Ligand migration between internal docking sites in photodissociated carbonmonoxy neuroglobin

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 46, 2009, Pages 15334-15343

  Lutz, Stephan ^a   Nienhaus, Karin ^b   Nienhaus, G Ulrich ^b,c,d   Meuwly, Markus ^a  

^a UNIVERSITY OF BASEL   (Switzerland)

^b UNIVERSITY OF ULM   (Germany)

^c KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^d University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DOCKING; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR DYNAMICS; PORPHYRINS;

ACTIVE SITE; DISTAL POCKET; DOCKING SITES; FOURIER TRANSFORM INFRARED; FTIR; HEME PROTEINS; LOW TEMPERATURES; MD SIMULATION; MIGRATION NETWORKS; MIGRATION PATHWAY; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NEUROGLOBIN; POPULATION ANALYSIS; SIDE CHAINS; TEMPERATURE DERIVATIVES; WILD TYPES;

LIGANDS;

EID: 70449578876     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp905673p     Document Type: Article

References (73)

1. Burmester, T.; Weich, B.; Reinhardt, S.; Hankeln, T. Nature 2000, 407 520-523.
2. Nienhaus, K.; Nienhaus, G. U. IUBMB UFE 2007, 59, 490-497.
3. Fago, A.; Hundahl, C.; Dewilde, S.; Gilany, K.; Moens, L.; Weber, R. E. J. Biol. Chem. 2004, 279, 44411-44426.
4. Greenberg, D. A.; Jin, K.; Khan, A. A. Curr. Opin. Pharmacol. 2008, 8, 20-24.
5. Esplugues, J. V. Br. J. Pharmacol. 2002, 135, 1079-1095.
6. Herold, S.; Fago, A.; Weber, R. E.; Dewilde, S.; Moens, L. J. Biol. Chem. 2004, 279, 22841-22847.
7. Weiland, T. R.; Kundu, S.; Trent, J. T.; Hoy, J. A.; Hargrove, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11930-11935.
8. Roesner, A.; Fuchs, C.; Hankeln, T.; Burmester, T. Mol. Biol. Evol. 2005, 22, 12-20.
9. Pesce, A.; Dewilde, S.; Nardini, M.; Moens, L.; Ascenzi, P.; Hankeln, T.; Burmester, T.; Bolognesi, M. Structure 2003, 11, 1087-1095.
10. Dewilde, S.; Kiger, L.; Burmester, T.; Hankeln, T.; Baudin-Creuza, V.; Aerts, T.; Marden, M. C.; Caubergs, R.; Moens, L. J. Biol. Chem. 2001, 276, 38949-38955.
11. Fago, A.; Mathews, A. J.; Dewilde, S.; Moens, L.; Brittain, T. J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 1339-1343.
12. Brunori, M.; Giuffre, A.; Nienhaus, K.; Nienhaus, G. U.; Scandurra, F. M.; Vallone, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 8483-8488.
13. Vallone, B.; Nienhaus, K.; Matthes, A.; Brunori, M.; Nienhaus, G. U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 17351-17356.
14. Vallone, B.; Nienhaus, K.; Brunori, M.; Nienhaus, G. U. Proteins 2004, 56, 85-92.
15. Nienhaus, K.; Nienhaus, G. U. J. Biol. Phys. 2005, 37, 417-432.
16. Tilton, R. F.; Kuntz, I. D.; Petsko, G. A. Biochemistry 1984, 23, 2849-2857.
17. Schlichting, I.; Berendzen, J.; Phillips, G. N.; Sweet, R. M. Nature 1994, 371, 808-812.
18. Hartmann, H.; Zinser, S.; Kominos, P.; Schneider, R. T.; Nienhaus, G. U.; Parak, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 7013-7016.
19. Ostermann, A.; Waschipky, R.; Parak, F. G.; Nienhaus, G. U. Nature 2000, 404, 205-208.
20. Schotte, F.; Lim, M. H.; Jackson, T. A.; Smirnov, A. V.; Soman, J.; Olson, J. S.; Phillips, G. N.; Wulff, M.; Anfinrud, P. A. Science 2003, 300, 1944-1947.
21. Schmidt, M.; Nienhaus, K.; Pahl, R.; Krasselt, A.; Anderson, S.; Parak, F.; Nienhaus, G. U.; Srajer, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 11704-11709.
22. Nienhaus, K.; Deng, P.; Kriegl, J. M.; Nienhaus, G. U. Biochemistry 2003, 42, 9647-9658.
23. Ouellett, H.; Ouellett, Y.; Richard, C.; Labarre, M.; Wittenberg, B.; Wittenberg, J.; Guertin, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99,5902-5907.
24. Mishra, S.; Meuwly, M. Biophys. J. 2009, 96, 2105-2118.
25. Couture, M.; Yeh, S. R.; Wittenberg, B. A.; Wittenberg, J. B.; Ouellet, Y.; Rousseau, D. L.; Guertin, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 11223-11228.
26. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Chem. Comput. 1983, 4, 187-217.
27. Mackerel Jr., A.; Brooks III, C.; Nilsson, L.; Roux, B.; Won, Y.; Karplus, M. In CHARMM: The energy function and its parameterization with an overview of the program.; Schleyer, P. v. R., et al., Eds.; John Wiley & Sons: Chichester, UK, 1998; Vol.1, pp 271-277.
28. Johnson, J.; Lamb, D.; Frauenfelder, H.; Müller, J. D.; McMahon, B.; Nienhaus, G.; Young, R. D. Biophys. J. 1996, 71, 1563-1573.
29. Rovira, C.; Schulze, B.; Eichinger, M.; Evanseck, J. D.; Parrinello, M. Biophys. J. 2001, 87, 435-445.
30. Merchant, K. A.; Noid, W. G.; Thompson, D. E.; Akiyama, R.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4-7.
31. Nienhaus, K.; Lutz, S.; Meuwly, M.; Nienhaus, G. U. ChemPhysChem 2009, in press.
32. Brooks, C. L.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 6312-6325.
33. Huffaker, J. N. J. Chem. Phys. 1976, 64, 3175-3181.
34. Huffaker, J. N. J. Chem. Phys. 1976, 64, 4564-4570.
35. Nutt, D. R.; Meuwly, M. Biophys. J. 2003, 85, 3612-3623.
36. Nutt, D. R.; Meuwly, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 5998-6002.
37. Straub, J. E.; Karplus, M. Chem. Phys. 1991, 158, 221-248.
38. Meuwly, M.; Becker, O. M.; Stote, R.; Karplus, M. Biophys. Chem. 2002, 98, 183-207.
39. Kuczera, K.; Kuriyan, J.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1990, 273, 351-373.
40. Kumar, S.; Rosenberg, J. M.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A. J. Chem. Comput. 1995, 76, 1339-1350.
41. Kriegl, J. M.; Bhattacharyya, A. J.; Nienhaus, K.; Deng, P.; Minkow, O.; Nienhaus, G. U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 7992-7997.
42. Nienhaus, G. U.; Mourant, J. R.; Chu, K.; Frauenfelder, H. Biochemistry 1994, 33, 13413-13430.
43. Berendzen, J.; Braunstein, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 1-5.
44. Mourant, J. R.; Braunstein, D. P.; Chu, K.; Frauenfelder, H.; Nienhaus, G. U.; Ormos, P.; Young, R. D. Biophys. J. 1993, 65, 1496-1507.
45. Austin, R. H.; Beeson, K. W.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1975, 14, 5355-5373.
46. Ehrenstein, D.; Nienhaus, G. U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 9681-9685.
47. Kriegl, J. M.; Nienhaus, K.; Deng, P.; Fuchs, J.; Nienhaus, G. U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 7069-7074.
48. Lehle, H.; Kriegl, J. M.; Nienhaus, K.; Deng, P.; Fengler, S.; Nienhaus, G. U. Biophys. J. 2005, 88, 1978-1990.
49. Lamb, D. C.; Nienhaus, K.; Arcovito, A.; Draghi, F.; Miele, A. E.; Brunori, M.; Nienhaus, G. U. J. Biol. Chem. 2002, 277, 11636-11644.
50. Nienhaus, K.; Maes, E. M.; Weichsel, A.; Montfort, W. R.; Nienhaus, G. U. J. Biol. Chem. 2004, 279, 39401-39407.
51. Nienhaus, G.; Nienhaus, G. U. Ligand dynamics in heme proteins observed by Fourier transform infrared spectroscopy at cryogenic temperatures. In Globins and other nitric oxide-reactive proteins, part B; Elsevier Academic Press Inc: New York, 2008; Vol.437, pp 347-378.
52. Frauenfelder, H.; McMahon, B. H.; Austin, R. H.; Chu, K.; Groves, J. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2370-2374.
53. Brunori, M.; Vallone, B. Cell. Mol. Life Sci. 2007, 64, 1259-1268.
54. Banushkina, P.; Meuwly, M. J. Phys. Chem. B 2005, 709, 1691116917.
55. Banushkina, P.; Meuwly, M. J. Chem. Phys. 2007, 127, 135101.
56. Kottalam, J.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 7690-7697.
57. Frauenfelder, H.; Parak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biochem. 1988, 17, 451-479.
58. Chu, K.; Ernst, R. M.; Frauenfelder, H.; Mourant, J. R.; Nienhaus, G. U.; Philipp, R. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 2607-2610.
59. Yang, F.; Phillips, G. N. J. Mol. Biol. 1996, 256, 762-774.
60. Müller, J. D.; McMahon, B. H.; Chien, E. Y. T.; Sligar, S. G.; Nienhaus, G. U. Biophys. J. 1999, 77, 1036-1051.
61. Devereux, M.; Meuwly, M. Biophys. J. 2009, 96, 4363-4375.
62. Ishikawa, H.; Kwak, K.; Chung, J. K.; Kim, S.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 8619-8624.
63. Schlichting, I.; Chu, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 2000, 10, 744-752.
64. Key, J.; Srajer, V.; Pahl, R.; Moffat, K. Biochemistry 2007, 46, 4106-4115.
65. Nienhaus, K.; Olson, J. S.; Franzen, S.; Nienhaus, G. U. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 40-41.
66. Hummer, G.; Schotte, F.; Anfinrud, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 15330-15334.
67. Nienhaus, K.; Nienhaus, G. U. J. Biol. Phys. 2007, 33, 357-370.
68. Nienhaus, K.; Ostermann, A.; Nienhaus, G. U.; Parak, F. G.; Schmidt, M. Biochemistry 2005, 44, 5095-5105.
69. Frauenfelder, H.; Nienhaus, G. U.; Johnson, J. B. Ber. Bunsen. Phys. Chem. 1991, 95, 272-278.
70. Nienhaus, G. U.; Heinzl, J.; Huenges, E.; Parak, F. Nature 1989, 338, 665-666.
71. Olson, J. S.; Soman, J.; Phillips, G. N. IUBMB UFE 2007, 59, 552-562.
72. Lamb, D. C.; Arcovito, A.; Nienhaus, K.; Minkow, O.; Draghi, F.; Brunori, M.; Nienhaus, G. U. Biophys. Chem. 2004, 109, 41-58.
73. Nienhaus, G. U.; Nienhaus, K. J. Biol. Phys. 2002, 28, 163-172.