Atomic detail investigation of the structure and dynamics of DNA·RNA hybrids: A molecular dynamics study

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 5, 2008, Pages 1515-1524

  Priyakumar, U Deva ^a   MacKerell Jr , Alexander D ^a,b  

^a UNIVERSITY OF MARYLAND SCHOOL OF PHARMACY   (United States)

^b NONE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONFORMATIONS; ESTERS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE; RNA;

ENERGETICS; PURINE; PYRIMIDINE;

DNA;

EID: 39649108868     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp709827m     Document Type: Article

References (68)

1. Nowotny, M.; Gaidamakov, S. A.; Crouch, R. J.; Yang, W. Cell 2005, 121, 1005-1016.
2. Rich, A. J. Biol. Chem. 2006, 281, 7693-7696.
3. Zamaratski, E.; Pradeepkumar, P. I.; Chattopadhyaya, J. J. Biochem. Biophys. Methods 2001, 48, 189-208.
4. Aboul-Fadl, T. Curr. Med. Chem. 2005, 12, 2193-2214.
5. Crooke, S. T. Annu. Rev. Med. 2004, 55, 61-95.
6. Juan, E. C. M.; Kondo, J.; Kurihara, T.; Ito, T.; Ueno, Y.; Matsuda, A.; Takenaka, A. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 1969-1977.
7. Hashem, G. M.; Pham, L. H.; Vaughan, M. R.; Gray, D. M. Biochemistry 1998, 37, 61-72.
8. Kanaori, K.; Tamura, Y.; Wada, T.; Nishi, M.; Kanehara, H.; Morii, T.; Tajima, K.; Makino, K. Biochemistry 1999, 38, 16058-16066.
9. Amirkhanov, N. V.; Chattopadhyaya, J. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 2002, 271-281.
10. Freier, S. M.; Altmann, K. H. Nucleic Acids Res. 1997, 25, 4429-4443.
11. Nielsen, K. E.; Rasmussen, J.; Kumar, R.; Wengel, J.; Jacobsen, J. P.; Petersen, M. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 449-457.
12. Nina, M.; Fonne-Pfister, R.; Beaudegnies, R.; Chekatt, H.; Jung, P. M. J.; Murphy-Kessabi, F.; De Mesmaeker, A.; Wendeborn, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6027-6038.
13. Petersen, M.; Bondensgaard, K.; Wengel, J.; Jacobsen, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5974-5982.
14. Tonelli, M.; Ulyanov, N. B.; Billeci, T. M.; Karwowski, B.; Guga, P.; Stec, W. J.; James, T. L. Biophys. J. 2003, 85, 2525-2538.
15. Venkiteswaran, S.; Vijayanathan, V.; Shirahata, A.; Thomas, T.; Thomas, T. J. Biochemistry 2005, 44, 303-312.
16. Znosko, B. M.; Barnes, T. W.; Krugh, T. R.; Turner, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6090-6097.
17. Lesnik, E. A.; Freier, S. M. Biochemistry 1995, 34, 10807-10815.
18. Sarafianos, S. G.; Das, K.; Tantillo, C.; Clark, A. D.; Ding, J.; Whitcomb, J. M.; Boyer, P. L.; Hughes, S. H.; Arnold, E. EMBO J. 2001, 20, 1449-1461.
19. Gyi, J. I.; Conn, G. L.; Lane, A. N.; Brown, T. B. Biochemistry 1996, 35, 12538-12548.
20. Gyi, J. I.; Lane, A. N.; Conn, G. L.; Brown, T. Biochemistry 1998, 37, 73-80.
21. Huang, H. F.; Chopra, R.; Verdine, G. L.; Harrison, S. C. Science 1998, 282, 1669-1675.
22. Conn, G. L.; Brown, T.; Leonard, G. A. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 555-561.
23. Han, G. W. Acta Crystallogr., Sect. D 2001, 57, 213-218.
24. Han, G. W.; Kopka, M. L.; Langs, D.; Sawaya, M. R.; Dickerson, R. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 9214-9219.
25. Horton, N. C.; Finzel, B. C. J. Mol. Biol. 1996, 264, 521-533.
26. Kopka, M. L.; Lavelle, L.; Han, G. W.; Ng, H. L.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 2003, 334, 653-665.
27. Sudarsanakumar, C.; Xiong, Y.; Sundaralingam, M. J. Mol. Biol. 2000, 299, 103-112.
28. Xiong, Y.; Sundaralingam, M. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 2171-2176.
29. Fedoroff, O. Y.; Salazar, M.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1993, 233, 509-523.
30. Hantz, E.; Larue, V.; Ladam, P.; Le, Moyec, L.; Gouyette, C.; Dinh, T. H. Int. J. Biol. Macromol. 2001, 28, 273-284.
31. Fedoroff, O. Y.; Ge, Y.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1997, 269, 225-239.
32. Gotfredsen, C. H.; Schultze, P.; Feigon, J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4281-4289.
33. Gonzalez, C.; Stec, W.; Reynolds, M. A.; James, T. L. Biochemistry 1995, 34, 4969-4982.
34. Bachelin, M.; Hessler, G.; Kurz, G.; Hacia, J. G.; Dervan, P. B.; Kessler, H. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 271-276.
35. Salazar, M.; Fedoroff, O. Y.; Miller, J. M.; Ribeiro, N. S.; Reid, B. R. Biochemistry 1993, 32, 4207-4215.
36. Nowotny, M.; Yang, W. EMBO J. 2006, 25, 1924-1933.
37. Cheatham, T. E.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4805-4825.
38. Sanghani, S. R.; Lavery, R. Nucleic Acids Res. 1994, 22, 1444-1449.
39. Gyi, J. I.; Gao, D. Q.; Conn, G. L.; Trent, J. O.; Brown, T.; Lane, A. N. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2683-2693.
40. Venkateswarlu, D.; Lind, K. E.; Mohan, V.; Manoharan, M.; Ferguson, D. M. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 2189-2195.
41. Noy, A.; Perez, A.; Marquez, M.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4910-4920.
42. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217.
43. Foloppe, N.; MacKerell, A. D., Jr. J. Comput. Chem. 2000, 21, 86-104.
44. MacKerell, A. D.; Jr.; Banavali, N. K. J. Comput. Chem. 2000, 21, 105-120.
45. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
46. Field, M. J.; Karplus, M. CRYSTAL: Program for Crystal Calculations in CHARMM; Harvard University: Cambridge, MA, 1992.
47. Darden, T.; Perera, L.; Li, L. P.; Pedersen, L. Struct. Fold Des. 1999, 7, R55-R60.
48. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T. A.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593.
49. Steinbach, P. J.; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 1994, 15, 667-683.
50. Ryckaert, J.-P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341.
51. Hoover, W. G. Phy. Rev. 1985, A 31, 1695-1697.
52. Feller, S. E.; Zhang, Y.; Pastor, R. W.; Brooks, R. W. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4613-4621.
53. Stofer, E.; Lavery, R. Biopolymers 1994, 34, 337-346.
54. Snoussi, K.; Leroy, J. L. Biochemistry 2001, 40, 8898-8904.
55. Pan, Y. P.; MacKerell, A. D. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 7131-7140.
56. Perez, A.; Noy, A.; Lankas, F.; Luque, F. J.; Orozco, M. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 6144-6151.
57. O'Neill, M. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13053-13066.
58. Schlitter, J. Chem. Phys. Lett. 1993, 215, 617-621.
59. Andricioaei, I.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6289-6292.
60. Cheatham, T. E.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Biomol. Struct. Dyn. 1999, 16, 845-862.
61. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
62. Sponer, J.; Leszczynski, J.; Hobza, P. Biopolymers 2001, 67, 3-31.
63. Lee, H. J.; Diavatis, T.; Tennakoon, S.; Yu, P. L.; Gao, X. L. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1769, 20-28.
64. Base and base pair morphologies, helical parameters, and definitions; Lavery, R., Zakrzewska, K., Eds.; Oxford University Press: New York, 1999; pp 39-76.
65. Lavery, R.; Sklenar, H. J. Biomol. Struct. Dyn. 1989, 6, 655-667.
66. Lavery, R.; Sklenar, H. J. Biomol. Struct. Dyn. 1988, 6, 63-91.
67. Saenger, W. Principles of nucleic acid structure; Springer-Verlag: New York, 1984.
68. Yang, W.; Hendrickson, W. A.; Crouch, R. J.; Satow, Y. Science 1990, 249, 1398-1405.