Structure determination of a membrane protein with two trans-membrane helices in aligned phospholipid bicelles by solid-state NMR spectroscopy

Journal of the American Chemical Society

Volumn 128, Issue 37, 2006, Pages 12256-12267

  De Angelis, Anna A ^a   Howell, Stanley C ^a   Nevzorov, Alexander A ^a   Opella, Stanley J ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CELL MEMBRANES; CONFORMATIONS; MERCURY (METAL); MOLECULAR STRUCTURE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PHOSPHOLIPIDS; RESONANCE; TRANSPORT PROPERTIES;

CHEMICAL SHIFT; COUPLING FREQUENCIES; MEMBRANE PROTEINS; PHOSPHOLIPID BILAYERS;

PROTEINS;

MEMBRANE PROTEIN; PHOSPHOLIPID; PROTEIN MERFT; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CARBON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NITROGEN NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PHOSPHOLIPID BILAYER; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN LIPID INTERACTION; PROTEIN STRUCTURE; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; SOLID STATE; STRUCTURE ANALYSIS;

AMINO ACID SEQUENCE; LIPID BILAYERS; MEMBRANE PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR SEQUENCE DATA; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PHOSPHOLIPIDS; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY;

EID: 33748775215     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja063640w     Document Type: Article

References (71)

1. Raman, P.; Cherezov, V.; Caffrey, M. Cell Mol. Life Sci. 2006, 63, 36-51.
2. Rosenbusch, J. P. J. Struct. Biol. 2001, 136, 144-157.
3. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235-242.
4. Ketchem, R. R.; Hu, W.; Cross, T. A. Science 1993, 261, 1457-1460.
5. Opella, S. J.; Marassi, F. M.; Gessel, J. J.; Valente, A. P.; Kim, Y.; Oblatt-Montal, M.; Montal, M. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 374-379.
6. Wang, J.; Kim, S.; Kovacs, F.; Cross, T. A. Protein Sci. 2001, 10, 2241-2250.
7. Marassi, F. M.; Opella, S. J. Protein Sci. 2003, 12, 403-411.
8. Park, S. H.; Mrse, A. A.; Nevzorov, A. A.; Mesleh, M. F.; Oblatt-Montal, M.; Montal, M.; Opella, S. J. J. Mol. Biol. 2001, 333, 409-424.
9. Pake, G. E. J. Chem. Phys. 1948, 16, 327-336.
10. Waugh, J. S.; Huber, L. M.; Haeberlen, U. Phys. Rev. Lett. 1968, 20, 180-182.
11. Pines, A.; Gibby, M. G.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1973, 59, 569-590.
12. Opella, S. J.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4919-4924.
13. Waugh, J. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 1394-1397.
14. Oldfield, E.; Rothgeb, T. M. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3635-3637.
15. Cross, T. A.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 306-308.
16. Zeri, A. C.; Mesleh, M. F.; Nevzorov, A. A.; Opella, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 6458-6463.
17. Nicholson, L. K.; Moll, F.; Mixon, T. E.; LoGrasso, P. V.; Lay, J. C.; Cross, T. A. Biochemistry 1987, 26, 6621-6626.
18. Losonczi, J. A.; Tian, F.; Prestegard, J. H. Biochemistry 2000, 39, 3804-3816.
19. De Angelis, A. A.; Nevzorov, A. A.; Park, S. H.; Howell, S. C.; Mrse, A. A.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15340-15341.
20. Eilers, M.; Ying, W.; Reeves, P. J.; Khorana, H. G.; Smith, S. O. Methods Enzymol. 2002, 343, 212-222.
21. Rosay, M.; Lansing, J. C.; Haddad, K. C.; Bachovchin, W. W.; Herzfeld, J.; Temkin, R. J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13626-13627.
22. Andronesi, O. C.; Becker, S.; Seidel, K.; Heise, H.; Young, H. S.; Baldus, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12965-12974.
23. Sharpe, S.; Yau, W. M.; Tycko, R. Biochemistry 2006, 45, 918-933.
24. Yamamoto, K.; Tuzi, S.; Saito, H.; Kawamura, I.; Naito, A. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1758, 181-189.
25. Barkay, T.; Miller, S. M.; Summers, A. O. FEMS Microbiol. Rev. 2003, 27, 355-384.
26. Wilson, J. R.; Leang, C.; Morby, A. P.; Hobman, J. L.; Brown, N. L. FEBS Lett. 2000, 472, 78-82.
27. Opella, S. J.; DeSilva, T. M.; Veglia, G. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 217-223.
28. DeSilva, T. M.; Veglia, G.; Porcelli, F.; Prantner, A. M.; Opella, S. J. Biopolymers 2002, 64, 189-197.
29. Howell, S. C.; Mesleh, M. F.; Opella, S. J. Biochemistry 2005, 44, 5196-5206.
30. Steele, R. A.; Opella, S. J. Biochemistry 1997, 36, 6885-6895.
31. Sanders, C. R.; Hare, B. J.; Howard, K. P.; Prestegard, J. H. Prog. NMR Spectrosc. 1994, 26, 421-444.
32. Gaemers, S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12343-12352.
33. Harroun, T. A.; Koslowsky, M.; Nieh, M. P.; de Lannoy, C. F.; Raghunathan, V. A.; Katsaras, J. Langmuir 2005, 21, 5356-5361.
34. De Angelis, A. A.; Jones, D. H.; Grant, C. V.; Park, S. H.; Mesleh, M. F.; Opella, S. J. Methods Enzymol. 2005, 394, 350-382.
35. Wu, C. H.; Ramamoorthy, A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. A 1994, A109, 270-272.
36. Nevzorov, A. A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2003, 164, 182-186.
37. Levitt, M. H.; Suter, D.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4243-4255.
38. Fung, B. M.; Khitrin, A. K.; Ermolaev, K. J. Magn. Reson. 2000, 142, 97-101.
39. Delaglio, F.; Grzesiek, S.; Vuister, G. W.; Zhu, G.; Pfeifer, J.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1995, 6, 277-293.
40. Goddard, T. D.; Kneller, D. G. SPARKY 3; University of California, San Francisco.
41. Wishart, D. S.; Bigam, C. G.; Yiao, J.; Abilgaard, F.; Dyson, H. J.; Oldfield, E.; Markley, J.; Sykes, B. J. Biomol. NMR 1995, 6, 135-140.
42. Prosser, R. S.; Hwang, J. S.; Vold, R. R. Biophys. J. 1998, 74, 2405-2418.
43. Chekmenev, E. Y.; Hu, J.; Gor'kov, P. L.; Brey, W. W.; Cross, T. A.; Ruuge, A.; Smirnov, A. I. J. Magn. Reson. 2005, 173, 322-327.
44. Nevzorov, A. A.; De Angelis, A. A.; Park, S. H.; Opella, S. J. In NMR Spectroscopy of Biological Solids; Ramamoorthy, A., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2005; pp 177-190.
45. Park, S. H.; Mrse, A. A.; Nevzorov, A. A.; De Angelis, A. A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2005, 178, 162-165.
46. Prosser, R. S.; Hunt, S. A.; Di Natale, J. A.; Void, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 269-270.
47. Opella, S. J.; Stewart, P. L. Methods Enzymol. 1989, 176, 242-275.
48. Bak, M.; Schultz, R.; Vosegaard, T.; Nielsen, N. C. J. Magn. Reson. 2002, 154, 28-45.
49. Marassi, F. M. Biophys. J. 2001, 80, 994-1003.
50. Marassi, F. M.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2000, 144, 150-155.
51. Wang, J.; Denny, J.; Tian, C.; Kim, S.; Mo, Y.; Kovacs, F.; Song, Z.; Nishimura, K.; Gan, Z.; Fu, R.; Quine, J. R.; Cross, T. A. J. Magn. Reson. 2000, 144, 162-167.
52. Mesleh, M. F.; Veglia, G.; DeSilva, T. M.; Marassi, F. M.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4206-4207.
53. Mesleh, M. F.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2003, 163, 288-299.
54. Mesleh, M. F.; Lee, S.; Veglia, G.; Thiriot, D. S.; Marassi, F. M.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8928-8935.
55. Cross, T. A.; Opella, S. J. J. Mol. Biol. 1985, 182, 367-381.
56. Nevzorov, A. A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2003, 160, 33-39.
57. Nevzorov, A. A., Opella, S. J., Webb, G. A., Eds. Modern Magnetic Resonance Part III; Springer: Berlin, 2006; pp 1-10.
58. Lovell, S. C.; Davis, I. W.; Arendall, W. B., III; de Bakker, P. I. W.; Word, J. M.; Prisant, M. G.; Richardson, J. S.; Richardson, D. C. Proteins 2003, 50, 437-450.
59. Thiriot, D. S.; Nevzorov, A. A.; Zagyanskiy, L.; Wu, C. H.; Opella, S. J. J. Mol. Biol. 2004, 341, 869-879.
60. Hildebrand, P. W.; Preisssner, R.; Frömmel, C. FEBS Lett. 2004, 559, 145-151.
61. Waddell, K. W.; Checkmenev, E. Y.; Wittebort, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9030-9035.
62. Park, S. H.; Opella, S. J. J. Mol. Biol. 2005, 350, 310-318.
63. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H. T.; Cartailler, J. P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899-911.
64. Kolbe, M.; Besir, H.; Essen, L. O.; Oesterhelt, D. Science 2000, 288, 1390-1396.
65. Katona, G.; Andreasson, U.; Landau, E. M.; Andreasson, L.-E.; Neutze, R. J. Mol. Biol. 2003, 331, 681-692.
66. Zhou, Y.; Morais-Cabral, J. H.; Kaufman, A.; MacKinnon, R. Nature 2001, 414, 43-48.
67. Toyoshima, C.; Nakasako, M.; Nomura, H.; Ogawa, H. Nature 2000, 405, 647-655.
68. Reddy, B. V. B.; Blundell, T. L. J. Mol. Biol. 1993, 233, 464-479.
69. Bowie, J. U. J. Mol. Biol. 1997, 272, 780-789.
70. Park, S. H.; Prytulla, S.; De Angelis, A. A.; Brown, J. M.; Kiefer, H.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7402-7403.
71. Gasteiger, E.; Gattiker, A.; Hoogland, C.; Ivanyi, I.; Appel, R. D.; Bairoch, A. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 3784-3788.