NMR spectroscopic investigation of mobility and hydrogen bonding of the chromophore in the binding pocket of phytochrome proteins

ChemPhysChem

Volumn 11, Issue 6, 2010, Pages 1248-1257

  Röben, Marco ^a   Hahn, Janina ^a   Klein, Eva ^a   Lamparter, Tilman ^c   Psakis, Georgios ^b   Hughes, Jon ^b   Schmieder, Peter ^a  

^a LEIBNIZ INSTITUT FÜR MOLEKULARE PHARMAKOLOGIE   (Germany)

^b JUSTUS LIEBIG UNIVERSITY   (Germany)

^c KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

Author keywords

Chromophores; Hydrogen bonds; Molecular dynamics; NMR spectroscopy; Phytochemistry

Indexed keywords

CHROMOPHORES; MOLECULAR DYNAMICS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROTEINS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

ATOMIC RESOLUTION; BINDING POCKETS; CYANOBACTERIAL PHYTOCHROMES; PHYTOCHEMISTRY; SIDE-CHAINS; SPECTROSCOPIC INVESTIGATIONS; STRUCTURE AND DYNAMICS;

HYDROGEN BONDS;

EID: 77951173594     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.200900897     Document Type: Article

References (63)

1. W. R. Briggs, J. L. Spudich, Handbook of Photosensory Receptors, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
2. H. A. Borthwick, S. B. Hendricks, M. W. Parker, E. H. Toole, V. K. Toole, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1952, 38, 662-666.
3. W. L. Butler, K. H. Norris, H. W. Siegelman, S. B. Hendricks, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1959, 45, 1703-1708.
4. Y. S. Wong, R. W. McMichael, Jr.J. C. Lagarias, Plant Physiol. 1989, 91, 709-718.
5. K. C. Yeh, J. C. Lagarias, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 13976-13981.
6. J. Hughes, T. Lamparter, F. Mittmann, E. Hartmann, W. Gartner, A. Wilde, T. Bçrner, Nature 1997, 386, 663.
7. K. C. Yeh, S. H. Wu, J. T. Murphy, J. C. Lagarias, Science 1997, 277, 1505-1508.
8. S. J. Davis, A. V. Vener, R. D. Vierstra, Science 1999, 286, 2517-2520
9. B. Karniol, J. R. Wagner, J. M. Walker, R. D. Vierstra, Biochem. J. 2005, 392, 103-116.
10. P. H. Quail, Plant Cell Environ. 1997, 20, 657-665.
11. D. Wagner, C. D. Fairchild, R. M. Kuhn, P. H. Quail, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 4011-4015.
12. J. R. Wagner, J. S. Brunzelle, K. T. Forest, R. D. Vierstra, Nature 2005, 438, 325-331.
13. T. Lamparter, FEBS Lett. 2004, 573, 1-5.
14. N. C. Rockwell, L. Shang, S. S. Martin, J. C. Lagarias, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 6123-6127.
15. J. C. Lagarias, H. Rapoport, J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4821-4828.
16. T. H bschmann, T. Bçrner, E. Hartmann, T. Lamparter, Eur. J. Biochem. 2001,268,2055-2063.
17. S. H. Wu, M. T. McDowell, J. C. Lagarias, J. Biol. Chem. 1997, 272, 25700-25705.
18. S. H. Bhoo, S. J. Davis, J. Walker, B. Karniol, R. D. Vierstra, Nature 2001, 414,776-779.
19. N. C. Rockwell, Y. S. Su, J. C. Lagarias, Annu. Rev. Plant Biol. 2006, 57, 837-858.
20. E. Giraud, J. Fardoux, N. Fourrier, L. Hannibal, B. Genty, P. Bouyer, B. Dreyfus, A. Verm glio, Nature 2002, 417, 202-205.
21. B. Karniol, R. D. Vierstra, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 2807-2812.
22. R. Tasler, T. Mioises, N. Frankenberg-Dinkel, FEBS J. 2005, 272, 1927-1936.
23. F. Andel III, J. T. Murphy, J. A. Haas, M. T. McDowell, I. van der Hoef, J. Lugtenburg, J. C. Lagarias, R. A. Mathies, Biochemistry 2000, 39, 2667-2676.
24. B. Borucki, D. von Stetten, S. Seibeck, T. Lamparter, N. Michael, M. A. Mroginski, H. Otto, D. H. Murgida, M. P. Heyn, P. Hildebrandt, J. Biol. Chem. 2005, 280, 34358-34364.
25. H. Foerstendorf, C. Benda, W. Gartner, M. Storf, H. Scheer, F. Siebert, Bio chemistry 2001, 40, 14952-14959.
26. C. Kneip, P. Hildebrandt, W. Schlamann, S. E. Braslavsky, F. Mark, K. Schaffner, Biochemistry 1999, 38, 15185-15192.
27. J. Matysik, P. Hildebrandt, W. Schlamann, S. E. Braslavsky, K. Schaffner, Biochemistry 1995, 34, 10497-10507.
28. M. A. Mroginski, D. H. Murgida, D. von Stetten, C. Kneip, F. Mark, P. Hildebrandt, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16734-16735.
29. J. J. van Thor, N. Fisher, P. R. Rich, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 20597-20604.
30. J. J. van Thor, M. Mackeen, E. Kuprov, R. A. Dwek, M. R. Wormald, Biophys. J. 2006, 91, 1811-1822.
31. M. A. Mroginski, D. von Stetten, F. V. Escobar, H. M. Strauss, S. Kaminski, P. Scheerer, M. Gunther, D. H. Murgida, P. Schmieder, C. Bongards, W. Gartner, J. Mailliet, J. Hughes, L. O. Essen, P. Hildebrandt, Biophys. J. 2009,96,4153-4163.
32. G. Cornilescu, A. T. Ulijasz, C. C. Cornilescu, J. L. Markley, R. D. Vierstra, J. Mol. Biol. 2008, 383, 403-413.
33. L. O. Essen, J. Mailliet, J. Hughes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 14709-14714.
34. J. R. Wagner, J. Zhang, J. S. Brunzelle, R. D. Vierstra, K. T. Forest, J. Biol. Chem. 2007, 282, 12298-12309.
35. X. Yang, E. A. Stojkovic, J. Kuk, K. Moffat, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104,12571-12576.
36. X. Yang, J. Kuk, K. Moffat, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 14715-14720.
37. X. Yang, J. Kuk, K. Moffat, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 15639-15644.
38. W. Rüdiger, F. Thümmler, E. Cmiel, S. Schneider, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1983, 80, 6244-6248.
39. J. Hahn, H. M. Strauss, P. Schmieder, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11170-11178.
40. J. Hahn, R. Kühne, P. Schmieder, ChemBioChem 2007, 8, 2249-2255.
41. A. T. Ulijasz, G. Cornilescu, D. von Stetten, S. Kaminski, M. A. Mroginski, J. Zhang, D. Bhaya, P. Hildebrandt, R. D. Vierstra, J. Biol. Chem. 2008, 283,21251-21266.
42. H. M. Strauss, J. Hughes, P. Schmieder, Biochemistry 2005, 44, 8244-8250.
43. J. Hahn, H. M. Strauss, F. T. Landgraf, H. F. Gimenéz, G. Lochnit, P. Schmieder, J. Hughes, FEBS J. 2006, 273, 1415-1429.
44. T. Lamparter, B. Esteban, J. Hughes, Eur. J. Biochem. 2001, 268, 4720-4730.
45. T. Lamparter, N. Michael, F. Mittmann, B. Esteban, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 11628-11633.
46. A. Bax, R. H. Griffey, B. L. Hawkins, J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 7188-7190.
47. J. Jeener, B. H. Meier, P. Bachmann, R. R. Ernst, J. Chem. Phys. 1979, 71, 4546-4553.
48. V. Sklenar, A. Bax, J. Magn. Reson. 1987, 74, 469-479
49. W. F. Vranken, W. Boucher, T. J. Stevens, R. H. Fogh, A. Pajon, M. Llinas, E. L. Ulrich, J. L. Markley, J. Ionides, E. D. Laue, Proteins Struct. Funct. Bioinf. 2005, 59, 687-696.
50. H. Falk, N. Müller, S. Wansch, Monatsh. Chem. 1985, 116, 1087-1097.
51. N. Adir, Photosynth. Res. 2005, 85, 15-32.
52. A. N. Glazer, J. Biol. Chem. 1989, 264, 1-4.
53. P. Scheerer, N. Michael, J. H. Park, S. Noack, C. Forster, M. A. Hammam, K. Inomata, H. W. Choe, T. Lamparter, N. Krauss, J. Struct. Biol. 2006, 153, 97-102.
54. T. Schirmer, W. Bode, R. Huber, W. Sidler, H. Zuber, J. Mol. Biol. 1985, 184,257-277.
55. T. Schirmer, W. Bode, R. Huber, J. Mol. Biol. 1987, 196, 677-695.
56. T. Rohmer, H. M. Strauss, J. Hughes, H. de Groot, W. Gärtner, P. Schmieder, J. Matysik, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20580-20585.
57. T. Rohmer, C. Lang, J. Hughes, L. O. Essen, W. Gartner, J. Matysik, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 15229-15234.
58. K. W thrich, NMR of Proteins and Nucleic Acids, Wiley, New York, 1986.
59. J. G. Pelton, D. A. Torchia, N. D. Meadow, S. Roseman, Protein Sci. 1993, 2,543-558.
60. A. J. Fischer, J. C. Lagarias, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 17334-17339.
61. J. R. Wagner, J. Zhang, D. von Stetten, M. Gunther, D. H. Murgida, M. A. Mroginski, J. M. Walker, K. T. Forest, P. Hildebrandt, R. D. Vierstra, J. Biol. Chem. 2008, 283, 12212-12226.
62. B. Borucki, Photochem. Photobiol. Sci. 2006, 5, 553-566
63. J. J. van Thor, B. Borucki, W. Crielaard, H. Otto, T. Lamparter, J. Hughes, K. J. Hellingwerf, M. P. Heyn, Biochemistry 2001, 40, 11460-11471.