Solid-state and solution NMR studies of the CAP-gly domain of mammalian dynactin and its interaction with microtubules

Journal of the American Chemical Society

Volumn 131, Issue 29, 2009, Pages 10113-10126

  Sun, Shangjin ^a   Siglin, Amanda ^b   Williams, John C ^b   Polenova, Tatyana ^a  

^a UNIVERSITY OF DELAWARE   (United States)

^b CITY OF HOPE NATIONAL MEDICAL CENTER   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC LEVELS; BINDING PROTEINS; CELL DIVISIONS; CELL MOTILITY; CONFORMATIONAL CHANGE; DYNAMIC INFORMATION; HETERONUCLEAR CORRELATION; LONG RANGE ORDERS; MAGIC ANGLE SPINNING; MAGIC ANGLE SPINNING NMR; MICROTUBULE; MICROTUBULES; ORGANELLE TRANSPORT; PACLITAXEL; RESONANCE ASSIGNMENTS; SECONDARY STRUCTURES; SOLID STATE NMR; SOLUTION NMR; STRUCTURAL CHARACTERIZATION;

CELL MEMBRANES; CELL PROLIFERATION; MAMMALS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; RESONANCE; STRUCTURAL ANALYSIS;

SOLID SOLUTIONS;

CAP BINDING PROTEIN; DYNACTIN; GLYCINE; GLYCOGEN; PACLITAXEL;

ARTICLE; CELL DIVISION; CELL MOTILITY; CELL TRANSPORT; CELL VACUOLE; CONFORMATIONAL TRANSITION; CONTROLLED STUDY; MICROTUBULE; MICROTUBULE ASSEMBLY; MOLECULAR INTERACTION; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN DOMAIN; PROTEIN EXPRESSION; PROTEIN INTERACTION; PROTEIN SECONDARY STRUCTURE; PROTEIN STABILITY; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; SOLID STATE; SOLUBILITY; STRUCTURE ANALYSIS;

MICROTUBULE-ASSOCIATED PROTEINS; MICROTUBULES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; REPRODUCIBILITY OF RESULTS;

EID: 67651210400     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja902003u     Document Type: Article

References (84)

1. Vale, R. D. Cell 2003, 112, 467-480.
2. Chevalier-Larsen, E.; Holzbaur, E. L. F. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1762, 1094-1108.
3. Duncan, J. E.; Goldstein, L. S. B. PLoS Genet. 2006, 2, 1275-1284.
4. Fung, L. F.; Lo, A. K. F.; Yuen, P. W.; Liu, Y.; Wang, X. H.; Tsao, S. W. Life Sci. 2000, 67, 923-936.
5. Gerdes, J. M.; Katsanis, N. Cell. Mol. Life Sci. 2005, 62, 1556-1570.
6. Guo, Y.; Petrof, B. J.; Hussain, S. N. A. Muscle Nerve 2001, 24, 1468-1475.
7. National Institutes of Health NINDS Web site. http://www.ninds.nih.gov/ disorders/motor-neuron-diseases/detail-motor-neuron-diseases.htm.
8. Stokin, G. B.; Goldstein, L. S. B. Annu. Rev. Biochem. 2006, 75, 607-627.
9. Stokin, G. B.; Goldstein, L. S. B. J. Physiol. (Paris) 2006, 99, 193-200.
10. Tan, G.; Lightcap, C. M.; Williams, J. C.; Schnell, M. J. J. Neurovirol. 2006, 12, 80-80.
11. Vadlamudi, R. K.; Bagheri-Yarmand, R.; Yang, Z.; Balasenthil, S.; Nguyen, D.; Sahin, A. A.; den Hollander, P.; Kumar, R. Cancer Cell 2004, 5, 575-585.
12. Schroer, T. A. Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2004, 20, 759-79.
13. Galjart, N. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 487-498.
14. Riehemann, K.; Sorg, C. Trends Biochem. Sci. 1993, 18, 82-83.
15. Pierre, P.; Scheel, J.; Rickard, J. E.; Kreis, T. E. Cell 1992, 70, 887-900.
16. Feierbach, B.; Nogales, E.; Downing, K. H.; Stearns, T. J. Cell Biol. 1999, 144, 113-124.
17. Scheel, J.; Pierre, P.; Rickard, J. E.; Diamantopoulos, G. S.; Valetti, C.; van der Goot, F. G.; Haner, M.; Aebi, U.; Kreis, T. E. J. Biol. Chem. 1999, 274, 25883-25891.
18. Perez, F.; Pernet-Gallay, K.; Nizak, C.; Goodson, H. V.; Kreis, T. E.; Goud, B. J. Cell Biol. 2002, 156, 631-642.
19. Li, S. L.; et al. J. Biol. Chem. 2002, 277, 48596-48601.
20. Saito, K.; et al. Structure 2004, 12, 1719-1728.
21. Venkateswarlu, K.; Hanada, T.; Chishti, A. H. J. Cell Sci. 2005, 118, 2471-2484.
22. Puls, I.; Jonnakuty, C.; LaMonte, B. H.; Holzbaur, E. L. F.; Tokito, M.; Mann, E.; Floeter, M. K.; Bidus, K.; Drayna, D.; Oh, S. J.; Brown, R. H.; Ludlow, C. L.; Fischbeck, K. H. Nat. Genet. 2003, 33, 455-456.
23. Mojsilovic-Petrovic, J.; Jeong, G. B.; Crocker, A.; Arneja, A.; David, S.; Russell, D.; Kalb, R. G. J. Neurosci. 2006, 26, 9250-9263.
24. Levy, J. R.; Sumner, C. J.; Caviston, J. P.; Tokito, M. K.; Ranganathan, S.; Ligon, L. A.; Wallace, K. E.; LaMonte, B. H.; Harmison, G. G.; Puls, L.; Fischbeck, K. H.; Holzbaur, E. L. F. J. Cell Biol. 2006, 172, 733-745.
25. Farrer, M. J.; et al. Nat. Genet. 2009, 41, 163-165.
26. Weisbrich, A.; Honnappa, S.; Jaussi, R.; Okhrimenko, O.; Frey, D.; Jelesarov, I.; Akhmanova, A.; Steinmetz, M. O. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007, 14, 959-967.
27. Hayashi, I.; Plevin, M. J.; Ikura, M. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007, 14, 980-1.
28. Hayashi, I.; Wilde, A.; Mal, T. K.; Ikura, M. Mol. Cell 2005, 19, 449-60.
29. Honnappa, S.; Okhrimenko, O.; Jaussi, R.; Jawhari, H.; Jelesarov, I.; Winkler, F. K.; Steinmetz, M. O. Mol. Cell 2006, 23, 663-71.
30. McDermott, A.; Polenova, T.; Bockmann, A.; Zilm, K. W.; Paulsen, E. K.; Martin, R. W.; Montelione, G. T. J. Biomol. NMR 2000, 16, 209-219.
31. Marulanda, D.; Tasayco, M. L.; McDermott, A.; Cataldi, M.; Arriaran, V.; Polenova, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16608-16620.
32. Marulanda, D.; Tasayco, M. L.; Cataldi, M.; Arriaran, V.; Polenova, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18135-18145.
33. Yang, J.; Paramasivan, S.; Marulanda, D.; Cataidi, M.; Tasayco, M. L.; Polenova, T. Magn. Reson. Chem. 2007, 45, S73-S83.
34. Yang, J.; Tasayco, M. L.; Polenova, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5798-5807.
35. Pauli, J.; Baldus, M.; van Rossum, B.; de Groot, H.; Oschkinat, H. ChemBioChem 2001, 2, 272-281.
36. Castellani, F.; van Rossum, B.; Diehl, A.; Schubert, M.; Rehbein, K.; Oschkinat, H. Nature 2002, 420, 98-102.
37. Bockmann, A.; Lange, A.; Galinier, A.; Luca, S.; Giraud, N.; Juy, M.; Heise, H.; Montserret, R.; Penin, F.; Baldus, M. J. Biomol. NMR 2003, 27, 323-339.
38. Ernst, M.; Detken, A.; Bockmann, A.; Meier, B. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15807-15810.
39. Paulson, E. K.; Morcombe, C. R.; Gaponenko, V.; Dancheck, B.; Byrd, R. A.; Zilm, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15831-15836.
40. Igumenova, T. I.; McDermott, A. E.; Zilm, K. W.; Martin, R. W.; Paulson, E. K.; Wand, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6720-6727.
41. Jaroniec, C. P.; MacPhee, C. E.; Bajaj, V. S.; McMahon, M. T.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 711-716.
42. Zech, S. G.; Wand, A. J.; McDermott, A. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8618-8626.
43. Heise, H.; Hoyer, W.; Becker, S.; Andronesi, O. C.; Riedel, D.; Baldus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15871-15876.
44. Siemer, A. B.; Ritter, C.; Ernst, M.; Riek, R.; Meier, B. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2441-2444.
45. Franks, W. T.; Zhou, D. H.; Wylie, B. J.; Money, B. G.; Graesser, D. T.; Frericks, H. L.; Sahota, G.; Rienstra, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12291-12305.
46. Cady, S. D.; Hong, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 1483-1488.
47. Li, Y.; Berthold, D. A.; Gennis, R. B.; Rienstra, C. M. Protein Sci. 2008, 17, 199-204.
48. Bockmann, A. C. R. Chim. 2006, 9, 381-392.
49. Frericks, H. L.; Zhou, D. H.; Yap, L. L.; Gennis, R. B.; Rienstra, C. M. J. Biomol. NMR 2006, 36, 55-71.
50. De Paepe, G.; Bayro, M. J.; Lewandowski, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1776-1777.
51. Hong, M. Structure 2006, 14, 1731-1740.
52. Kobayashi, M.; Matsuki, Y.; Yumen, I.; Fujiwara, T.; Akutsu, H. J. Biomol. NMR 2006, 36, 279-293.
53. Lange, A.; Giller, K.; Hornig, S.; Martin-Eauclaire, M. F.; Pongs, O.; Becker, S.; Baldus, M. Nature 2006, 440, 959-962.
54. Chen, L. L.; Kaiser, J. M.; Lai, J. F.; Polenova, T.; Yang, J.; Rienstra, C. M.; Mueller, L. J. Magn. Reson. Chem. 2007, 45, S84-S92.
55. Chen, L.; Kaiser, J. M.; Polenova, T.; Yang, J.; Rienstra, C. M.; Mueller, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10650-10651.
56. Varga, K.; Tian, L.; McDermott, A. E. Biochim. Biophys. Acta-Proteins Proteomics 2007, 1774, 1604-1613.
57. Lorieau, J. L.; Day, L. A.; McDermott, A. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 10366-10371.
58. Goldbourt, A.; Gross, B. J.; Day, L. A.; McDermott, A. E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2338-2344.
59. Baldus, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2006, 16, 618-623.
60. Egawa, A.; Fujiwara, T.; Mizoguchi, T.; Kakitani, Y.; Koyama, Y.; Akutsu, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 790-795.
61. Paik, Y.; Yang, C.; Metaferia, B.; Tang, S. B.; Bane, S.; Ravindra, R.; Shanker, N.; Alcaraz, A. A.; Johnson, S. A.; Schaefer, J.; O'Connor, R. D.; Cegelski, L.; Snyder, J. P.; Kingston, D. G. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 361-370.
62. Wickner, R. B.; Dyda, F.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 2403-2408.
63. Wasmer, C.; Lange, A.; Van Melckebeke, H.; Siemer, A. B.; Riek, R.; Meier, B. H. Science 2008, 319, 1523-1526.
64. Helmus, J. J.; Surewicz, K.; Nadaud, P. S.; Surewicz, W. K.; Jaroniec, C. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6284-6289.
65. van der Wel, P. C. A.; Lewandowski, J. R.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5117-5130.
66. Chimon, S.; Shaibat, M. A.; Jones, C. R.; Calero, D. C.; Aizezi, B.; Ishii, Y. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007, 14, 1157-1164.
67. Cornilescu, G.; Delaglio, F.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 13, 289-302.
68. Chen, L. L.; Olsen, R. A.; Elliott, D. W.; Boettcher, J. M.; Zhou, D. H. H.; Rienstra, C. M.; Mueller, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9992-9993.
69. Sillen, A.; Barbier, P.; Landrieu, I.; Lefebvre, S.; Wieruszeski, J. M.; Leroy, A.; Peyrot, V.; Lippens, G. Biochemistry 2007, 46, 3055-3064.
70. Mossessova, E.; Lima, C. D. Mol. Cell 2000, 5, 865-876.
71. Marley, J.; Lu, M.; Bracken, C. J. Biomol. NMR 2001, 20, 71-75.
72. Wishart, D. S.; Bigam, C. G.; Yao, J.; Abildgaard, F.; Dyson, H. J.; Oldfield, E.; Markley, J. L.; Sykes, B. D. J. Biomol. NMR 1995, 6, 135-40.
73. Baldus, M.; Petkova, A. T.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. Mol. Phys. 1998, 95, 1197-1207.
74. Takegoshi, K.; Nakamura, S.; Terao, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 631-637.
75. Verel, R.; Baldus, M.; Ernst, M.; Meier, B. H. Chem. Phys. Lett. 1998, 287, 421-428.
76. Neue, G.; Dybowski, C. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1997, 7, 333-336.
77. Morcombe, C. R.; Zilm, K. W. J. Magn. Reson. 2003, 162, 479-486.
78. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Auger, M.; Lakshmi, K. V.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6951-6958.
79. Marion, D.; Wuthrich, K. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1983, 113, 967-74.
80. Delaglio, F.; Grzesiek, S.; Vuister, G. W.; Zhu, G.; Pfeifer, J.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1995, 6, 277-293.
81. Goddard, T. D.; Kneller, D. G. Sparky 3. University of California, San Francisco.
82. Stern, A. S.; Li, K. B.; Hoch, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1982-1993.
83. Mobli, M.; Maciejewski, M. W.; Gryk, M. R.; Hoch, J. C. J. Biomol. NMR 2007, 39, 133-139.
84. Laskowski, R. A.; Hutchinson, E. G.; Michie, A. D.; Wallace, A. C.; Jones, M. L.; Thornton, J. M. Trends Biochem. Sci. 1997, 22, 488-490.