Determining the orientation of uniaxially rotating membrane proteins using unoriented samples: A 2H, 13C, and 15N solid-state NMR investigation of the dynamics and orientation of a transmembrane helical bundle

Journal of the American Chemical Society

Volumn 129, Issue 17, 2007, Pages 5719-5729

  Cady, Sarah D ^a   Goodman, Catherine ^b   Tatko, Chad D ^b   DeGrado, William F ^b   Hong, Mei ^a  

^a IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYTOPLASMIC RESIDUES; TRANSMEMBRANES; UNIAXIAL ROTATION;

ASSEMBLY; CHEMICAL BONDS; CRYSTAL ORIENTATION; HYDROPHOBICITY; MOLECULAR ORIENTATION; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY;

PROTEINS;

M2 TRANSMEMBRANE PETIDE; MEMBRANE PROTEIN; UNCLASSIFIED DRUG; VIRUS PROTEIN;

ANISOTROPY; ARTICLE; BILAYER MEMBRANE; CARBON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; CELL MEMBRANE; CONTROLLED STUDY; CYTOPLASM; DEUTERON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; DIFFUSION; INFLUENZA VIRUS A; MAGNETIC FIELD; NITROGEN NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NONHUMAN; ORIENTATION; POWDER; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN DOMAIN; PROTEIN STRUCTURE; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; PROTON TRANSPORT; ROTATION; SOLID STATE; SPECTRUM;

ALGORITHMS; ANISOTROPY; CYTOPLASM; ELECTROMAGNETIC FIELDS; LIPID BILAYERS; LIPIDS; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MEMBRANE PROTEINS; MEMBRANES, ARTIFICIAL; MODELS, MOLECULAR; PEPTIDES; PHOSPHATIDYLCHOLINES; TEMPERATURE;

EID: 34247847729     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja070305e     Document Type: Article

References (53)

1. Opella, S. J.; Marassi, F. M. Chem. Rev. 2004, 104, 3587-3606.
2. Hong, M. Structure 2006, 14, 1731-1740.
3. Buffy, J. J.; McCormick, M. J.; Wi, S.; Waring, A.; Lehrer, R. I.; Hong, M. Biochemistry 2004, 43, 9800-9812.
4. Hallock, K. J.; Lee, D. K.; Ramamoorthy, A. Biophys. J. 2003, 84 (5), 3052-3060.
5. Lamh, R. A.; Holsinger, K. J.; Pinto, L. H. Cellular Receptors of Animal Viruses; Wemmer, E., Ed.; Cold Spring Harbor Lab Press: Plainview, NY, 1994; pp 303-321.
6. Pinto, L. H.; Lamb, R. A. J. Biol. Chem. 2006, 281 (14), 8997-9000.
7. Pinto, L. H.; Holsinger, L. J.; Lamb, R. A. Cell 1992, 69 (3), 517-528.
8. Tang, Y.; Zaitseva, F.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. J. Biol. Chem. 2002, 277 (42), 39880-39886.
9. DeGrado, W. F.; Gratkowski, H.; Lear, J. D. Protein Sci. 2003, 12, 647-665.
10. Howard, K. P.; Lear, J. D.; DeGrado, W. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99 (13), 8568-8572.
11. Wang, J.; Kim, S.; Kovacs, F.; Cross, T. A. Protein Sci. 2001, 10 (11), 2241-2250.
12. Nishimura, K.; Kim, S.; Zhang, L.; Cross, T. A. Biochemistry 2002, 41 (44), 13170-13177.
13. Duff, K. C.; Gilchrist, P. J.; Saxena, A. M.; Bradshaw, J. P. Virology 1994, 202 (1), 287-293.
14. Wu, Y.; Voth, G. A. Biophys. J. 2005, 89, 2402-2411.
15. Fischer, W. B.; Sansom, M. S. Biochim. Biophys. Acta. 2002, 1561, 27-45.
16. Zhong, Q.; Husslein, T.; Moore, P. B.; Newns, D. M.; Pattnaik, P.; Klein, M. L. FEBS Lett. 1998, 434, 265-271.
17. Zhong, Q.; Newns, D. M.; Pattnaik, P.; Lear, J. D.; Klein, M. L. FEBS Lett. 2000, 473, 195-198.
18. Luo, W.; Hong, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7242-7451.
19. Kovacs, F. A.; Cross, T. A. Biophys. J. 1997, 73, 2511-2517.
20. Duong-Ly, K. C.; Nanda, V.; Degrado, W. F.; Howard, K. P. Protein Sci. 2005, 14, 856-861.
21. Kochendoerfer, G. G.; Salom, D.; Lear, J. D.; Wilk-Orescan, R.; Kent, S. B.; DeGrado, W. F. Biochemistry 1999, 38, 11905-11913.
22. Tian, C.; Tobler, K.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H.; Cross, T. A. Biochemistry 2002, 41, 11294-11300.
23. Carpino, L. A.; Han, G. Y. J. Org. Chem. 1972, 37 (22), 3404-3409.
24. Ito, T.; Gorman, O. T.; Kawaoka, Y.; Bean, W. J.; Webster, R. G. J. Virol. 1991, 65 (10), 5491-5498.
25. Wang, C.; Takeuchi, K.; Pinto, L. H.; Lamb, R. A. J. Virol. 1993, 67 (9), 5585-5594.
26. Traikia, M.; Warschawski, D. E.; Recouvreur, M.; Cartaud, J.; Devaux, P. F. Eur. Biophys. J. 2000, 29 (3), 184-195.
27. Pace, C. N.; Vajdos, F.; Fee, L.; Grimsley, G.; Gray, T. Protein Sci. 1995, 4 (11), 2411-2423.
28. Smith, P. K.; Krohn, R. I.; Hermanson, G. T.; Mallia, A. K.; Gartner, F. H.; Provenzano, M. D.; Fujimoto, E. K.; Goeke, N. M.; Olson, B. J.; Klenk, D. C. Anal. Biochem. 1985, 150, 76-85.
29. Luo, W.; Mani, R.; Hong, M. Biochemistry 2007. Manuscript submitted.
30. Munowitz, M. G.; Griffin, R. G.; Bodenhausen, G.; Huang, T. H. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2529-2533.
31. Hong, M.; Gross, J. D.; Rienstra, C. M.; Griffin, R. G.; Kumashiro, K. K.; Schmidt-Rohr, K. J. Magn. Reson. 1997, 129, 85-92.
32. Huster, D.; Yamaguchi, S.; Hong, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11320-11327.
33. Liu, S. F.; Mao, J. D.; Schmidt-Rohr, K. J. Magn. Reson. 2002, 155 (1), 15-28.
34. Hong, M.; Doherty, T. Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 296-300.
35. Saffman, P. G.; Delbruck, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72 (8), 3111-3113.
36. Aisenbrey, C.; Bechinger, B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (50), 16676-16683.
37. Song, Z.; Kovacs, F. A.; Wang, J.; Denny, J. K.; Shekar, S. C.; Quine, J. R.; Cross, T. A. Biophys. J. 2000, 79, 767-775.
38. Palmer, A. G.; Williams, J.; McDermott, A. J. Phys. Chem. 1999, 100, 13293-13310.
39. Strandberg, E.; Wadhwani, P.; Tremouilhac, P.; Durr, U. H.; Ulrich A. S. Biophys. J. 2006, 90 (5), 1676-1686.
40. Rothwell, W. P.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1981, 74, 2721-2732.
41. Tycko, R.; Dabbagh, G.; Mirau, P. A. J. Magn. Reson. 1989, 85, 265-274.
42. Sun, H.; Sanders, L. K.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5486-5495.
43. Marassi, F. M.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2000, 144, 150-155.
44. 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.
45. Park, S. H.; Mrse, A. A.; Nevzorov, A. A.; De Angelis, A. A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2006, 178, 162-165.
46. Munowitz, M.; Aue, W. P.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1982, 77, 1686-1689.
47. vanRossum, B. J.; deGroot, C. P.; Ladizhansky, V.; Vega, S.; deGroot, H. J. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3465-3472.
48. Yamaguchi, S.; Huster, D.; Waring, A.; Lehrer, R. I.; Tack, B. F.; Kearney, W.; Hong, M. Biophys. J. 2001, 81, 2203-2214.
49. Wylie, B. J.; Franks, W. T.; Rienstra, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10926-10936.
50. Mesleh, M. F.; Lee, S.; Veglia, G.; Thiriot, D. S.; Marassi, F. M.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8928-8935.
51. Pinto, L. H.; Dieckmann, G. R.; Gandhi, C. S.; Papworth, C. G.; Braman, J.; Shaughnessy, M. A.; Lear, J. D.; Lamb, R. A.; DeGrado, W. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11301-11306.
52. Wang, C.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. Biophys. J. 1995, 69, 1363-1371.
53. Stouffer, A. L.; Nanda, V.; Lear, J. D.; DeGrado, W. F. J. Mol. Biol. 2005, 347, 169-179.