Native and unfolded cytochrome c-comparison of dynamics using 2D-IR vibrational echo spectroscopy

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 32, 2008, Pages 10054-10063

  Kim, Seongheun ^a   Chung, Jean K ^a   Kwak, Kyungwon ^a   Bowman, Sarah E J ^b   Bren, Kara L ^b   Bagchi, Biman ^a,c   Fayer, M D ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF ROCHESTER   (United States)

^c INDIAN INSTITUTE OF SCIENCE   (India)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYTOCHROME C; IR VIBRATIONAL ECHO SPECTROSCOPY;

PORPHYRINS;

EID: 50549086964     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp802246h     Document Type: Article

References (100)

1. Daggett, V.; Fersht, A. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003, 4, 497.
2. Daggett, V.; Fersht, A. R. Trends Biochem. Sci. 2003, 28, 18.
3. Laurents, D. V. a. B., R. L. Biophys. J. 1998, 75, 428.
4. Dill, K. A.; Shortle, D. Annu. Rev. Biochem. 1991, 60, 795.
5. Wallace, L. A.; Matthews, C. R. BioPhys. Chem. 2002, 101-102, 113.
6. Weinkam, P.; Zong, C. H.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 12401.
7. Sasai, M.; Wolynes, P. G. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 2740.
8. Chahine, J.; Nymeyer, H.; Leite, V. B. P.; Socci, N. D.; Onuchic, J. N. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 168101.
9. Akiyama, S.; Takahashi, S.; Kimura, T.; Ishimori, K.; Morishima, I.; Nishikawa, Y.; Fujisawa, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 1329.
10. Hoang, L.; Bedard, S.; Krishna, M. M. G.; Lin, Y.; Englander, S. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12173.
11. Onuchic, J. N.; LutheySchulten, Z.; Wolynes, P. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 545.
12. Bryngelson, J. D.; Onuchic, J. N.; Socci, N. D.; Wolynes, P. G. Proteins-Struct. Funct. Genet. 1995, 21, 167.
13. Elove, G. A.; Bhuyan, A. K.; Roder, H. Biochemistry 1994, 33, 6925.
14. Fedurco, M.; Augustynski, J.; Indiani, C.; Smulevich, G.; Antalik, M.; Bano, M.; Sedlak, E.; Glascock, M. C.; Dawson, J. H. Biochim. Biophys. Acta, Proteins Proteomics 2004, 1703, 31.
15. Gupta, R.; Yadav, S.; Ahmad, F. Biochemistry 1996, 35, 11925.
16. Latypov, R. F.; Cheng, H.; Roder, N. A.; Zhang, J.; Roder, H. J. Mol. Biol. 2006, 357, 1009.
17. Russell, B. S.; Melenkivitz, R.; Bren, K. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8312.
18. Smith, J. S.; Scholtz, J. M. Biochemistry 1996, 35, 7292.
19. Monera, O. D.; Cyril, M. K.; Hodges, R. S. Protein Sci. 1994, 3, 1984.
20. Massari, A. M.; McClain, B. L.; Finkelstein, I. J.; Lee, A. P.; Reynolds, H. L.; Bren, K. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18803.
21. Bren, K. L.; Kellogg, J. A.; Kaur, R.; Wen, X. Inorg. Chem. 2004, 43, 7934.
22. Jones, C. M.; Henry, E. R.; Hu, Y.; Chan, C. K.; Luck, S. D.; Bhuyan, A.; Roder, H.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11860.
23. Sinibaldi, F.; Howes, B. D.; Piro, M. C.; Caroppi, P.; Mei, G.; Ascoli, F.; Smulevich, G.; Santucci, R. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 52.
24. Kumar, R.; Prabhu, N. P.; Bhuyan, A. K. Biochemistry 2005, 44, 9359.
25. Droghetti, E.; Smulevich, G. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 696.
26. Travaglini-Allocatelli, C.; Gianni, S.; Brunori. M. Trends Biochem. Sci. 2004, 29, 535.
27. Rischel, C.; Jorgensen, L. E.; Foldes-Papp, Z. J. Phys. Condens. Matter 2003, 15, 1725.
28. Hagen, S. J.; Latypov, R. F.; Dolgikh, D. A.; Roder, H. Biochemistry 2002, 41, 1372.
29. Bhuyan, A. K.; Udgaonkar, J. B. J. Mol. Biol. 2001, 312, 1135.
30. Panda, M.; Benavides-Garcia, M. G.; Pierce, M. M.; Nail, B. T. Protein Sci. 2000, 9, 536.
31. Jimenez, R.; Romesberg, F. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9172.
32. Lyubovitsky, J. G.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5481.
33. Winkler, J. R. Curr. Opin. Chem. Biol. 2004, 8, 169.
34. Scott, R. A.; Mauk, A. G. Cytochrome C: A Multidisciplinary Approach; University Science Books: Sausalito, CA, 1996.
35. Krishna, M. M. G.; Lin, Y.; Rumbley, J. N.; Englander, S. W. J. Mol. Biol. 2003, 331, 29.
36. Ptitsyn, O. B. J. Mol. Biol. 1998, 278, 655.
37. Varhac, R.; Antalik, M.; Bano, M. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 12.
38. Russell, B. S.; Bren, K. L. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 909.
39. Roccatano, D.; Daidone, I.; Ceruso, M. A.; Bossa, C.; Di Nola, A Biophys. J. 2003, 84, 1876.
40. Droghetti, E.; Oellerich, S.; Hildebrandt, P.; Smulevich, G. Biophys. J. 2006, 91, 3022.
41. Dobson, C. M.; Sali, A.; Karplus, M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 868.
42. Anderson, J. L. R.; Chapman, S. K. Dalton Trans. 2005, 13, 9999.
43. Bren, K. L.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10382.
44. Ambler, R. P. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1058, 42.
45. Zheng, J.; Kwak, K.; Fayer, M. D. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 75.
46. Finkelstein, I. J.; Zheng, J.; Ishikawa, H.; Kim, S.; Kwak, K.; Fayer, M. D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1533.
47. Park, S.; Kwak, K.; Fayer, M. D. Laser Phys. Lett. 2007, 4, 704.
48. Finkelstein, I. J.; Ishikawa, H.; Kim, S.; Massari, A. M.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007, 104, 2637.
49. Massari, A. M.; Finkelstein, I. J.; Fayer, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3990.
50. Chung, H. S.; Khalil, M.; Smith, A. W.; Ganim, Z.; Tokmakoff, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 612.
51. Mukherjee, P.; Kass, I.; Arkin, I. T.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 3528.
52. Ishikawa, H.; Finkelstein, I. J.; Kim, S.; Kwak, K.; Chung, J. K.; Wakasugi, K.; Massari, A. M.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16116.
53. Ishikawa, H.; Kim, S.; Kwak, K.; Wakasugi, K.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 19309.
54. Rella, C. W.; Rector, K. D.; Kwok, A. S.; Hill, J. R.; Schwettman, H. A.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15620.
55. Fayer, M. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 315.
56. Wang, J.; Chen, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7545.
57. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Kumita, J. R.; Woolley, G. A.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2379.
58. Merchant, K. A.; Noid, W. G.; Akiyama, R.; Finkelstein, I.; Goun, A.; McClain, B. L.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13804.
59. Karan, E. F.; Russell, B. S.; Bren, K. L. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 260.
60. Fee, J. A.; Chen, Y.; Todaro, T. R.; Bren, K. L.; Patel, K. M.; Hill, M. G.; Gomez-Moran, E.; Loehr, T. M.; Ai, J.; Thöny-Meyer, L.; Williams, P. A.; Stura, E.; Sridhar, V.; McRee, D. E. Protein Sci. 2000, 9, 2074.
61. Wen, X.; Bren, K. L. Biochemistry 2005, 44, 5225.
62. Massari, A. M.; Finkelstein, I. J.; McClain, B. L.; Goj, A.; Wen, X.; Bren, K. L.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14279.
63. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Fayer, M. D. J. Lumin. 2004, 107, 271.
64. Pace, C. N.; Scholtz, J. M. Measuring the Conformational Stability of a Protein. In Protein Structure: A Practical Approach; Creighton, T. E., Ed.; Oxford University Press: New York, 1997; pp 299.
65. Karan, E. F.; Russell, B. S.; Bren, K. L. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 260.
66. Takahashi, S.; Yeh, S. R.; Das, T. K.; Chi-Kin, C.; Gottfried, D. S.; Rousseau, D. L. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 44.
67. Elove, G. A.; Chaffote, A. F.; Roder, H.; Goldberg, M. E. Biochemistry 1992, 31, 6876.
68. Sosnick, T. R.; Mayne, L.; Hiller, R.; Englander, S. W. Nat. Struct. Biol. 1994, 1, 149.
69. Pletneva, E. V.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. J. Mol. Biol. 2005, 345, 855.
70. Pletneva, E. V.; Gray, H. B.; Winkler, J. R Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 18397.
71. Rector, K. D.; Kwok, A. S.; Ferrante, C.; Tokmakoff, A.; Rella, C. W.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 1997, 106, 10027.
72. Golonzka, O.; Khalil, M.; Demirdoven, N.; Tokmakoff, A. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2154.
73. Bai, Y. S.; Fayer, M. D. Phys. Rev. B. 1989, 39, 11066.
74. Dlott, D. D.; Fayer, M. D.; Hill, J. R.; Rella, C. W.; Suslick, K. S.; Ziegler, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7853.
75. Hill, J. R.; Dlott, D. D.; Rella, C. W.; Peterson, K. A.; Decatur, S. M.; Boxer, S. G.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12100.
76. Hill, J. R.; Rosenblatt, M. M.; Ziegler, G J.; Suslick, K. S.; Dlott, D. D.; Rella, C. W.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 18023.
77. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
78. Mukamel, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 691.
79. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Kwak, K.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12431.
80. Kwak, K.; Park, S.; Finkelstein, I. J.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2007, 127, 124503.
81. Kwak, K.; Rosenthal, D. E.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2008, accepted.
82. Woutersen, S.; Pfister, R.; Hamm, P.; Mu, Y.; Kosov, D. S.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6833.
83. Merchant, K. A.; Noid, W. G.; Thompson, D. E.; Akiyama, R.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4.
84. Bu, Z.; Neumann, D. A.; Lee, S. H.; Brown, C. M.; Engelman, D. M.; Han, C. C. J. Mol. Biol. 2000, 301, 525.
85. Finkelstein, I. J.; Massari, A. M.; Fayer, M. D. Biophys. J. 2007, 92, 3652.
86. Kawahara, K.; Tanford, C. J. Biol. Chem. 1966, 241, 3228.
87. Rector, K. D.; Jiang, J.; Berg, M.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1081.
88. Rector, K. D.; Engholm, J. R.; Rella, C. W.; Hill, J. R.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2381.
89. Merchant, K. A.; Thompson, D. E.; Xu, Q.-H.; Williams, R. B.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. Biophys. J. 2002, 82, 3277.
90. Augspurger, J. D.; Dykstra, C. E.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2447.
91. Hill, J. R.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D.; Rella, C. W.; Rosenblatt, M. M.; Suslick, K. S.; Ziegler, C. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 218.
92. Tsong, T. Y. J. Biol. Chem. 1974, 249, 1988.
93. Frauenfelder, H.; Parak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1988, 17, 471.
94. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
95. Zwanzig, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 2029.
96. Debenedetti, P. G.; Stillinger, F. H. Nature 2001, 410, 259.
97. Russell, B. S.; Melenkivitz, R.; Bren, K. L. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8312.
98. Gianni, S.; Brunori, M.; Travaglini-Allocatelli, C. Protein Sci. 2001, 10, 1685.
99. Williams, R. B.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4068.
100. Finkelstein, I. J.; Goj, A.; McClain, B. L.; Massari, A. M.; Merchant, K. A.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16959.