser, G. L. Biochemistry 1995, 34, 3873-3877.
69. Millhauser, G. L.; Stenland, C. J.; Hanson, P.; Bolin, K. A.; van de Ven, F. J. M. J. Mol. Biol. 1997, 267, 963-974.
70. Bolin, K. A.; Millhauser, G. L. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 1027-1033.
71. Moran, A. M.; Park, S.-M.; Dreyer, J.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3651-3659.
72. Long, H. W.; Tycko, R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7039-7048.
73. Wieczorek, R.; Dannenberg, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14198-14205.
74. Hanson, P.; Martinez, G.; Millhauser, G.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Vita, C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 271-272.
75. Hanson, P.; Millhauser, G.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7618-7625.
76. Martinez, G.; Millhauser, G. J. Struct. Biol. 1995, 114, 23-27.
77. Silva, R. A.; Gangani, D.; Yasui, S. C.; Kubelka, J.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Keiderling, T. A. Biopolymers 2002, 65, 229-243.
78. Topol, I. A.; Burt, S. K.; Deretey, E.; Tang, T.-H.; Perczel, A.; Rashin, A.; Csizmadia, I. G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6054-6060.
79. Bour, P.; Kubelka, J.; Keiderling, T. A. Biopolymers 2002, 65, 45-59.
80. Podtelezhnikov, A. A.; Wild, D. L. Proteins 2005, 61, 94-104.
81. Han, W.-G.; Elstner, M.; Jalkanen, K. J.; Frauenheim, T.; Suhai, S. Intl. J. Quantum Chem. 2000, 78, 459-479.
82. Feig, M.; MacKerell, A. D., Jr.; Brooks, C. L., III. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2831-2836.
83. Ianoul, A.; Mikhonin, A.; Lednev, I. K.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 3621-3624.
84. Sundaralingam, M.; Sekharudu, Y. C. Science 1989, 244, 1333-1337.
85. Sheinerman, F. B.; Brooks, C. L., III. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10098-10103.