Atomistic simulation of NO dioxygenation in group I truncated hemoglobin

Journal of the American Chemical Society

Volumn 132, Issue 9, 2010, Pages 2968-2982

  Mishra, Sabyashachi ^a   Meuwly, Markus ^a  

^a UNIVERSITY OF BASEL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMISTIC SIMULATIONS; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; H-BONDING NETWORKS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NO BINDING; PEROXIDE BOND; PEROXYNITRITES; PICOSECONDS; SEQUENCE OF EVENTS; TRUNCATED HEMOGLOBINS;

DETOXIFICATION; DISSOCIATION; ELECTRONIC STRUCTURE; HEMOGLOBIN; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR OXYGEN; NITRIC OXIDE; REACTION RATES;

OXIDATION;

GLUTAMINE; NITRATE; NITRIC OXIDE; OXYGEN; PEROXIDE; PEROXYNITRITE; PROTEIN; TRUNCATED HEMOGLOBIN; TYROSINE;

ARTICLE; ATOM; BINDING AFFINITY; CHEMICAL REACTION; CHEMICAL STRUCTURE; DIOXYGENATION; DISSOCIATION; ELECTRONICS; HYDROGEN BOND; MOLECULAR DYNAMICS; MUTANT; MUTATION; OXYGENATION; SIMULATION;

MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS; NITRATES; NITRIC OXIDE; OXIDATION-REDUCTION; OXYGEN; QUANTUM THEORY; TRUNCATED HEMOGLOBINS;

EID: 77949381909     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja9078144     Document Type: Article

References (84)

1. Wittenberg, J. B. Physiol. Rev. 1970, 50, 559-636.
2. Kundu, S.; Trent, J. T.; Hargrove, M. S. Trends Plant Sci. 2003, 8, 387-393.
3. Garrocho-Villegas, V.; Gopalasubramaniam, S. K.; Arredondo-Peter, R. Gene 2007, 398, 78-85.
4. Wittenberg, J. B.; Wittenberg, B. A. J. Exp. Biol. 2003, 206, 2011-2020.
5. Merx, M. W.; Goedecke, A.; Floegel, U.; Schrader, J. FASEB. J. 2005, 19, 1015-1017.
6. Garry, D. J.; Meeson, A.; Yan, Z.; Williams, R. S. Cell. Mol. Life Sci. 2000, 57, 896-898.
7. Marinis, E.; Casella, L.; Ciaccio, C.; Coletta, M.; Visca, P.; Ascenzi, P. IUBMB Life 2009, 61, 62-73.
8. Hausladen, A.; Gow, A.; Stamler, J. S. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 2001, 98, 10108-10112.
9. Doyle, M. P.; Hoekstra, J. W. J. Inorg. Biochem. 1981, 14, 351-358.
10. Floegel, U.; Merx, M. W.; Goedecke, A.; Decking, U. K. M.; Schrader, J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001, 98, 735-740.
11. Eich, R. F.; Li, T.; Lemon, D. D.; Doherty, D. H.; Curry, S. R.; Aitken, J. F.; Mathews, A. J.; Johnson, K. A.; Smith, R. D.; Phillips, G. N., Jr.; Olson, J. S. Biochemistry 1996, 35, 6976-6983.
12. Herold, S.; Exner, M.; Nauser, T. Biochemistry 2001, 40, 3385-3395.
13. Gardner, P. R.; Gardner, A. M.; Brashear, W. T.; Suzuki, T.; Hvitved, A. N.; Setchell, K. D.; Olson, J. S. J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 542-550.
14. Bourassa, J. L.; Ives, E. L.; Marqueling, A. L.; Shimanovich, R.; Groves, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5142-5143.
15. Su, J.; Groves, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12979-12988.
16. Herold, S. FEBS Lett. 1999, 443, 81-84.
17. Olson, J. S.; Foley, E. W.; Rogge, C.; Tsai, A.-L.; Doyle, M. P.; Lemon, D. D. Free Radical Biol. Med. 2004, 36, 685-697.
18. Blomberg, L. M.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 923-935.
19. Goldstein, S.; Merenyi, G.; Samuni, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15694-15701.
20. Hvitved, A.; Foley, E.; Rogge, C.; Tsai, A.-L.; Olson, J. Free Radical Biol. Med. 2005, 39, S101-S101.
21. Yukl, E. T.; de Vries, S.; Moenne-Loccoz, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7234-7235.
22. Herold, S.; Puppo, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 935-945.
23. Hargrove, M. S.; Barry, J. K.; Brucker, E. A.; Berry, M. B.; Phillips, G. N., Jr.; Olson, J. S.; Arredondo-Peter, R.; Dean, J. M.; Klucas, R. V.; Sarath, G. J. Mol. Biol. 2007, 266, 1032-1042.
24. Gardner, P. R.; Gardner, A. M.; Martin, L. A.; Salzman, A. L. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 1998, 95, 10378-10383.
25. Hausladen, A.; Gow, A. J.; Stamler, J. S. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 1998, 95, 14100-14105.
26. Ermler, U.; Siddiqui, R. A.; Cramm, R.; Friedrich, B. EMBO J. 1995, 14, 6067-6077.
27. Herold, S.; Rock, G. Biochemistry 2005, 16, 6223-6231.
28. Moller, J. K. S.; Skibsted, L. H. Chem. - Eur. J. 2004, 10, 2291-2300.
29. Ouellet, H.; Ouellet, Y.; Richard, C.; Labarre, M.; Wittenberg, B.; Wittenberg, J.; Guertin, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5902-5907.
30. Angelo, M.; Hausladen, A.; Singel, D.; Stamler, J. S. Methods Enzymol. 2008, 436, 131-168.
31. Ouellet, H.; Juszczak, L.; Dantsker, D.; Samuni, U.; Ouellet, Y. H.; Savard, P.-Y.; Wittenberg, J. B.; Wittenberg, B. A.; Friedman, J. M.; Guertin, M. Biochemistry 2003, 42, 5764-5774.
32. Milani, M.; Pesce, A.; Nardini, M.; Ouellet, H.; Ouellet, Y.; Dewilde, S.; Bocedi, A.; Ascenzi, P.; Guertin, M.; Moens, L.; Friedman, J. M.; Wittenberg, J. B.; Bolognesi, M. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 97-109.
33. Couture, A.; 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.
34. Ascenzi, P.; Bolognesi, M.; Visca, P. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, 357, 809-814.
35. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227-249.
36. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 718-730.
37. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700-733.
38. Crespo, A.; Marti, M. A.; Kalko, S. G.; Morreale, A.; Orozco, M.; Gelpi, J. L.; Luque, F. J.; Estrin, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4433-4444.
39. Marti, M. A.; Bidon-Chanal, A.; Crespo, A.; Yeh, S.-R.; Guallar, V.; Luque, F. J.; Estrin, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1688-1693.
40. Warshel, A.; Weiss, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 6218-6226.
41. Meuwly, M.; Becker, O. M.; Stone, R.; Karplus, M. Biophys. Chem. 2002, 98, 183-207.
42. Nutt, D.; Meuwly, M. Biophys. J. 2006, 90, 1191-1201.
43. Danielsson, J.; Meuwly, M. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1083-1093.
44. MacKerell, A. D., Jr.; et al. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616.
45. Brooks, B.; Bruccoleri, R.; Olafson, B.; States, D.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 18-217.
46. Steinbach, P. J.; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 1994, 15, 667-683.
47. van Gunsteren, W.; Berendsen, H. Mol. Phys. 1977, 34, 1311-1327.
48. Brooks, B.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 6312-6325.
49. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
50. Chang, Y.-T.; Miller, W. H. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5884-5888.
51. Grochowski, P.; Lesyng, B.; Bala, P.; McCammon, J. A. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 1143-1164.
52. Frisch, M. J.; et al. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
53. Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M.; Babcock, G. T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8812-8824.
54. Nutt, D.; Meuwly, M. ChemPhysChem 2004, 5, 1710-1718.
55. Abramowitz, M.; Stegun, I. A. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables; Dover: New York, 1970.
56. Nauser, T.; Koppenol, W. H. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4084-4086.
57. van Holde, K. E. Biophys. Chem. 2002, 101, 249-254.
58. Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 14122-14125.
59. Gardner, P. R. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 247-266.
60. Stern, M. K.; Jensen, M. P.; Kramer, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8735-8736.
61. Lee, J.; Hunt, J. A.; Groves, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7493-7501.
62. Herold, S.; Matsui, T.; Watanabe, Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4085-4086.
63. Kumar, S.; Rosenberg, J. M.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1339-1350.
64. Roux, B. Comput. Phys. Chem. 1995, 91, 275-282.
65. Sbaragli, L.; Woggon, W. D. Synthesis 2005, 1538-1542.
66. Halgren, T. A.; Lipscomb, W. N. Chem. Phys. Lett. 1977, 49, 225-232.
67. Peng, C.; Ayala, P. Y.; Schlegel, H. B.; Frisch, J. J. Comput. Chem. 1996, 17, 49.
68. Ascenzi, P.; Bolognesi, M.; Milani, M.; Guertin, M.; Visca, P. Gene 2007, 398, 42-51.
69. Ascenzi, P.; Visca, P. Methods Enzymol. 2008, 436, 317-337.
70. Yeh, S.-R.; Couture, M.; Ouellet, Y.; Guertin, M.; Rousseau, D. L. J. Biol. Chem. 2000, 275, 1679-1684.
71. Ouellet, Y.; Milani, M.; Couture, M.; Bolognesi, M.; Guertin, M. Biochemistry 2006, 45, 8770-8781.
72. Mishra, S.; Meuwly, M. Biophys. J. 2009, 96, 2105-2118.
73. Gardner, A. M.; Martin, L. A.; Gardner, P. R.; Dou, Y.; Olson, J. S. J. Biol. Chem. 2000, 275, 12581-12589.
74. Yang, J.; Kloek, A. P.; Goldberg, D. E.; Mathews, F. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 4224-4228.
75. Minning, D. M.; Gow, A. J.; Bonaventura, J.; Braun, R.; Dewhirst, M.; Goldberg, D. E.; Stamler, J. S. Nature 1999, 401, 497-502.
76. Nardini, M.; Pesce, A.; Milani, M.; Bolognesi, M. Gene 2007, 398, 2-11.
77. Austin, R. H.; Beeson, K. W.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1975, 14, 5355-5373.
78. Petrich, J. W.; Lambry, J. C.; Kuczera, K.; Karplus, M.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1991, 30, 3975-3987.
79. Steinbach, P. J.; et al. Biochemistry 1991, 30, 3988-4001.
80. Ansari, A.; Jones, C. M.; Henry, E. R.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Biochemistry 1994, 33, 5128-5145.
81. Kim, S.; Jin, G.; Lim, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20366-20375.
82. Banushkina, P.; Meuwly, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16911-16917.
83. Danielsson, J.; Banushkina, P.; Nutt, D. R.; Meuwly, M. Int. Rev. Phys. Chem. 2006, 25, 407.
84. Banushkina, P.; Meuwly, M. J. Chem. Phys. 2007, 127, 13501.