Peptide hydrolysis in thermolysin: Ab initio QM/MM investigation of the Glu143-assisted water addition mechanism

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 3, Issue 5, 2007, Pages 1837-1850

  Blumberger, Jochen ^a,b   Lamoureux, Guillaume ^a,c   Klein, Michael L ^a  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^c Gina Cody School of Engineering and Computer Science   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 35948980030     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct7000792     Document Type: Article

References (53)

1. Lipscomb, W. N.; Sträter, N. Chem. Rev. 1996, 96, 2375.
2. Parkin, G. Chem. Rev. 2004, 104, 699.
3. Roques, B. P.; Noble, F.; Dauge, V.; Fournie-Zaluski, M. C.; Beaumont, A. Pharmacol. Rev. 1993, 45, 87.
4. Marukami, Y.; Chiba, K.; Oda, T. A. H. Biotechnol. Bioeng. 2001, 74, 406.
5. Matthews, B.; Jansonius, J. N.; Colman, P. M.; Schoenborn, B. P.; Dupourque, D. Nature 1972, 238, 37.
6. Holland, D. R.; Hausrath, A. C.; Juers, D.; Matthews, B. Protein Sci. 1995, 4, 1955.
7. Holden, H. M.; Tronrud, D.; Monzingo, A. F.; Weaver, L.; Matthews, B. Biochemistry 1987, 26, 8542.
8. Barflett, P. A.; Marlowe, C. K. Biochemistry 1987, 26, 8553.
9. Matthews, B. Acc. Chem. Res. 1988, 21, 333.
10. Toma, S.; Campagnoli, S.; De Gregoriis, E.; Gianna, R.; Margarit, I.; Zamai, M.; Grandi, G. Protein Eng. 1989, 2, 359.
11. Kubo, M.; Mitsuda, Y.; Takagi, M.; Imanaka, T. Appl. Environ. Microbiol. 1992, 58, 3779.
12. Devault, A.; Nault, C.; Zollinger, M.; Fournie-Zaluski, M.-C.; Roques, B. P.; Crine, P.; Boileau, G. J. Biol. Chem. 1988, 263, 4033.
13. Corbeil, D.; Milhiet, P.-M.; Simon, V.; Ingram, J.; Kenny, A. J.; Boileau, G.; Crine, P. FEBS Lett. 1993, 335, 361.
14. Beaumont, A.; O'Donohue, M. J.; Paredes, N.; Rousselet, N.; Assicot, M.; Bohuon, C.; Fournie-Zaluski, M.-C.; Roques, B. P. J. Biol. Chem. 1995, 270, 16803.
15. Marie-Claire, C.; Ruffet, E.; Tiraboschi, G.; Fournie-Zaluski, M.-C. FEBS Lett. 1998, 438, 215.
16. Antonczak, S.; Monard, G.; Ruiz-Lopez, M. F.; Rivail, J.-L. J. Mol. Model. 2000, 6, 527.
17. Mock, W. L.; Stanford, D. J. Biochemistry 1996, 35, 7369.
18. Mock, W. L.; Aksamavati, M. Biochem. J. 1994, 302, 57.
19. Inouye, K.; Lee, S.-B.; Nambu, K.; Tonomura, B. J. Biochem. 1997, 122, 358.
20. Feder, J.; Garrett, L. R.; Wildi, B. S. Biochemistry 1971, 10, 4552.
21. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Science 2003, 301, 1196.
22. Schramm, V. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 604.
23. Olsson, M. H. M.; Parson, W. W.; Warshel, A. Chem. Rev. 2006, 106, 1737.
24. Pelmenschikov, V.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 284.
25. CPMD, version 3.10; The CPMD consortium, MPI für Festkörperforschung and the IBM Zurich Research Laboratory: Zurich, Switzerland, 2005. http://www.cpmd.org (accessed Jul 2007).
26. Becke, A. D. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988, 38, 3098.
27. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785.
28. Troullier, N.; Martins, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1991, 43, 1993.
29. Rothlisberger, U. ACS Sym. Ser. 1998, 712, 264.
30. Blumberger, J.; Klein, M. L. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 210.
31. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
32. Brünger, A. T.; Karplus, M. Proteins 1988, 4 (2), 148,156.
33. Crippen, G. M. J. Comput. Chem. 1982, 3 (4), 471,476.
34. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217.
35. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, M.; Reiher, W. E., III; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiórkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102 (18), 3586-3616.
36. Dal Peraro, M.; Spiegel, K.; Lamoureux, G.; De Vivo, M.; DeGrado, W. F.; Klein, M. L. Struct. Biol. 2007, 157, 444-453.
37. Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., III; Wang, J.; S. Ross, W. S.; Simmerling, C.; Darden, T.; Merz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Radmer, R.; Duan, Y.; Pitera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P.; Kollman, P. A. AMBER 7; University of California: San Francisco, 2002.
38. Darve, E.; Pohorille, A. J. Chem. Phys. 2001, 115 (20), 9169.
39. Hénin, J.; Chipot, C. J. Chem. Phys. 2004, 121 (7), 2904.
40. Blumberger, J.; Klein, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13854.
41. Laio, A.; VandeVondele, J.; Röthlisberger, U. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6941.
42. Martyna, G. J.; Klein, M. L.; Tuckerman, M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2635.
43. Dal Peraro, M.; Llarrull, L. I.; Rothlisberger, U.; Vila, A. J.; Carloni, P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12661.
44. Díaz, N.; Suárez, D.; Merz, K. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9867.
45. Morihara, K.; Tsuzuki, H. Eur. J. Biochem. 1970, 15, 374.
46. Bakowies, D.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5712.
47. Lopez, X.; Inãki Mujika, J.; Blackburn, G. M.; Karplus, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 2304.
48. Claeyssens, F.; Harvey, J. N.; Manby, F. R.; Mata, R. A.; Mulholland, A. J.; Ranaghan, K. E.; Schütz, M.; Thiel, S.; Thiel, W.; Werner, H.-J. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 6856.
49. Blumberg, S.; Vallee, B. L. Biochemistry 1975, 14, 2410.
50. Nam, K.; Prat-Resina, X.; Garcia-Viloca, M.; Devi-Kesavan, L. S.; Gao, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1369.
51. Roca, M.; Moliner, V.; Tunon, I.; Hynes, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6186.
52. Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Karplus, M.; Truhlar, D. G. Science 2004, 303, 186.
53. Antonczak, S.; Monard, G.; Ruiz-Lopez, M. F.; Rivail, J.-L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8825.