Engineered chimeric enzymes as tools for drug discovery: Generating reliable bacterial screens for the detection, discovery, and assessment of estrogen receptor modulators

Journal of the American Chemical Society

Volumn 129, Issue 27, 2007, Pages 8443-8457

  Skretas, Georgios ^a,d   Meligova, Aggeliki K ^c   Villalonga Barber, Carolina ^c   Mitsiou, Dimitra J ^c   Alexis, Michael N ^c   Micha Screttas, Maria ^c   Steele, Barry R ^c   Screttas, Constantinos G ^c   Wood, David W ^a,b  

^a Princeton University   (United States)

^b PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

^c INSTITUTE OF BIOLOGY   (Greece)

^d The University of Texas at Austin   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ESTROGEN RECEPTOR MODULATORS; PROTEIN-BASED SENSORS; THYMIDYLATE SYNTHASE REPORTERS;

BINDING ENERGY; DRUG PRODUCTS; ESCHERICHIA COLI; GROWTH KINETICS; HORMONES; LIGANDS;

ENZYMES;

17ALPHA ESTRADIOL; 4,4' ISOPROPYLIDENEDIPHENOL; ANDROSTANEDIOL; ANDROSTERONE; BINDING PROTEIN; CELL NUCLEUS RECEPTOR; DIENESTROL; DIETHYLSTILBESTROL; EPIANDROSTERONE; ESTRADIOL; ESTROGEN DERIVATIVE; ESTRONE; HEXESTROL; HORMONE RECEPTOR; LIOTHYRONINE; NICOTINAMIDE ADENINE DINUCLEOTIDE; PRASTERONE; PROGESTERONE; SELECTIVE ESTROGEN RECEPTOR MODULATOR; TESTOSTERONE; THYMIDYLATE SYNTHASE;

ALLOSTERISM; ARTICLE; BACTERIAL GROWTH; CHIMERA; CONFORMATIONAL TRANSITION; CONTROLLED STUDY; DRUG BINDING SITE; DRUG SCREENING; ENZYME ENGINEERING; ESCHERICHIA COLI; HUMAN; HUMAN CELL; LIGAND BINDING; NONHUMAN; PROTEIN DOMAIN; PROTEIN ENGINEERING; QUANTUM YIELD; RELIABILITY; SENSOR; VALIDATION PROCESS;

DRUG DESIGN; ENZYMES; ESTROGEN RECEPTOR MODULATORS; PROTEIN ENGINEERING; RECOMBINANT FUSION PROTEINS; REPRODUCIBILITY OF RESULTS;

EID: 34447525386     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja067754j     Document Type: Article

References (58)

1. Guntas, G.; Mitchell, S. F.; Ostermeier, M. Chem. Biol. 2004, 11, 1483-7.
2. Guntas, G.; Mansell, T. J.; Kim, J. R.; Ostermeier, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 11224-9.
3. Baird, G. S.; Zacharias, D. A.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 11241-6.
4. Ohlstein, E. H.; Ruffolo, R. R., Jr.; Elliott, J. D. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2000, 40, 177-91.
5. Nettles, K. W.; Greene, G. L. Annu. Rev. Physiol. 2005, 67, 309-33.
6. Bourguet, W.; Germain, P.; Gronemeyer, H. Trends Pharmacol. Sci. 2000, 21, 381-8.
7. Hopkins, A. L.; Groom, C. R. Nat. Rev. Drug Discovery 2002, 1, 727-30.
8. Koehler, K. F.; Helguero, L. A.; Haldosen, L. A.; Warner, M.; Gustafsson, J. A. Endocr. Rev. 2005, 26, 465-78.
9. Barkhem, T.; Carlsson, B.; Nilsson, Y.; Enmark, E.; Gustafsson, J.; Nilsson, S. Mol. Pharmacol. 1998, 54, 105-12.
10. Dayan, G.; Lupien, M.; Auger, A.; Anghel, S. I.; Rocha, W.; Croisetiere, S.; Katzenellenbogen, J. A.; Mader, S. Mol. Pharmacol. 2006, 70, 579-88.
11. Wijayaratne, A. L.; Nagel, S. C.; Paige, L. A.; Christensen, D. J.; Norris, J. D.; Fowlkes, D. M.; McDonnell, D. P. Endocrinology 1999, 140, 5828-40.
12. Skretas, G.; Wood, D. W. J. Mol. Biol. 2005, 349, 464-74.
13. Derbyshire, V.; Wood, D. W.; Wu, W.; Dansereau, J. T.; Dalgaard, J. Z.; Belfort, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11466-71.
14. Skretas, G.; Wood, D. W. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 8995-7.
15. Belfort, M.; Pedersen-Lane, J. J. Bacteriol. 1984, 160, 371-8.
16. Kuiper, G. G.; Lemmen, J. G.; Carlsson, B.; Corton, J. C.; Safe, S. H.; van der Saag, P. T.; van der Burg, B.; Gustafsson, J. A. Endocrinology 1998, 139, 4252-63.
17. Fokialakis, N.; Lambrinidis, G.; Mitsiou, D. J.; Aligiannis, N.; Mitakou, S.; Skaltsounis, A. L.; Pratsinis, H.; Mikros, E.; Alexis, M. N. Chem. Biol. 2004, 11, 397-406.
18. Halabalaki, M.; Alexi, X.; Aligiannis, N.; Lambrinidis, G.; Pratsinis, H.; Florentin, I.; Mitakou, S.; Mikros, E.; Skaltsounis, A. L.; Alexis, M. N. Planta Med. 2006, 72, 488-93.
19. Adlercreutz, H. Environ. Health Perspect. 1995, 103 (Suppl 7), 103-12.
20. Kuiper, G. G.; Carlsson, B.; Grandien, K.; Enmark, E.; Haggblad, J.; Nilsson, S.; Gustafsson, J. A. Endocrinology 1997, 138, 863-70.
21. Guerini, V.; Sau, D.; Scaccianoce, E.; Rusmini, P.; Ciana, P.; Maggi, A.; Martini, P. G.; Katzenellenbogen, B. S.; Martini, L.; Motta, M.; Poletti, A. Cancer Res. 2005, 65 5445-53.
22. Weihua, Z.; Makela, S.; Andersson, L. C.; Salmi, S.; Saji, S.; Webster, J. I.; Jensen, E. V.; Nilsson, S.; Warner, M.; Gustafsson, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 6330-5.
23. Weihua, Z.; Lathe, R.; Warner, M.; Gustafsson, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 13589-94.
24. Tucker, C. L.; Fields, S. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 1042-6.
25. Muddana, S. S.; Peterson, B. R. ChemBioChem 2003, 4, 848-55.
26. Kohler, F.; Zimmermann, A.; Hager, M.; Sippel, A. E. Gene 2004, 337, 113-9.
27. De, S.; Macara, I. G.; Lannigan, D. A. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2005, 96, 235-44.
28. Kim, S. H.; Tamrazi, A.; Carlson, K. E.; Katzenellenbogen, J. A. Mol. Cell. Proteomics 2005, 4, 267-77.
29. Kim, S. H.; Tamrazi, A.; Carlson, K. E.; Daniels, J. R.; Lee, I. Y.; Katzenellenbogen, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4754-5.
30. Breinholt, V.; Larsen, J. C. Chem. Res. Toxicol. 1998, 11, 622-9.
31. Breithofer, A.; Graumann, K.; Scicchitano, M. S.; Karathanasis, S. K.; Butt, T. R.; Jungbauer, A. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1998, 67, 421-9.
32. Miksicek, R. J. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 1994, 49, 153-60.
33. Joyeux, A.; Balaguer, P.; Germain, P.; Boussioux, A. M.; Pons, M.; Nicolas, J. C. Anal. Biochem. 1997, 249, 119-30.
34. Stauffer, S. R.; Coletta, C. J.; Tedesco, R.; Nishiguchi, G.; Carlson, K.; Sun, J.; Katzenellenbogen, B. S.; Katzenellenbogen, J. A. J. Med. Chem. 2000, 43, 4934-47.
35. Shiau, A. K.; Barstad, D.; Loria, P. M.; Cheng, L.; Kushner, P. J.; Agard, D. A.; Greene, G. L. Cell 1998, 95, 927-37.
36. Mattioni, T.; Louvion, J. F.; Picard, D. Methods Cell Biol. 1994, 43A, 335-52.
37. Buchner, J. Trends Biochem. Sci. 1999, 24, 136-41.
38. Tamrazi, A.; Carlson, K. E.; Katzenellenbogen, J. A. Mol. Endocrinol. 2003, 17, 2593-602.
39. Paige, L. A.; Christensen, D. J.; Gron, H.; Norris, J. D.; Gottlin, E. B.; Padilla, K. M.; Chang, C. Y.; Ballas, L. M.; Hamilton, P. T.; McDonnell, D. P.; Fowlkes, D. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3999-4004.
40. Koide, A.; Abbatiello, S.; Rothgery, L.; Koide, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 1253-8.
41. Pike, A. C.; Brzozowski, A. M.; Walton, J.; Hubbard, R. E.; Thorsell, A. G.; Li, Y. L.; Gustafsson, J. A.; Carlquist, M. Structure 2001, 9, 145-53.
42. Wu, Y. L.; Yang, X.; Ren, Z.; McDonnell, D. P.; Norris, J. D.; Willson, T. M.; Greene, G. L. Mol. Cell 2005, 18, 413-24.
43. Bhat, K. P.; Lantvit, D.; Christov, K.; Mehta, R. G.; Moon, R. C.; Pezzuto, J. M. Cancer Res. 2001, 61, 7456-63.
44. Fang, H.; Tong, W.; Shi, L. M.; Blair, R.; Perkins, R.; Branham, W.; Hass, B. S.; Xie, Q.; Dial, S. L.; Moland, C. L.; Sheehan, D. M. Chem. Res. Toxicol. 2001, 14, 280-94.
45. Shiau, A. K.; Barstad, D.; Radek, J. T.; Meyers, M. J.; Nettles, K. W.; Katzenellenbogen, B. S.; Katzenellenbogen, J. A.; Agard, D. A.; Greene, G. L. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 359-64.
46. Pike, A. C.; Brzozowski, A. M.; Hubbard, R. E.; Bonn, T.; Thorsell, A. G.; Engstrom, O.; Ljunggren, J.; Gustafsson, J. A.; Carlquist, M. EMBO J. 1999, 18, 4608-18.
47. Nagy, L.; Schwabe, J. W. Trends Biochem. Sci. 2004, 29, 317-24.
48. Falconer, I. R.; Chapman, H. F.; Moore, M. R.; Ranmuthugala, G. Environ. Toxicol. 2006, 21, 181-91.
49. Nichols, M.; Rientjes, J. M.; Stewart, A. F. EMBO J. 1998, 17, 765-73.
50. Logie, C.; Nichols, M.; Myles, K.; Funder, J. W.; Stewart, A. F. Mol. Endocrinol. 1998, 12, 1120-32.
51. Israel, D. I.; Kaufman, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 4290-4.
52. Wood, D. W.; Wu, W.; Belfort, G.; Derbyshire, V.; Belfort, M. Nat. Biotechnol. 1999, 17, 889-92.
53. Dueber, J. E.; Yeh, B. J.; Chak, K.; Lim, W. A. Science 2003, 301 1904-8.
54. Ostermeier, M. Protein Eng. Des. Sel. 2005, 18, 359-64.
55. Doi, N.; Yanagawa, H. FEBS Lett. 1999, 453, 305-7.
56. Willson, T. M.; Henke, B. R.; Momtahen, T. M.; Charifson, P. S.; Batchelor, K. W.; Lubahn, D. B.; Moore, L. B.; Oliver, B. B.; Sauls, H. R.; Triantafillou, J. A.; Wolfe, S. G.; Baer, P. G. J. Med. Chem. 1994, 37, 1550-2.
57. Cowley, S. M.; Parker, M. G. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1999, 69, 165-75.
58. Bourguet, W.; Ruff, M.; Chambon, P.; Gronemeyer, H.; Moras, D. Nature 1995, 375, 377-82.