Unnatural substrate repertoire of A, B, and X family DNA polymerases

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 44, 2008, Pages 14872-14882

  Hwang, Gil Tae ^a   Romesberg, Floyd E ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; ELECTRONIC STRUCTURE; ESCHERICHIA COLI; GENES; NUCLEIC ACIDS; NUCLEOTIDES; ORGANIC ACIDS; WATER POLLUTION;

DNA POLYMERASES; E. COLI; IN VITRO APPLICATIONS; IN-VIVO; KLENOW FRAGMENTS; NUCLEOBASE; NUCLEOBASES; UNNATURAL BASE PAIRS;

ABS RESINS;

DNA DIRECTED DNA POLYMERASE BETA; DNA POLYMERASE; NUCLEIC ACID BASE; NUCLEOTIDE;

ARTICLE; BACTERIOPHAGE; BASE PAIRING; DNA REPLICATION; ENZYME SUBSTRATE; ESCHERICHIA COLI; GEOMETRY; HYDROPHOBICITY; MOLECULAR RECOGNITION; NONHUMAN; THERMOCOCCUS; THERMUS AQUATICUS;

BACTERIOPHAGE T7; BASE PAIRING; DNA; DNA-DIRECTED DNA POLYMERASE; HYDROPHOBICITY; ISOENZYMES; MODELS, MOLECULAR; SUBSTRATE SPECIFICITY; THERMOCOCCUS; THERMUS;

EID: 55549129633     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja803833h     Document Type: Article

References (70)

1. Seeman, N. C. Mol. Biotechnol. 2007, 37, 246-257.
2. Seeman, N. C. Trends Biochem. Sci. 2005, 30, 119-235.
3. Ieven, M. J. Clin. Virol. 2007, 40, 259-276.
4. Sinha, N. D.; Michaud, D. P. Curr. Opin. Drug Discovery Dev. 2007, 10, 807-818.
5. Lee, J. F.; Stovall, G. M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 282-289.
6. Ng, E. W. M.; Shima, D. T.; Calias, P.; Cunningham, E. T., Jr.; Guyer, D. R.; Adamis, A. P. Nat. Rev. Drug Discovery 2006, 5, 123-132.
7. Nimjee, S. M.; Rusconi, C. P.; Sullenger, B. A. Annu. Rev. Med. 2005, 56, 555-583.
8. Wang, L.; Schultz, P. G. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2006, 35, 225-249.
9. Xie, J.; Schultz, P. G. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 548-554.
10. Xie, J.; Schultz, P. G. Methods 2005, 36, 227-238.
11. Henry, A. A.; Olsen, A. G.; Matsuda, S.; Yu, C.; Geierstanger, B. H.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6923-6931.
12. Leconte, A. M.; Hwang, G. T.; Matsuda, S.; Capek, P.; Hari, Y.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2336-2343.
13. McMinn, D. L.; Ogawa, A. K.; Wu, Y.; Liu, J.; Schultz, P. G.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11585-11586.
14. Ogawa, A. K.; Wu, Y.; McMinn, D. L.; Liu, J.; Schultz, P. G.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3274-3287.
15. Tae, E. L.; Wu, Y. Q.; Xia, G.; Schultz, P. G.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7439-7440.
16. Matsuda, S.; Leconte, A. M.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5551-5558.
17. Gardner, A. F.; Joyce, C. M.; Jack, W. E. J. Biol. Chem. 2004, 279, 11834-11842.
18. Gardner, A. F.; Jack, W. E. Nucleic Acids Res. 2002, 30, 605-613.
19. Gardner, A. F.; Jack, W. E. Nucleic Acids Res. 1999, 12, 2545-2553.
20. Chiaramonte, M.; Moore, C. L.; Kincaid, K.; Kuchta, R. D. Biochemistry 2003, 42, 10472-10481.
21. Kincaid, K.; Beckman, J.; Zivkovik, A.; Halcomb, R. L.; Engels, J. W.; Kuchta, R. D. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 2620-2628.
22. Horlacher, J.; Hottiger, M.; Podust, V. N.; Hübscher, U.; Benner, S. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 6329-6333.
23. Lutz, M. J.; Held, H. A.; Hottiger, M.; Hübscher, U.; Benner, S. A. Nucleic Acids Res. 1996, 24, 1308-1313.
24. Lutz, M. J.; Horlacher, J.; Benner, S. A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998, 8, 1149-1152.
25. Lutz, M. J.; Horlacher, J.; Benner, S. A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998, 8, 499-504.
26. Yang, Z.; Sismour, A. M.; Sheng, P.; Puskar, N. L.; Benner, S. A. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 4238-4249.
27. Morales, J. C.; Kool, E. T. Biochemistry 2000, 39, 12979-12988.
28. Kim, T. W.; Brieba, L. G.; Ellenberger, T.; Kool, E. T. J. Biol. Chem. 2006, 281, 2289-2295.
29. Sintim, H. O.; Kool, E. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1974-1979.
30. Kim, T. W.; Delaney, J. C.; Essigmann, J. M.; Kool, E. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15803-15808.
31. Kool, E. T. Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 191-219.
32. Hubscher, U.; Maga, G.; Spadari, S. Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 133-163.
33. Filée, J.; Forterre, P.; Sen-Lin, T.; Laurent, J. J. Mol. Evol. 2002, 54, 763-773.
34. Braithwaite, D. K.; Ito, J. Nucleic Acids Res. 1993, 21, 787-802.
35. Kiefer, J. R.; Mao, C.; Braman, J. C.; Beese, L. S. Nature 1998, 391, 304-307.
36. Doublié, S.; Tabor, S.; Long, A. M.; Richardson, C. C.; Ellenberger, T. Nature 1998, 391, 251-258.
37. Li, Y.; Waksman, G. Protein Sci. 2001, 10, 1225-1233.
38. Li, Y.; Korolev, S.; Waksman, G. EMBO J. 1998, 17, 7514-7525.
39. Li, Y.; Kong, Y.; Korolev, S.; Waksman, G. Protein Sci. 1998, 7, 1116-1123.
40. Franklin, M. C.; Wang, J.; Steitz, T. A. Cell 2001, 105, 657-667.
41. Rodriguez, A. C.; Park, H. W.; Mao, C.; Beese, L. S. J. Mol. Biol. 2000, 299, 447-462.
42. Sawaya, M. R.; Prasad, R.; Wilson, S. H.; Kraut, J.; Pelletier, H. Biochemistry 1997, 36, 11205-11215.
43. Pelletier, H.; Sawaya, M. R.; Wolfle, W.; Wilson, S.; Kraut, J. Biochemistry 1996, 35, 12742-12761.
44. Sawaya, M. R.; Pelletier, H.; Kumar, A.; Wilson, S. H.; Kraut, J. Science 1994, 264, 1930-1935.
45. Beard, W. A.; Wilson, S. H. Structure 2003, 11, 489-496.
46. Werneburg, B. G.; Ahn, J.; Zhong, X.; Hondal, R. J.; Kraynov, V. S.; Tsai, M. D. Biochemistry 1996, 35, 7041-7050.
47. Osheroff, W. P.; Jung, H. K.; Beard, W. A.; Wilson, S. H.; Kunkel, T. A. J. Biol. Chem. 1999, 274, 3642-3650.
48. Perler, F. B.; Comb, D. G.; Jack, W. E.; Moran, L. S.; Qiang, B.; Kucera, R. B.; Benner, J.; Slatko, B. E.; Nwankwo, D. O.; Hempstead, S. K.; Carlow, C. K. S.; Jannasch, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 5577-5581.
49. Datta, K.; LiCata, V. J. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 5590-5597.
50. Kong, H.; Kucera, R. B.; Jack, W. E. J. Biol. Chem. 1993, 268, 1965-1975.
51. Ichida, J. K.; Horhota, A.; Zou, K.; McLaughlin, L. W.; Szostak, J. W. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 5219-5225.
52. Kim, Y.; Leconte, A. M.; Hari, Y.; Romesberg, F. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7809-7812.
53. Matsuda, S.; Henry, A. A.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6369-75.
54. Hwang, G. T.; Romesberg, F. E. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 2037-45.
55. Hwang, G. T.; Leconte, A. M.; Romesberg, F. E. ChemBioChem 2007, 8, 1606-1611.
56. Chagovetz, A. M.; Sweasy, J. B.; Preston, B. D. J. Biol. Chem. 1997, 272, 27501-27504.
57. Ahn, J.; Kraynov, V. S.; Zhong, X.; Werneburg, B. G.; Tsai, M. D. Biochem. J. 1998, 331, 79-87.
58. Beard, W. A.; Osheroff, W. P.; Prasad, R.; Sawaya, M. R.; Jaju, M.; Wood, T. G.; Kraut, J.; Kunkel, T. A.; Wilson, S. H. J. Biol. Chem. 1996, 271, 12141-12144.
59. Johar, Z.; Zahn, A.; Leumann, C. J.; Jaun, B. Chem. Eur. J. 2008, 14, 1080-1086.
60. Morales, J. C.; Kool, E. T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1001-1007.
61. Pelletier, H.; Sawaya, M. R.; Kumar, A.; Wilson, S. H.; Kraut, J. Science 1994, 264, 1891-1903.
62. Ollis, D. L.; Brick, P.; Hamlin, R.; Xuong, N. G.; Steitz, T. A. Nature 1985, 313, 762-766.
63. Meyer, A. S.; Blandino, M.; Spratt, T. E. J. Biol. Chem. 2004, 279, 33043-33046.
64. Polesky, A. H.; Dahlberg, M. E.; Benkovic, S. J.; Grindley, N. D.; Joyce, C. M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 8417-8428.
65. Seeman, N. C.; Rosenberg, J. M.; Rich, A. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 804-808.
66. Bebenek, A.; Dressman, H. K.; Carver, G. T.; Ng, S.-s.; Petrov, V.; Yang, G.; Konigsberg, W. H.; Karam, J. D.; Drake, J. W. J. Biol. Chem. 2001, 276, 10387-10397.
67. Delaney, J. C.; Henderson, P. T.; Helquist, S. A.; Morales, J. C.; Essigmann, J. M.; Kool, E. T. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 4469-4473.
68. Goodman, M. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 10493-10495.
69. Kool, E. T. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2001, 30, 1-22.
70. Bittker, J. A.; Phillips, K. J.; Liu, D. R. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 367-374.