Nonlinear infrared spectroscopy of protein conformational change during thermal unfolding

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 39, 2004, Pages 15332-15342

  Chung, Hoi Sung ^a   Khalil, Munira ^a,b   Tokmakoff, Andrei ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FEMTOSECOND TWO DIMENSIONAL INFRARED SPECTROSCOPY; NONLINEAR SPECTRA; PROTEIN FOLDING; VIBRATIONAL TRANSITIONS;

CONFORMATIONS; INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR STRUCTURE; MOLECULAR VIBRATIONS; REACTION KINETICS; THERMAL EFFECTS;

PROTEINS;

EID: 6344235637     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0479926     Document Type: Article

References (73)

1. Creighton, T. E. Kochem. J. 1990, 270, 1.
2. Dobson, C. M.; Sali, A.; Kaiplus, M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 868.
3. Eaton, W. A.; Mufloz, V.; Hagen, S. J.; Jas, G. S.; Lapidus, L. J.; Henry, E. R.; Hofrichter, J. Amu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2000, 29, 327.
4. Gruebele, M. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 485.
5. Balbach, J.; Forge, V.; Lau, W. S.; van Nuland, N. A. J.; Brew, K.; Dobson, C. M. Science 1996, 274, 1161.
6. Schotte, F.; Lim, M.; Jackson, T. A.; Smirnov, A. V.; Soman, J.; Olson, J. S.; Jr., P. G. N.; Wulff, M.; Anfinrud, P. A. Science 2003, 300, 1944.
7. Perman, B.; Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T.-y.; Pradervand, C.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Schotte, F.; Wulff, M.; Kort, R.; Hellingwerf, K.; Moffat, K. Science 1998, 279, 1946.
8. Doniach, S. Chem. Rev. 2001, 101, 1763.
9. Gruebele, M.; Sabelko, J.; Bailew, R.; Ervin, J. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 699.
10. Eaton, W. A.; Muñoz, V.; Thompson, P. A.; Henry, E. R.; Hofrichter, J. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 745.
11. Dyer, R. B.; Gai, F.; Woodruff, W. H.; Gilmanshin, R.; Callender, R. H. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 709.
12. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Sieg, A.; Schrader, T.; Zinth, W.; Renner, C.; Behrendth, R.; Moroder, L.; Wachtveitl, J.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 700, 6452.
13. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Behrendt, R.; Renner, C.; Moroder, L.; Wachtveitl, J.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8654.
14. Yamamoto, K.; Mizutani, Y.; Kitagawa, T. Biophys. J 2000, 79; 485.
15. Goldbeck, R. A.; Thomas, Y. G.; Chen, E.; Esquerra, R. M.; Kliger, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 2782.
16. O'Connor, D. B.; Goldbeck, R. A.; Hazzard, J. H.; Kliger, D. S.; Cusanovich, M. A. Biophys. J. 1993, 65, 1718.
17. Chen, E.; Wittung-Stafshede, P.; Kliger, D. S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 727, 3811.
18. Xie, X.; Simon, J. D. Rev. Sci. Instrum. 1989, 60, 2614.
19. Chen, E.; Goldbeck, R. A.; Kliger, D. S. J. Phys. Chem. A 2003, 707, 8149.
20. Lewis, J.; Goldbeck, R. A.; Kliger, D. S.; Xie, X.; Dunn, R. C.; Simon, J. D. J. Phys. Chem. 1992, 96, 5243.
21. Torii, H.; Tasumi, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 3379.
22. Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181.
23. Hamm, P.; Lim, M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 2036.
24. Woutersen, S.; Mu, Y.; Stock, G.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 11254.
25. Zanni, M. T.; Gnanakaran, S.; Stenger, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2001, 705, 6520.
26. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, R1035.
27. Huang, R.; Kubelka, J.; Barber-Armstrong, W.; Suva, R. A. G. D.; Decatur, S. M.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2346.
28. Moran, A.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.SA. 2004, 101, 506.
29. Cha, S.; Harn, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 740.
30. Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6915.
31. Khalil, M.; Demirdöven, N.; Tokmakoff, A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 5258.
32. Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 516.
33. Demirdöven, N.; Khalil, M.; Golonzka, O.; Tokmakoff, A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8025.
34. Thompson, D. E.; Merchant, K. A.; Payer, M. D. J. Chem. Phys. 2001, 115, 317.
35. Merchant, K. A.; Xu, Q.-H.; Thompson, D. E.; Payer, M. D. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 8839.
36. Choi, J.-H.; Ham, S.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9132.
37. Torii, H.; Tasumi, M. J. Roman Spectrosc. 1998, 29, 81.
38. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11316.
39. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2001, 115, 7737.
40. Hamm, P.; Lim, M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123.
41. Barth, A.; Zscherp, C. Q. Rev. Biophys. 2002, 35, 369.
42. Choi, J. H.; Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6821.
43. Bandekar, J.; Krimm, S. Kopolymers 1988, 27, 909.
44. Susi, H.; Byler, D. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1983, 115, 391.
45. Byler, D. M.; Susi, H. Biopolymers 1986, 25, 469.
46. Dong, A.; Huang, P.; Caughey, W. S. Biochemistry 1990, 29, 3303.
47. Cheatum, C. M.; Tokmakoff, A.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8201.
48. Demirdöven, N.; Cheatum, C. M.; Chung, H. S.; Khalil, M.; Knoester, J.; Tokmakoff, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7981.
49. Miyazawa, T.; Blout, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1961, 53, 712.
50. Wlodawer, A.; Svensson, L. A.; Sjolin, L.; Gilliland, G. L. Biochemistry 1988, 27, 2705.
51. Santoro, J.; Gonzalez, C.; Marta, B.; Neira, J. L.; Nieto, J. L.; Herranz, J.; Rico, M. J. Mol. Biol. 1993, 229, 722.
52. Stelea, S. D.; Pancoska, P.; Benight, A. S.; Keiderling, T. A. Protein Sci. 2001, 10, 970.
53. Reinstädler, D.; Fabian, H.; Backmann, J.; Naumann, D. Biochemistry 1996, 35, 15822.
54. Chen, M. C.; Lord, R. C. Biochemistry 1976, 15, 1889.
55. Takeda, N.; Kalo, M.; Taniguchi, Y. Biochemistry 1995, 34, 5980.
56. Hermans, J.; Scheraga, H. A. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3283.
57. Matheson, R. R.; Scheraga, H. A. Biochemistry 1979, 18, 2437.
58. Matthews, C. R.; Froebe, C. L. Macromolecules 1981, 14, 452.
59. Seshadri, S.; Oberg, K. A.; Fink, A. L. Biochemistry 1994, 33, 1351.
60. Klink, T. A.; Woycechowsky, K. J.; Taylor, K. M.; Raines, R. T. Ear. J. Biochem. 2000, 267, 567.
61. Sosnick, T. R.; Trewhella, J. Biochemistry 1992, 31, 8329.
62. Fabian, H.; Manisch, H. H. Biochemistry 1995, 34, 13651.
63. Sung, J.; Silbey, R. J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9266.
64. Khalil, M.; Demirdöven, N.; Tokmakoff, A. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 47401.
65. Gallagher Faeder, S. M.; Jonas, D. M. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10489.
66. Jackson, M.; Mantsch, H. H. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1995, 30, 95.
67. Shrager, R. I.; Hendler, R. W. Anal. Chem. 1982, 54, 1147.
68. Hofrichter, J.; Henry, E. R.; Sommer, J. H.; Deutsch, R.; Ikeda-Sailo, M.; Yonetani, T.; Eaton, W. A. Biochemistry 1985, 24, 2667.
69. Chen, W.-G.; Braiman, M. S. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 905.
70. Makhatadze, G. I.; Privalov, P. L. Adv. Protein Chem. 1995, 47, 307.
71. Pace, C. N.; Grimsley, G. R.; Thomas, S. T.; Makhatadze, G. I. Protein Sci. 1999, 8, 1500.
72. Scheurer, C.; Piryatinski, A.; Mukamel, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3114.
73. Woutersen, S.; Pfister, R.; Hamm, P.; Mu, Y. G.; Kosov, D. S.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6833.