Nucleic acid folding determined by mesoscale modeling and NMR spectroscopy: solution structure of d(GCGAAAGC)

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 19, 2009, Pages 6881-6893

  Santini, Guillaume P H ^a   Cognet, Jean A H ^a   Xu, Duanxiang ^b   Singarapu, Kiran K ^b   Du Penhoat, Catherine Hervé ^b,c  

^a SORBONNE UNIVERSITÉ   (France)

^b UNIVERSITY AT BUFFALO   (United States)

^c UNIVERSITÉ PARIS 13   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; GENES; MOLECULAR MECHANICS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; NUCLEIC ACIDS; NUCLEOTIDES; SIMULATED ANNEALING; TORSIONAL STRESS;

31P-NMR; BASE PAIRS; BASE-STACKING; BIOPOLYMER CHAINS; DINUCLEOTIDE; DNA SOLUTIONS; DNA STRUCTURE; HIGH-SENSITIVITY; LOOP CONFORMATION; MESOSCALE MODELING; MESOSCOPIC MOLECULAR MODELING; MOLECULAR CONFORMATION; NMR DATA; NMR SPECTROSCOPY; PHOSPHODIESTER; SINGLE-STRANDED DNA; SOLUTION STRUCTURES; TORSION ANGLE;

CONFORMATIONS;

EID: 67650021397     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8100656     Document Type: Article

References (83)

1. Klosterman, P. S.; Hendrix, D. K.; Tamura, M.; Holbrook, S. R.; Brenner, S. E. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 2342.
2. Lee, C. L.; Gutell, R. R. J. MoL. Biol 2004, 344, 1225.
3. Jaeger, L.; Westhof, E.; Leontis, N. B. Nucleic Acids Res. 2001, 29, 455.
4. Lescoute, A.; Leontis, N. B.; Massire, C.; Westhof, E. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 2395.
5. Patel, S. D.; Rhodes, D. G.; Burgess, D. J. AAPS J. 2005, 7, e61.
6. Sinden, R. R.; Potaman, V. N.; Oussatcheva, E. A.; Pearson, C. E.; Lyubchenko, Y. L.; Shlyakhtenko, L. S. J. Biosci. 2002, 27, 53.
7. Hilbers, C. W.; Heus, H. A.; van Dongen, M. J. P.; Wijmenga, S. S. The hairpin elements of nucleic acid structure: DNA and RNA folding. In Nucleic Acids and Molecular Biology; Eckstein, F., Tilley, D. M. J., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 1994; Vol. 8, p 56.
8. Varani, G. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1995, 24, 379.
9. Nakano, M.; Moody, E. M.; Liang, J.; Bevilacqua, P. C. Biochemistry 2002, 41, 14281.
10. van Dongen, M. J. P.; Wijmenga, S. S.; van der Marel, G. A.; van Boom, J. H.; Hilbers, C. W. J. Mol. Biol. 1996, 263, 715.
11. Tucker, B. J.; Breaker, R. R. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 342.
12. Chou, S.-H.; Chin, K.-H.; Wang, A. H.-J. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2461.
13. Hirao, I.; Nishimura, Y.; Tagawa, Y.; Watanabe, K.; Muira, K.-I. Nucleic Acids Res. 1992, 20, 3891.
14. Grajcar, L.; El Amri, C.; Ghomi, M.; Fermandjian, S.; Huteau, V.; Mandel, R.; Lecomte, S.; Baron, M.-H. Biopolymers 2006, 82, 6.
15. Antao, V. P.; Tinoco, I., Jr. Nucleic Acids Res. 1992, 20, 819.
16. Correll, C. C.; Swinger, K. RNA 2003, 9, 355.
17. Godson, G. N.; Barrell, B. G.; Staden, R.; Fiddes, G. C. Nature (London) 1978, 276, 236.
18. Hirao, I.; Ishida, M.; Watanabe, K.; Miura, K. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1087, 199.
19. van Dongen, M. J. P.; Mooren, M. M. W.; Willems, E. F. A.; van der Marel, G. A.; van Boom, J. H; Wijmenga, S. S.; Hilbers, C. W. Nucleic Acids Res. 1997, 25, 1537.
20. Pakleza, C.; Cognet, J. A. H. Nucleic Acids Res. 2003, 321, 1075.
21. Santini, G. P. H.; Pakleza, C.; Cognet, J. A. H. Nucleic Acids Res. 2003, 321, 1086.
22. Wüthrich, K. in NMR of Proteins and Nucleic Acids; John Wiley & Sons: New York, 1986: p 203.
23. Kim, S.-G.; Lin, L.-J.; Reid, B. R. Biochemistry 1992, 31, 3564.
24. Varani, G.; Aboul-ela, F.; Allain, F. H.-T. Pros. NMR Spectrosc 1996, 29, 51.
25. Saenger, W. In Principles of Nucleic Acid Structure; Springer-Verlag: New York, 1984.
26. Gorenstein, D. G; Schroeder, S. A.; Fu, J. M.; Metz, J. T.; Roongta, V.; Jones, C. R. Biochemistry 1988, 27, 7223.
27. Přecechtělová, J.; Munzarová, M. L.; Novák, P.; Sklenář, V. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2658.
28. Precechtělová, J.; Padrta, P.; Munzarová, M. L.; Sklenář, V. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3470.
29. Heddi, B.; Foloppe, N.; Bouchemal, N.; Hantz, E.; Hartmann, B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9170.
30. Keepers, J. W.; Kollman, P. A.; Weiner, P. K.; James, T. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982, 79, 5537.
31. Güntert, P.; Mumenthaler, C.; Wüthrich, K. J. Mol. Biol. 1997, 273, 283.
32. Pearlman, D. A.; Case, D. A.; Caldwell, J. W.; Ross, W. R.; Cheatham, T. E.; DeBolt, S.; Ferguson, D.; Seibel, G.; Kollman, P. A. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 1.
33. Plateau, P.; Gueron, M. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 7310.
34. Piantini, U.; Sorensen, O. W.; Ernst, R. R. J. Am. Chem Soc. 1982, 104, 6800.
35. Griesinger, C.; Otting, G.; Wüthrich, K.; Ernst, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 7870.
36. Kumar, A.; Ernst, R. R.; Wüthrich, K. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1980, 95, 1.
37. Sklená̌r, V.; Bax, A. J. Magn. Reson. 1987, 74, 469.
38. Castagne, C.; Murphy, E. C.; Gronenborn, A. M.; Delepierre, M. Eur. J. Biochem. 2000, 267, 1223.
39. Bodenhausen, G.; Ruben, D. J. Chem. Phys. Lett. 1980, 69, 185.
40. Guntert, P.; Dotsch, V.; Wider, G.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1992, 2, 619.
41. Bartels, C.; Xia, T.; Billeter, M.; Güntert, P.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1995, 6, 1.
42. Padrta, P.; Stefl, R.; Kralik, L.; Zidek, L.; Sklenář, V. J. Biomol. NMR 2002, 24, 1.
43. Heus, H. A.; Pardi, A. Science 1991, 253, 191.
44. Jucker, F. M.; Heus, H. A.; Yip, P. F.; Moors, E. H. M.; Pardi, A. J. Mol. Biol. 1996, 264, 968.
45. Allain, F. H. T.; Varani, G. J. Mol. Biol. 1995, 250, 333.
46. Chou, S.-H.; Zhu, L.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1997, 267, 1055.
47. Güntert, P.; Billeter, M.; Ohlenschläger, O.; Brown, L. R.; Wüthrich, K. J. Biomol. NMR 1998, 12, 543.
48. Güntert, P.; Braun, W.; Wüthrich, K. J. Mol. Biol. 1991, 217, 517.
49. Arnott, S.; Campbell-Smith, P.; Chandrasekaran, R. Atomic coordinates and molecular conformations for DNA-DNA, RNA-RNA, and DNA-RNA helices. In CRC Handbook of Biochemistry and Molecular Biology; Fasman, G. D., Ed.; CRC Press Inc.: Cleveland, Ohio, 1976; Vol. 2, p 411.
50. Case, D. A.; Cheatham, T. E.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R.; Merz, K. M.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668.
51. 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.
52. Boulard, Y.; Cognet, J. A. H.; Gabarro-Arpa, J.; Le Bret, M.; Carbonnaux, C.; Fazakerley, G. V. J. Mol. Biol. 1995, 246, 194.
53. Schneider, B.; Neidle, S.; Berman, H. M. Biopolymers 1997, 42, 113.
54. Djuranovic, D.; Hartmann, B. J. Biomol. Struct. Dyn 2003, 20, 771.
55. Flory, P. In Statistical Mechanics of Chain Molecules; Interscience: New York, 1969; ISBN 0-470-26495-0. Reissued 1989, ISBN 1-56990-019-1.
56. Auffinger, P.; Louise-May, S.; Westhof, E. Biophys. J. 1999, 76, 50.
57. Auffinger, P.; Vaiana, A. C. In Handbook of RNA Biochemistry, Molecular dynamics of RNA systems; Hartmann, R. K., Bindereif, A., Schön, A., Westhof, E., Eds.; Wiley VCH: Weinheim, Germany, 2005; p 560.
58. Barfield, M.; Dingley, A. J.; Feigon, J.; Grzesiek, S. J. Am. Chem Soc. 2001, 123, 4014.
59. Santos, R. A.; Tang, P.; Harbison, G. S. Biochemistry 1989, 28, 9372.
60. Ebrahimi, M.; Rossi, P.; Rogers, C.; Harbison, G S. J. Magn. Reson. 2001, 150, 1.
61. Sarma, R. H.; Mynott, R. J.; Wood, D. J.; Hrusha, F. E. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 6457.
62. Szyperski, T.; Götte, M.; Billeter, M.; Perola, E.; Cellai, L.; Heumann, H.; Wuthrich, K. J. Biomol. NMR 1999, 13, 343.
63. Cognet, J. A. H.; Boulard, Y.; Fazakerley, G. V. J. Mol. Biol. 1995, 246, 209.
64. Wijmenga, S. S.; Kruithof, M.; Hilbers, C. W. J. Biomol. NMR 1997, 10, 337.
65. Gonzalez, C.; Rullmann, J. A. C.; Bonvin, A. M. J. J.; Boelens, R.; Kaptein, R. J. Magn. Reson. 1991, 91, 659.
66. Koning, T. M. G.; Boelens, R.; Van der Marel, G. A.; Van Boom, J. H.; Kaptein, R. Biochemistry 1991, 30, 3787.
67. Chou, S.-H.; Zhu, L.; Gao, Z.; Cheng, J.-W.; Reid, B. R. J. Mol. Biol. 1996, 264, 981.
68. Lamoureux, M.; Patard, L.; Hernandez, B.; Couesnon, T.; Santini, G P. H.; Cognet, J. A. H.; Gouyette, C.; Cordier, C. Spectrochim. Acta. Part A 2006, 65, 84.
69. Mauffret, O.; Amir-Aslani, A.; Maroun, R. G.; Monnot, M.; Lescot, E.; Fermandjian, S. J. Mol. Biol 1998, 283, 643.
70. Zhu, L.; Chou, S.-H.; Reid, B. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 12159.
71. Kuklenyik, Z.; Yao, S.; Marzilli, L. G. Eur. J. Biochem. 1996, 236, 960.
72. Chou, S.-H.; Tseng, Y.-Y.; Chu, B.-Y. J. Biomol. NMR 2000, 17, 1.
73. Baxter, S. M.; Greizerstein, M. B.; Kushlan, D. M.; Ashley, G. W. Biochemistry 1993, 32, 8702.
74. Chou, S.-H.; Chen, J.-W.; Fedoroff, O. Y.; Chuprina, V. P.; Reid, B. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3114.
75. Hilbers, C. W.; Heus, H. A.; van Dongen, M. J. P.; Wijmenga, S. S. Nucleic Acids Mol. Biol. 1994, 8, 56.
76. Blommers, M. J. J.; van de Ven, F. J. M.; van der Marel, G. A.; Van Boom, J. H.; Hilbers, C. W. Eur. J. Biochem. 1991, 201, 33.
77. Chou, S.-H.; Chin, K.-H.; Chen, C. W. J. Biomol. NMR 2001, 19, 33.
78. Jucker, F. M.; Pardi, A. Biochemistry 1995, 34, 14416.
79. Legault, P.; Pardi, A. J. Magn. Reson. B 1994, 103, 82.
80. Furtig, B.; Richter, C.; Bermel, W.; Schwalbe, H. J. Biomol. NMR 2004, 28, 69.
81. Sunami, T.; Kondo, J.; Hirao, I.; Watanabe, K.; Miura, K.-I.; Takénaka, A. Acta Crystallogr. 2004, D60, 90.
82. Perez, A.; Lankas, F.; Luque, J. F.; Orozco, M. Nucleic Acids Res. 2008, 36, 2379.
83. Werner, M. H.; Gupta, V.; Lambert, L. J.; Nagata, T. Methods Enzmo. 2001, 338, 283.