Theoretical analysis of antisense duplexes: Determinants of the RNase H susceptibility

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 11, 2008, Pages 3486-3496

  Noy, Agnes ^a,b,c   Luque, F Javier ^c   Orozco, Modesto ^a,b,c  

^a INSTITUTE FOR RESEARCH IN BIOMEDICINE   (Spain)

^b BARCELONA SUPERCOMPUTING CENTER   (Spain)

^c UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; CONFORMATIONS; ENZYME ACTIVITY; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE;

ANTISENSE DUPLEXES; STRUCTURAL FAMILY;

DNA;

RIBONUCLEASE H;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CONFORMATION; ENZYME ASSAY; ENZYME STRUCTURE; GENE SEQUENCE; MOLECULAR DYNAMICS; SIMULATION;

EID: 41449113697     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja076734u     Document Type: Article

References (82)

1. Wang, A. H.; Fujii, S.; van Boom, J. H.; van der Marel, G. A.; van Boeckel, S. A.; Rich, A. Nature 1982, 299, 601.
2. Katahira, M.; Lee, S. J.; Kobayashi, Y.; Sujeta, H.; Kyogoku, Y.; Iwai, S.; Ohtsuka, E.; Benevides, J. M.; Thomas, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4508.
3. (a) Egli, M.; Usman, N.; Zhang, S. G.; Rich, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 534.
4. (b) Egli, M.; Usman, N.; Rich, A. Biochemistry 1993, 32, 3221
5. Horton, N. C.; Finzel, B. C. J. Mol. Biol. 1996, 264, 521.
6. Conn, G. L.; Brown, T.; Leonard, G. A. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 555.
7. Xiong, Y.; Sundaralingam, M. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 2171.
8. (a) Chou, S. H.; Flynn, P.; Reid, B. Biochemistry 1989, 28, 2422.
9. (b) Chou, S. H.; Flynn, P.; Reid, B. Biochemistry 1989, 28, 2435.
10. Hall, K. B.; McLaughlin, L. W. Biochemistry 1991, 30, 10606.
11. Fedoroff, O. Y.; Salazar, M.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1993, 233, 509.
12. (a) Lane, A. N.; Ebel, S.; Brown, T. Eur. J. Biochem. 1993, 215, 297.
13. (b) Gyi, J. I.; Conn, G. L.; Lane, A. N.; Brown, T. Biochemistry 1996, 35, 12538.
14. (c) Gyi, J. I.; Lane, A. N.; Conn, G. L.; Brown, T. Biochemistry 1998, 37, 73.
15. (d) Gyi, J. I.; Gao, D.; Conn, G. L.; Trent, J. O.; Brown, T.; Lane, A. N. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2683.
16. (a) Salazar, M.; Fedoroff, O. Y.; Miller, J. M.; Ribeiro, N. S.; Reid, B. R. Biochemistry 1993, 32, 4297.
17. (b) Fedoroff, O. Y.; Ge, Y.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1997, 269, 225.
18. (a) Gao, X.; Jeffs, P. W. J. Biomol. NMR. 1994, 4, 367.
19. (b) Cross, C. W.; Rice, J. S.; Gao, X. Biochemistry 1997, 36, 4096.
20. (a) Gonzalez, C.; Stec, W.; Kobylanska, A.; Hogrefe, R. I.; Reynolds, M.; James, T. L. Biochemistry 1994, 33, 1062.
21. (b) Gonzalez, C.; Stec, W.; Reynolds, M.; James, T. L. Biochemistry 1995, 34, 4969.
22. Nishizaki, T.; Iwai, S.; Ohkubo, T.; Kojima, C.; Nakamura, H.; Kyogoku, Y.; Ohtsuka, E. Biochemistry 1996, 35, 4016.
23. Szyperski, T.; Gotte, M.; Billeter, M.; Perola, E.; Cellai, L.; Heumann, H.; Wuthrich, K. J. Biomol. NMR. 1999, 13, 343.
24. Hantz, E.; Larue, V.; Ladam, P.; Le Moyec, L.; Gouyette, C.; Huynh Dinh, T. Int. J. Biol. Macromol. 2001, 28, 273.
25. Noy, A.; Pérez, A.; Márquez, M.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4910.
26. Alberts, B.; Bray, D.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Watson, J. D. Molecular Biology of the Cell, 3rd Edition; Garland Publishing Inc.: New York, 1994.
27. Peliska, J. A.; Benkovic, S. J. Science 1992, 258, 1112.
28. Rumbaugh, J. A.; Murante, R. S.; Shi, S.; Bambara, R. A. J. Biol. Chem. 1997, 272, 22591.
29. Crouch, R. J., Toulmé, J. J., Eds.; Ribonucleases H. John Libbey: Paris, 1998.
30. Han, G. W.; Kopka, M. L.; Cascio, D.; Grzeskowiak, K.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1997, 269, 811.
31. Lima, W. F.; Crooke, S. T. Biochemistry 1997, 36, 390.
32. Roberts, W. R.; Crothers, D. M. Science 1992, 258, 1463.
33. Oda, Y.; Iwai, S.; Ohtsuka, E.; Ishikawa, M.; Ikehara, M.; Nakamura, H. Nucleic Acids Res. 1993, 21, 4690.
34. Ho, S. P.; Britton, D. H. O.; Stone, B. A.; Behrens, D. L.; Leffet, L. M.; Hobbs, F. W.; Miller, J. A.; Trainor G. L. Nucleic Acids Res. 1993, 21, 4690.
35. Stein, H.; Hausen, P. Science 1969, 166, 393.
36. Altmann, K. H.; Fabbrot, D.; Dean, N. M.; Geiger, T.; Monia, B. P.; Muller, M.; Nicklin, P. Biochem. Soc. Trans. 1996, 24, 630.
37. Crooke, S. T. Annu. Rev. Med. 2004, 55, 61.
38. Agrawal, S.; Iyer, R. P. Pharmacol. Ther. 1997, 76, 151.
39. The Vitravene Study Group. Am. J. Ophtalmol 2002, 133, 467.
40. Kurreck, J. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 1628.
41. Gleave, M. E.; Monia, B. P. Nat. Rev. Cancer 2005, 5, 468.
42. Mangos, M. M.; Damha, M. J. Curr. Top. Med. Chem. 2002, 2, 1147.
43. Chan, J. H. P.; Lim, S.; Wong, W. S. F. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2006, 33, 533.
44. 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.
45. Nowotny, M.; Gaidamakov, S. A.; Crouch, J.; Yang, W. Cell 2005, 121, 1005.
46. Orozco, M.; Perez, A.; Noy, A.; Luque, F. J. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 350.
47. Cheatham, T. E., 3rd. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 360.
48. Pérez, A.; Marchan, I.; Svozil, D.; Sponer, J.; Cheatham, T. E. 3rd; Laughton, C. A.; Orozco, M. Biophys. J. 2007, 92, 3817.
49. Wagner, R. W.; Matteucci, M. D.; Grant, D.; Huang, T.; Froehler, B. C. Nat. Biotechnol. 1996, 14, 840.
50. Nishizaki, T.; Iwai, S.; Ohtsuka, E.; Nakamura, H. Biochemistry 1997, 36, 2577.
51. (a) Wilds, C. J.; Damha, M. J. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 3625.
52. (b) Noronha, A. M.; Wilds, C. J.; Lok, C. N.; Viazovkina, K.; Arion, D.; Parniak, M. A.; Damha, M. J. Biochemistry 2000, 39, 7050.
53. (c) Damha, M. J.; Noronha, A. M.; Wilds, C. J.; Trempe, J. F.; Denisov, A.; Pon, R. T.; Gehring, K. Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids 2001, 20, 429.
54. (a) Barnes, T. W.; Turner, D. H. Biochemistry 2001, 40, 12738.
55. (b) Barnes, T. W.; Turner, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4107.
56. Dickerson, R. E.; Drew, H. R.; Conner, B. N.; Wing, R. M.; Fratini, A. V. Science 1982, 216, 475.
57. Shields, G. C.; Laughton, C. A.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 119, 7463.
58. Case, D. A. et al. AMBER8; University of California: San Francisco, 2004.
59. (a) 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.
60. (b) Cheatham, T. E. 3rd; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Biomol. Struct. Dyn. 1999, 16, 845.
61. Pérez, A.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14739-45.
62. Bayly, C. E.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269.
63. Wang, J.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157.
64. (a) Venkateswarlu, D.; Lind, K. E.; Mohan, V.; Manoharan, M.; Ferguson, D. M. Nucleic Acids Res. 1999, 27, 2189.
65. (b) Venkateswarlu, D.; Ferguson, D. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5509.
66. (a) Trempe, J.; Wilds, C. J.; Denisov, A. Y.; Pon, R. T.; Damha, M. J.; Gehring, K. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4896.
67. (b) Denisov, A. Y.; Noronha, A. M.; Wilds, C. J.; Trempe, J.; Pon, R. T.; Gehring, K.; Damha, M. J. Nucleic Acids Res. 2001, 29, 4284.
68. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
69. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comp. Phys. 1977, 23, 327.
70. Gelpi, J. L.; Kalko, S. G.; Barril, X.; Cirera, J.; de La Cruz, X.; Luque, F. J.; Orozco, M. Proteins 2000, 45, 428.
71. Amadei, A.; Linssen, A. B. M.; Berendsen, H. J. C. Proteins 1993, 17, 412.
72. (a) Cubero, E.; Abrescia, N. G. A.; Subirana, J. A.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14603.
73. (b) Rueda, M.; Kalko, S. G.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8007.
74. (c) Pérez, A.; Blas, J. R.; Rueda, M.; Lopez-Bes, J. M.; de la Cruz, X.; Orozco, M. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, (5), 790-800.
75. (a) Noy, A.; Pérez, A.; Laughton, C. A.; Orozco, M. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 3330.
76. (b) Mahalanobis, P. C. Proc. Nat. Inst. Sci. India 1936, 2, 49.
77. Schlitter, J. Chem. Phys. Lett. 1993, 215, 617-21.
78. Harris, S. A.; Gavathiotis, E.; Searle, M. S.; Orozco, M.; Laughton, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12658.
79. Lu, X. J.; Shakked, Z.; Olson, W. K. J. Mol. Biol. 2000, 300, 819.
80. Meyer, T.; Ferrer-Costa, C.; Pérez, A.; Rueda, M.; Bidon-Chanal, A.; Luque, F. J; Laughton, C. A.; Orozco M. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 251.
81. Ihaka, R.; Gentleman, R. J. Comp. Graph. Stat. 1996, 5, 299.
82. Noy, A.; Perez, A.; Lankas, F.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Mol. Biol. 2004, 343, 627.