Hydrophobic distal pocket affects NO-heme geminate recombination dynamics in dehaloperoxidase and H64V myoglobin

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 29, 2006, Pages 14483-14493

  Franzen, Stefan ^a   Jasaitis, Audrius ^b,c,e   Belyea, Jennifer ^a   Brewer, Scott H ^a   Casey, Robin ^a   MacFarlane IV, Alexander W ^d,f   Stanley, Robert J ^d   Vos, Marten H ^b,c   Martin, Jean Louis ^b,c  

^a NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b LABORATOIRE D OPTIQUE ET BIOSCIENCES   (France)

^c INSERM   (France)

^d Temple University   (United States)

^e INST DE BIOLOGIE PHYSICO CHIMIQUE   (France)

^f FOX CHASE CANCER CENTER   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; DECOMPOSITION; DEHYDRATION; HYDROPHOBICITY; MOLECULAR DYNAMICS; PHOTOLYSIS; PROTEINS; RATE CONSTANTS; VISCOSITY;

AMPHITRITE ORNATA; DEHALOPEROXIDASE (DHP); DISTAL POCKET; GEMINATE; SINGULAR VALUE DECOMPOSITION (SVD);

NITROGEN OXIDES;

EID: 33746914354     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp056790m     Document Type: Article

References (95)

1. Shreve, A. P.; Franzen, S.; Simpson, M. C.; Dyer, R. B. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7969.
2. Belyea, J.; Gilvey, L. B.; Davis, M. F.; Godek, M.; Sit, T. L.; Lommel, S. A.; Franzen, S. Biochemistry 2005 44, 15637.
3. Franzen, S.; Dyer, R. B.; Woodruff, W. H.; Roach, M. R.; Chen, Y. P.; Dawson, J. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4658.
4. Lebioda, L.; LaCount, M. W.; Zhang, E.; Chen, Y. P.; Han, K.; Whitton, M. M.; Lincoln, D. E.; Woodin, S. A. Nature 1999, 401, 445.
5. LaCount, M. W.; Zhang, E. L.; Chen, Y. P.; Han, K. P.; Whitton, M. M.; Lincoln, D. E.; Woodin, S. A.; Lebioda, L. J. Biol. Chem. 2000, 275, 18712.
6. Akiyama, K.; Fukuda, M.; Koboyashi, N.; Matsuoka, A.; Shikama, K. Biochim. Biophys. Acta-Prot. Struct. Mol. Enzymol. 1994, 1208, 306.
7. Yang, F.; Phillips, G. N., Jr. J. Mol. Biol. 1996, 256, 762.
8. Morikis, D.; Champion, P. M.; Springer, B. A.; Sugar, S. G. Biochemistry 1989, 28, 4791.
9. Tian, W. D.; Sage, J. T.; Champion, P. M. J. Mol. Biol. 1993, 233, 155.
10. Mourant, J. R.; Braunstein, D. P.; Chu, K.; Frauenfelder, H.; Nienhaus, G. U.; Ormos, P.; Young, R. D. Biophys. J. 1993, 65, 1496.
11. Schlichting, I.; Berendzen, J.; Phillips, G. N., Jr.; Sweet, R. M. Nature 1994, 371, 808.
12. Kachlova, G. S.; Popov, A. N.; Bartunik, H. D. Science 1999, 284, 473.
13. Pilet, E.; Nitschke, W.; Rappaport, F.; Soulimane, T.; Lambry, J.-C.; Liebl, U.; Vos, M. H. Biochemistry 2004, 43, 14118.
14. Négrerie, M.; Berka, V.; Vos, M. H.; Liebl, U.; Lambry, J.-C.; Tsai, A.-L.; Martin, J.-L. J. Biol Chem. 1999, 274, 24694.
15. Négrerie, M.; Bouzhir-Sima, L.; Martin, J.-L.; Liebl, U. J. Biol. Chem. 2001, 276, 46815.
16. Smerdon, S. J.; Krzywda, S.; Brzozowski, A. M.; Davies, G. J.; Wilkinson, A. J.; Brancaccio, A.; Cutruzzola, F.; Allocatelli, C. T.; Brunori, M.; Li, T.; et al. Biochemistry 1995, 34, 8715.
17. Findsen, E. W.; Ondrias, M. R. Photochem. Photobiol. 1990, 51, 741.
18. Springer, B. A.; Sligar, S. G.; Olson, J. S.; Phillips, G. N. Chem. Rev. 1994, 94, 699.
19. Ansari, A.; Berendzen, J.; Braunstein, D.; Cowen, B. R.; Frauenfelder, H.; Hong, M. K.; Iben, I. E. T.; Johnson, J. B.; Ormos, P.; Sauke, T. B.; Scholl, R.; Schulte, A.; Steinbach, P. J.; Vittitow, J.; Young, R. D. Biophys. Chem. 1987, 26, 337.
20. Henry, E. R.; Sommer, J. H.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. J. Mol. Biol. 1983, 166, 443.
21. Franzen, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13271.
22. Olson, J. S.; Phillips, G. N., Jr. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 544.
23. Franzen, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 16754.
24. Carver, T. E.; Brantley, R. E., Jr.; Singleton, E. W.; Arduini, R. M.; Quillin, M. L.; Phillips, G. N., Jr.; Olson, J. S. J. Biol. Chem. 1992, 267, 14443.
25. Ye, X.; Demidov, A.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5914.
26. Petrich, J. W.; Martin, J.-L.; Houde, D.; Poyart, C.; Orszag, A. Biochemistry 1987, 26, 7914.
27. Petrich, J. W.; Lambry, J. C.; Balasubramanian, S.; Lambright, D. G.; Boxer, S. G.; Martin, J. L. J. Mol. Biol. 1994, 238, 437.
28. Walda, K. N.; Liu, X. Y.; Sharma, V. S.; Magde, D. Biochemistry 1994, 33, 2198.
29. Gibson, Q. H.; Regan, R.; Elber, R.; Olson, J. S.; Carver, T. E. J. Biol. Chem. 1992, 267, 22022.
30. Ionascu, D.; Gruia, F.; Ye, X.; Yu, A. C.; Rosca, F.; Beck, C.; Demidov, A.; Olson, J. S.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16921.
31. Miller, L. M.; Pedraza, A. J.; Chance, M. R. Biochemistry 1997, 36, 12199.
32. Kim, S.; Jin, G.; Lim, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20366.
33. Petrich, J. W.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1988, 27, 4049.
34. Dantsker, D.; Roche, C.; Samuni, U.; Blouin, G.; Olson, J. S.; Friedman, J. M. J. Biol. Chem. 2005, 280, 38740.
35. Schotte, F.; Lim, M. H.; Jackson, T. A.; Smirnov, A. V.; Soman, J.; Olson, J. S.; Phillips, G. N.; Wulff, M.; Anfinrud, P. A. Science 2003, 300, 1944.
36. Li, T. S.; Quillin, M. L.; Phillips, G. N.; Olson, J. S. Biochemistry 1994, 33, 1433.
37. Miner, C. S.; Dalton, N. N. Glycerol; Reinhold Publishing: New York, 1953.
38. Sastry, G. M.; Agmon, N. Biochemistry 1997, 36, 7097.
39. Martin, J.-L.; Vos, M. H. Methods Enzymol. 1994, 232, 416.
40. MacFarlane, A. W., IV; Stanley, R. J. Biochemistry 2001, 40, 15203.
41. Lambright, D. G.; Balasubramanian, S.; Boxer, S. G. Chem. Phys. 1991, 158, 249.
42. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8554.
43. Lee, C. L.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
44. Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92, 508.
45. Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756.
46. Mermin, D. Phys. Rev. A 1965, 137, 1441.
47. Wood, P. M. Biochim. Biophys. Acta 1984, 768, 293.
48. Cornelius, P. A.; Hochstrasser, R. M.; Steele, A. W. J. Mol. Biol. 1983, 163, 119.
49. Kholodenko, Y.; Volk, M.; Gooding, E.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 2000, 259, 71.
50. Franzen, S.; Kiger, L.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biophys. J. 2001, 80, 2372.
51. Chang, H. C.; Jiang, J. C.; Chuang, C. W.; Lin, S. H. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 205.
52. Corey, E. J.; Lee, T. W. Chem. Commun. 2001, 1321.
53. Legon, A. C.; Lister, D. G.; Warner, H. E. Angew. Chem., Int. Ed. 1992, 31, 202.
54. Nienhaus, K.; Olson, J. S.; Franzen, S.; Nienhaus, G. U. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 40.
55. Zhang, E.; Chen, Y. P.; Roach, M. P.; Lincoln, D. E.; et al. Acta Crystallogr., D 1996, 52, 1191.
56. Carlson, M. L.; Regan, R.; Elber, R.; Li, H.; Phillips, G. N.; Olson, J. S.; Gibson, Q. H. Biochemistry 1994, 33, 10597.
57. Rosca, F.; Kumar, A. T. N.; Ye, X.; Sjodin, T.; Demidov, A. A.; Champion, P. M. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4280.
58. Zhu, L. Y.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Science 1994, 266, 629.
59. Kholodenko, Y.; Gooding, E. A.; Dou, Y.; Ikeda-Saito, M.; Hochstrasser, R. M. Biochemistry 1999, 38, 5918.
60. Liebl, U.; Bouzhir-Sima, L.; Negrerie, M.; Martin, J. L.; Vos, M. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12771.
61. Slama-Schwok, A.; Negrerie, M.; Berka, V.; Lambry, J. C.; Tsai, A. L.; Vos, M. H.; Martin, J. L. J. Biol. Chem. 2002, 277, 7581.
62. Chowdhury, P. K.; Kundu, S.; Halder, M.; Das, K.; Hargrove, M. S.; Petrich, J. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9122.
63. Vos, M. H.; Lipowski, G.; Lambry, J. C.; Martin, J. L.; Liebl, U. Biochemistry 2001, 40, 7806.
64. Gautier, C.; Negrerie, M.; Wang, Z. Q.; Lambry, J. C.; Stuehr, D. J.; Collin, F.; Martin, J. L.; Slama-Schwok, A. J. Biol. Chem. 2004, 279, 12000.
65. Ye, X.; Yu, A. C.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1444.
66. Liebl, U.; Bouzhir-Sima, L.; Négrerie, M.; Martin, J.-L.; Vos, M. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12771.
67. Liebl, U.; Bouzhir-Sima, L.; Kiger, L.; Marden, M. C.; Lambry, J.-C; Négrerie, M.; Vos, M. H. Biochemistry 2003, 42, 6527.
68. Ansari, A.; Jones, C. M.; Henry, E. R.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Science 1992, 256, 1796.
69. Ansari, A.; Jones, C. M.; Henry, E. R.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Biochemistry 1994, 33, 5128.
70. Franzen, S.; Boxer, S. G. J. Biol. Chem. 1997, 272, 9655.
71. Srajer, V.; Reinisch, L.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6656.
72. Chavez, M. D.; Courtney, S. H.; Chance, M. R.; Kuila, D.; Nocek, J.; Hoffman, B. M.; Friedman, J. M.; Ondrias, M. R. Biochemistry 1990, 29, 4844.
73. Steinbach, P. J.; Ansari, A.; Berendzen, J.; Braunstein, D.; Chu, K.; Cowen, B. R.; Ehrenstein, D.; Frauenfelder, H.; Johnson, J. B.; Lamb, D. C.; Luck, S.; Mourant, J. R.; Nienhaus, G. U.; Ormos, P.; Philipp, R.; Xie, A.; Young, R. D. Biochemistry 1991, 30, 3988.
74. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4355.
75. Srajer, V.; Teng, T. Y.; Ursby, T.; Pradervand, C.; Ren, Z.; Adachi, S.; Schildkamp, W.; Bourgeois, D.; Wulff, M.; Moffat, K. Science 1996, 274, 1726.
76. Lim, M. H.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 209.
77. Srajer, V.; Champion, P. M. Biochemistry 1991, 30, 7390.
78. Teng, T.-Y.; Srajer, V.; Moffat, K. Nat. Struct. Biol. 1994, 1, 701.
79. Engler, N.; Ostermann, A.; Gassmann, A.; Lamb, D. C.; Prusakov, V. E.; Schott, J.; Schweitzer-Stenner, R.; Parak, F. G. Biophys. J. 2000, 78, 2081.
80. Chu, K.; Vojtchovsky, J.; McMahon, B. H.; Sweet, R. M.; Berendzen, J.; Schlichting, I. Nature 2000, 403, 921.
81. Brunori, M.; Vallone, B.; Cutruzzola, F.; Travaglini-Allocatelli, C.; Berendzen, J.; Chu, K.; Sweet, R. M.; Schlichting, I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 2058.
82. Hummer, G.; Schotte, F.; Anfinrud, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 15330.
83. Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T. Y.; Schmidt, M.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Pradervand, C.; Schildkamp, W.; Wulff, M.; Moffat, K. Biochemistry 2001, 40, 13802.
84. Nienhaus, K.; Deng, P.; Belyea, J.; Franzen, S.; Nienhaus, G. U. Biochemistry, in press.
85. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5801.
86. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Science 1995, 269, 962.
87. Jackson, T. A.; Lim, M.; Anfinrud, P. A. Chem. Phys. 1994, 180, 131.
88. Franzen, S.; Morre, L. J.; Woodruff, W. H.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 3070.
89. Franzen, S.; Wallace-Williams, S. E.; Shreve, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7146.
90. Poulos, T. L.; Kraut, J. J. Biol. Chem. 1980, 255, 575.
91. Gajhede, M.; Schuller, D. J.; Henriksen, A.; Smith, A. T.; Poulos, T. L. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 1032.
92. Goodin, D. B.; McRee, D. E. Biochemistry 1993, 32, 3313.
93. Spiro, T. G.; Smulevich, G.; Su, C. Biochemistry 1990, 29, 4497.
94. Franzen, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12578.
95. Vojtechovsky, J.; Chu, K.; Berendzen, J.; Sweet, R. M.; Schlichting, I. Biophys. J. 1999, 77, 2153.