Ensemble calculations of unstructured proteins constrained by RDC and PRE data: A case study of urea-denatured ubiquitin

Journal of the American Chemical Society

Volumn 132, Issue 2, 2010, Pages 694-705

  Huang, Jie Rong ^a   Grzesiek, Stephan ^a  

^a UNIVERSITY OF BASEL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINOMIAL DISTRIBUTION; CONFORMATIONAL ENSEMBLE; DIMENSIONAL SPACES; EXPERIMENTAL PARAMETERS; HELICAL CONFORMATION; HYDROPHOBIC CORE; LOW-ENERGY STATE; MINIMAL MODEL; NON-NATIVE; PARAMAGNETIC RELAXATION ENHANCEMENTS; POPULATION LEVELS; PROTEIN ENSEMBLES; QUANTITATIVE CHARACTERIZATION; RADIUS OF GYRATION; RESIDUAL DIPOLAR COUPLINGS; STRUCTURE CALCULATION; UBIQUITIN; UNFOLDED PROTEINS; XPLOR-NIH;

DENATURATION; METABOLISM; SAMPLING; UREA;

PROTEINS;

CARBON; CYSTEINE; UBIQUITIN; UREA;

ALPHA HELIX; ARTICLE; BINOMIAL DISTRIBUTION; CARBOXY TERMINAL SEQUENCE; CONTROLLED STUDY; MATHEMATICAL PARAMETERS; PARAMAGNETIC RELAXATION ENHANCEMENT; PROTEIN FOLDING; RESIDUAL DIPOLAR COUPLING;

ALGORITHMS; COMPUTER SIMULATION; MAGNETICS; MODELS, MOLECULAR; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN DENATURATION; PROTEIN FOLDING; UBIQUITIN; UREA;

EID: 74949131609     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja907974m     Document Type: Article

References (69)

1. Shortle, D. Faseb J. 1996, 10, 27-34.
2. Dobson, C. M. Nature 2003, 426, 884-890.
3. Dunker, A. K.; Silman, I.; Uversky, V. N.; Sussman, J. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 756-764.
4. Wright, P. E.; Dyson, H. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 19, 31-38.
5. Mittag, T.; Forman-Kay, J. D. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 3-14.
6. Meier, S.; Blackledge, M.; Grzesiek, S. J. Chem. Phys. 2008, 128, 052204.
7. Tycko, R.; Blanco, F. J.; Ishii, Y. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9340-9341.
8. Sass, H. J.; Musco, G.; Stahl, S. J.; Wingfield, P. T.; Grzesiek, S. J. Biomol. NMR 2000, 18, 303-309.
9. Gillespie, J. R.; Shortle, D. J. Mol. Biol. 1997, 268, 158-169.
10. Shortle, D.; Ackerman, M. S. Science 2001, 293, 487-489.
11. Fieber, W.; Kristjansdottir, S.; Poulsen, F. M. J. Mol. Biol. 2004, 339, 1191-1199.
12. Felitsky, D. J.; Lietzow, M. A.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6278-6283.
13. Meier, S.; Guthe, S.; Kiefhaber, T.; Grzesiek, S. J. Mol. Biol. 2004, 344, 1051-1069.
14. Binolfi, A.; Rasia, R. M.; Bertoncini, C. W.; Ceolin, M.; Zweckstetter, M.; Griesinger, C.; Jovin, T. M.; Fernandez, C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9893-9901.
15. Bertoncini, C. W.; Rasia, R. M.; Lamberto, G. R.; Binolfi, A.; Zweckstetter, M.; Griesinger, C.; Fernandez, C. J. Mol. Biol. 2007, 372, 708-722.
16. Mukrasch, M. D.; Markwick, P.; Biernat, J.; Bergen, M. V.; Bernado, P.; Griesinger, C.; Mandelkow, E.; Zweckstetter, M.; Blackledge, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5235-5243.
17. Meier, S.; Grzesiek, S.; Blackledge, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9799-9807.
18. Meier, S.; Strohmeier, M.; Blackledge, M.; Grzesiek, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 754-755.
19. Dames, S. A.; Aregger, R.; Vajpai, N.; Bernado, P.; Blackledge, M.; Grzesiek, S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13508-13514.
20. Lindorff-Larsen, K.; Kristjansdottir, S.; Teilum, K.; Fieber, W.; Dobson, C. M.; Poulsen, F. M.; Vendruscolo, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3291-3299.
21. Bertoncini, C. W.; Jung, Y. S.; Fernandez, C. O.; Hoyer, W.; Griesinger, C.; Jovin, T. M.; Zweckstetter, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 1430-1435.
22. Kristjansdottir, S.; Lindorff-Larsen, K.; Fieber, W.; Dobson, C. M.; Vendruscolo, M.; Poulsen, F. M. J. Mol. Biol. 2005, 347, 1053-1062.
23. Dedmon, M. M.; Lindorff-Larsen, K.; Christodoulou, J.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 476-477.
24. Francis, C. J.; Lindorff-Larsen, K.; Best, R. B.; Vendruscolo, M. Proteins 2006, 65, 145-152.
25. Marsh, J. A.; Neale, C.; Jack, F. E.; Choy, W. Y.; Lee, A. Y.; Crowhurst, K. A.; Forman-Kay, J. D. J. Mol. Biol. 2007, 367, 1494-1510.
26. Song, J.; Guo, L. W.; Muradov, H.; Artemyev, N. O.; Ruoho, A. E.; Markley, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 1505-1510.
27. Jha, A. K.; Colubri, A.; Freed, K. F.; Sosnick, T. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13099-13104.
28. Bernado, P.; Blanchard, L.; Timmins, P.; Marion, D.; Ruigrok, R. W.; Blackledge, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17002-17007.
29. Serrano, L. J. Mol. Biol. 1995, 254, 322-333.
30. Smith, L. J.; Bolin, K. A.; Schwalbe, H.; MacArthur, M. W.; Thornton, J. M.; Dobson, C. M. J. Mol. Biol. 1996, 255, 494-506.
31. Neri, D.; Billeter, M.; Wider, G.; Wuthrich, K. Science 1992, 257, 1559-1563.
32. Schwieters, C. D.; Kuszewski, J. J.; Tjandra, N.; Clore, G. M. J. Magn. Reson. 2003, 160, 65-73.
33. Schwieters, C. D.; Kuszewski, J. J.; Clore, G. M. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2006, 48, 47-62.
34. Iwahara, J.; Schwieters, C. D.; Clore, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5879-5896.
35. Moltke, S.; Grzesiek, S. J. Biomol. NMR 1999, 15, 77-82.
36. Zweckstetter, M.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3791-3792.
37. van Lune, F.; Manning, L.; Dijkstra, K.; Berendsen, H. J.; Scheek, R. M. J. Biomol. NMR 2002, 23, 169-179.
38. Yao, L.; Vögeli, B.; Ying, J.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16518-16520.
39. Solomon, I.; Bloembergen, N. J. Chem. Phys. 1956, 25, 261-266.
40. Iwahara, J.; Tang, C.; Clore, G. M. J. Magn. Reson. 2007, 184, 185-195.
41. Gillespie, J. R.; Shortle, D. J. Mol. Biol. 1997, 268, 170-184.
42. Sung, Y. H.; Eliezer, D. J. Mol. Biol. 2007, 372, 689-707.
43. Zerella, R.; Evans, P. A.; Ionides, J. M.; Packman, L. C.; Trotter, B. W.; Mackay, J. P.; Williams, D. H. Protein Sci. 1999, 8, 1320-1331.
44. Jourdan, M.; Searle, M. S. Biochemistry 2000, 39, 12355-12364.
45. Levinthal, C. Mossbauer Spectroscopy in Biological Systems: Proceedings of the University of Illinois Bulletin 1969, 67, 22-24.
46. Zwanzig, R.; Szabo, A.; Bagchi, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 20-22.
47. Meier, S.; Grzesiek, S.; Blackledge, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9799-9807.
48. Meier, S.; Strohmeier, M.; Blackledge, M.; Grzesiek, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 754-755.
49. Cornilescu, G.; Marquardt, J.; Ottiger, M.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6836-6837.
50. Gabel, F.; Jensen, M. R.; Zaccaï, G.; Blackledge, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8769-8771.
51. Kohn, J.; Millett, I.; Jacob, J.; Zagrovic, B.; Dillon, T.; Cingel, N.; Dothager, R.; Seifert, S.; Thiyagarajan, P.; Sosnick, T. R.; Hasan, M.; Pande, V.; Ruczinski, I.; Doniach, S.; Plaxco, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 12491-12496.
52. Svergun, D. I.; Richard, S.; Koch, M. H.; Sayers, Z.; Kuprin, S.; Zaccai, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 2267-2272.
53. Choy, W. Y.; Mulder, F. A.; Crowhurst, K. A.; Muhandiram, D. R.; Millett, I. S.; Doniach, S.; Forman-Kay, J. D.; Kay, L. E. J. Mol. Biol. 2002, 316, 101-112.
54. Tang, C.; Iwahara, J.; Clore, G. M. Nature 2006, 444, 383-386.
55. Reif, F. Fundamentals of Statistical and Thermal Physics; McGraw-Hill: New York, 1965.
56. Cox, J. P.; Evans, P. A.; Packman, L. C.; Williams, D. H.; Woolfson, D. N. J. Mol. Biol. 1993, 234, 483-492.
57. Wilkinson, K. D.; Mayer, A. N. Arch. Biochem. Biophys. 1986, 250, 390-399.
58. Brutscher, B.; Brüschweiler, R.; Ernst, R. R. Biochemistry 1997, 36, 13043-13053.
59. Cordier, F.; Grzesiek, S. Biochemistry 2004, 43, 11295-11301.
60. Lietzow, M. A.; Jamin, M.; Jane Dyson, H. J.; Wright, P. E. J. Mol. Biol. 2002, 322, 655-662.
61. Fitzkee, N. C.; Fleming, P. J.; Gong, H.; Panasik, N.; Street, T. O.; Rose, G. D. Trends Biochem. Sci. 2005, 30, 73-80.
62. Chen, X.; Sagle, L. B.; Cremer, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15104-15105.
63. Hua, L.; Zhou, R.; Thirumalai, D.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 16928-16933.
64. Zangi, R.; Zhou, R.; Berne, B. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1535-1541.
65. Went, H. M.; Jackson, S. E. Protein Eng., Des. Sel. 2005, 18, 229-237.
66. Sass, J.; Cordier, F.; Hoffmann, A.; Cousin, A.; Omichinski, J. G.; Lowen, H.; Grzesiek, S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2047-2055.
67. Kay, L. E.; Torchia, D. A.; Bax, A. Biochemistry 1989, 28, 8972-8979.
68. Delaglio, F.; Grzesiek, S.; Vuister, G. W.; Zhu, G.; Pfeifer, J.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1995, 6, 277-293.
69. Schwieters, C. D.; Clore, G. M. J. Magn. Reson. 2001, 152, 288-302.