Engineering copper sites in proteins: Loops confer native structures and properties to chimeric cupredoxins

Journal of the American Chemical Society

Volumn 129, Issue 3, 2007, Pages 709-718

  Li, Chan ^a   Banfield, Mark J ^a   Dennison, Christopher ^a  

^a NEWCASTLE UNIVERSITY   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CUPREDOXINS; PROTEIN DIPOLES; PROTONATION; REDUCTION POTENTIAL;

CONFORMATIONS; COPPER; DISSOCIATION; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; REACTION KINETICS;

PROTEINS;

COPPER; COPPER PROTEIN; CUPREDOXIN DERIVATIVE; PROTEIN DERIVATIVE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CHIMERA; ELECTRON TRANSPORT; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN ENGINEERING; PROTEIN STRUCTURE; PROTON TRANSPORT; STRUCTURE ANALYSIS;

AZURIN; BINDING SITES; COPPER; CYSTEINE; ELECTRON TRANSPORT; HISTIDINE; IMMUNOTOXINS; LIGANDS; METHIONINE; PLASTOCYANIN; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; PROTONS; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET;

EID: 33846418760     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0661562     Document Type: Article

References (61)

1. Adman, E. T. Adv. Protein Chem. 1991, 42, 144-197.
2. Dennison, C. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 3025-3054.
3. Dennison, C. Dalton Trans. 2005, 3436-3442.
4. Nar, H.; Messerschmidt, A.; Huber, R.; van de Kamp, M.; Canters, G. W. J. Mol. Biol. 1991, 221, 765-772.
5. Crane, B. R.; Di Bilio, A. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11623-11631.
6. Xhu, Y.; Ökvist, M.; Hansson, Ö.; Young, S. Protein Sci. 1998, 7, 2099-2105.
7. Guss, J. M.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1983, 169, 521-563.
8. Cunane, L. M.; Chen, Z. W.; Durley, R. C. E.; Mathews, F. S. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 1996, 52, 676-686.
9. Li, C.; Yanagisawa, S.; Martins, B. M.; Messerschmidt, A.; Banfield, M. J.; Dennison, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 7258-7263.
10. Baker, E. N. J. Mol. Biol. 1988, 203, 1071-1095.
11. Romero, A.; Nar, H.; Huber, R.; Messerschmidt, A.; Kalverda, A. P.; Canters, G. W.; Durley, R.; Mathews, F. S. J. Mol. Biol. 1994, 236, 1196-1211.
12. Gray, H. B.; Malmström, B. G.; Williams, R. J. P. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 551-559.
13. Dennison, C.; Vijgenboom, E.; Hagen, W. R.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7406-7407.
14. Buning, C.; Canters, G. W.; Comba, P.; Dennison, C.; Jeuken, L.; Melter, M.; Sanders-Loehr, J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 204-211.
15. Remenyi, R.; Jeuken, L. J. C.; Comba, P.; Canters, G. W. J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 23-26.
16. Yanagisawa, S.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4974-4975.
17. Yanagisawa, S.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15711-15719.
18. Nar, H.; Huber, R.; Messerschmidt, A.; Filippou, A. C.; Barth, M.; Jaquinod, M.; van de Kamp, M.; Canters, G. W. Eur. J. Biochem. 1992, 205, 1123-1129.
19. Sato, K.; Kohzuma, T.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2101-2112.
20. Dennison, C.; Lawler, A. T. P.; Kohzuma, T. Biochemistry 2002, 41, 552-560.
21. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Canters, G. W.; de Waal, E.; Leonardi, A.; Renieri, A.; Sola, M. Biochemistry 2002, 41, 14293-14298.
22. Collaborative Computational Project, Number 4. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 1994, 50, 760-763.
23. Emsley, P.; Cowtan, K. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2004, 60, 2126-2132.
24. Kleywegt, G. J.; Zou, J. Y.; Kjeldgaard, M.; Jones, T. A. In International Tables for Crystallography: Crystallography of Biological Macromolecules; Rossmann, M. G., Arnold, E., Eds.; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, The Netherlands. 2001; pp 353-356, 366-367.
25. Jones, S.; Thornton, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 13-20.
26. Tsodikov, O. V.; Record, M. T.; Sergeev, Y. V. J. Comput. Chem. 2002, 23, 600-609,
27. van Amsterdam, I. M. C.; Ubbink, M.; van den Bosch, M.; Rotsaert, F.; Sanders-Loehr, J.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 2002, 277, 44121-44130.
28. Jeuken, L. J. C.; van Vliet, P.; Verbeet, M. P.; Camba, R.; McEvoy, J. P.; Armstrong, F. A.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12186-12194.
29. Lommen, A.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1990, 265, 2768-2774.
30. Groeneveld, C. M.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1985, 153, 559-564.
31. Guss, J. M.; Harrowell, P. R.; Murata, M.; Morris, V. A.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1986, 192, 361-387.
32. Jeuken, L. J. C.; Wisson, L. J.; Armstrong, F. A. Inorg. Chim. Acta 2002, 331, 216-223.
33. Bertini, I.; Ciurli, S.; Dikiy, A.; Gasanov, R.; Luchinat, C.; Martini, G.; Safarov, N. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2037-2046.
34. Bertini, I.; Fernández, C. O.; Karlsson, B. G.; Leckner, J.; Luchinat, C.; Malmström, B. G.; Nersissian, A. M.; Pierattelli, R.; Shipp, E.; Valentine, J. S.; Vila, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3701-3707.
35. van de Kamp, M.; Canters, G. W.; Wijmenga, S. S.; Lommen, A.; Hilbers, C. W.; Nar, H.; Messerschmidt. A.; Huber, R. Biochemistry 1992, 31, 10195-10207.
36. Yanagisawa, S.; Banfield, M. J.; Dennison, C. Biochemistry 2006, 45, 8812-8822.
37. Guss, J. M.; Merritt, E. A.; Phizackerely, R. P.; Freeman, H. C. J. Mol. Biol. 1996, 262, 686-705.
38. Shepard, W. E. B.; Anderson, B. F.; Lewandoski, D. A.; Norris, G. E.; Baker, E. N. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7817-7819.
39. Vakoufari, E.; Wilson, K. S.; Petratos, K. FEBS Lett. 1994, 347, 203-206.
40. Zhu, Z.; Cunane, L. M.; Chen, Z.; Durley, R. C. E.; Mathews, F. S.; Davidson, V. L. Biochemistry 1998, 37, 17128-17136.
41. LaCroix, L. B.; Shadle, S. E.; Wang, Y.; Averill, B. A.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7755-7768.
42. Solomon, E. I.; Szilagyi, R. K.; DeBeer George, S.; Basumallick, L. Chem. Rev. 2004, 104, 419-458.
43. Hellinga, H. W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10055-10066.
44. Li, H.; Webb, S. P.; Ivanic, J.; Jensen, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8010-8019.
45. Inoue, T.; Nishio, N.; Suzuki, S.; Kataoka, K.; Kohzuma, T.; Kai, Y. J. Biol. Chem. 1999, 274, 17845-17852.
46. Walter, R. L.; Ealick, S. E.; Friedman, A. M.; Blake, R. C.; Proctor, P.; Shoham, M. J. Mol. Biol. 1996, 263, 730-751.
47. Antonyuk, S.; Strange, R. W.; Sawers, G.; Eady, R. R.; Hasnain, S. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 12041-12046.
48. Sato, K.; Dennison, C. Chem. Eur. J. 2006, 12, 6647-6659.
49. Jacobsen, F.; Guo, H.; Olesen, K.; Ökvist, M.; Neutze, R.; Sjölin, L. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2005, 61, 1190-1198.
50. Olsson, M. H. M.; Ryde, U. J. Biol. Inorg. Chew. 1999, 4, 654-663.
51. Olsson, M. H. M.; Hong, G.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5025-5039.
52. Battistuzzi, G.; Bellei, M.; Borsari, M.; Canters, G. W.; de Waal, E.; Jeuken, L. J. C.; Renieri, A.; Sola, M. Biochemistry 2003, 42, 9214-9220.
53. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Canters, G. W.; di Rocco, G.; de Waal, E.; Arendsen, Y.; Leonardi, A.; Renieri, A.; Sola, M. Biochemistry 2005, 44, 9944-9949.
54. Botuyan, M. V.; Toy-Palmer, A.; Chung, J.; Blake, R. C.; Beroza, P.; Case, D. A.; Dyson, H. J. J. Mol. Biol. 1996, 263, 752-767.
55. Di Bilio, A. J.; Hill, M. G.; Bonander, N.; Karlsson, B. G.; Villahermosa, R. M.; Malmström, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. G. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9921-9922.
56. van de Kamp, M.; Floris, R.; Hali, F. C.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 907-908.
57. van Amsterdam, I. M. C.; Ubbink, M.; Einsle, O.; Messerschmidt, A.; Merli, A.; Cavazzini, D.; Rossi, G. L.; Canters, G. W. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 48-52.
58. Freeman, H. C. In Coordination Chemistry-21: Laurent, J. L., Ed.; Pergamon Press: Oxford, 1981; pp 29-51.
59. Di Bilio, A. J.; Dennison, C.; Gray, H. B.; Ramirez, B. E.; Sykes, A. G.; Winkler, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7551-7556.
60. Zhu, Z.; Cunane, L. M.; Chen, Z. W.; Durley, R. C. E.; Mathews, F. S.; Davidson, V. L. Biochemistry 1998, 37, 17128-17136.
61. Buning, C.; Comba, P. Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 1267-1273.