Insights into the molecular mechanism of an ABC transporter: Conformational changes in the NBD dimer of mj0796

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 16, 2010, Pages 5486-5496

  Oliveira, A Sofia F ^a   Baptista, António M ^a   Soares, Cláudio M ^a  

^a INSTITUTO DE TECNOLOGIA QUÍMICA E BIOLÓGICA   (Portugal)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ANALYSIS; ADENOSINETRIPHOSPHATE; BINDING ENERGY; ENERGY CONSERVATION; ENZYME ACTIVITY; MOLECULAR DYNAMICS; NUCLEOTIDES; SIGNAL TRANSDUCTION;

ABC TRANSPORTER; ATP BINDING; ATP HYDROLYSIS; CATALYTIC SUBUNITS; CONFORMATIONAL CHANGE; INTERMEDIATE STATE; MECHANICAL WORK; MEMBRANE DOMAIN; METHANOCOCCUS JANNASCHII; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR MECHANISM; NUCLEOTIDE HYDROLYSIS; NUCLEOTIDE-BINDING DOMAIN; SIGNAL TRANSMISSION; STRUCTURAL CHANGE; STRUCTURE SIMILARITY; TRANS-MEMBRANE DOMAINS; TRANSPORT CYCLE; X-RAY STRUCTURE;

HYDROLYSIS;

EID: 77951539821     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp905735y     Document Type: Article

References (92)

1. Albers, S. V.; Koning, S. M.; Konings, W. N.; Driessen, A. J. J Bioenerg. Biomembr. 2004, 36, 5
2. Higgins, C. F.; Hiles, I. D.; Whalley, K.; Jamieson, D. J. EMBO J. 1985, 4, 1033
3. Mimmack, M. L.; Gallagher, M. P.; Pearce, S. R.; Hyde, S. C.; Booth, I. R.; Higgins, C. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 8257
4. Bishop, L.; Agbayani, R., Jr.; Ambudkar, S. V.; Maloney, P. C.; Ames, G. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 6953
5. Jones, P. M.; George, A. M. Cell. Mol. Life Sci. 2004, 61, 682
6. Riordan, J. R.; Rommens, J. M.; Kerem, B.; Alon, N.; Rozmahel, R.; Grzelczak, Z.; Zielenski, J.; Lok, S.; Plavsic, N.; Chou, J. L. Science 1989, 245, 1066
7. Gottesman, M. M.; Ambudkar, S. V. J. Bioenerg. Biomembr. 2001, 33, 453
8. Borst, P.; Elferink, R. O. Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 537
9. Deeley, R. G.; Westlake, C.; Cole, S. P. Physiol. Rev. 2006, 86, 849
10. Higgins, C. F. Res. Microbiol. 2001, 152, 205
11. Linton, K. J. Physiology 2007, 22, 122
12. Ambudkar, S. V.; Kim, I. W.; Xia, D.; Sauna, Z. E. FEBS Lett. 2006, 580, 1049
13. Schmitt, L.; Tampe, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 754
14. Kerr, I. D. Biochim. Biophys. Acta 2002, 1561, 47
15. Hung, L. W.; Wang, I. X.; Nikaido, K.; Liu, P. Q.; Ames, G. F.; Kim, S. H. Nature 1998, 396, 703
16. Diederichs, K.; Diez, J.; Greller, G.; Muller, C.; Breed, J.; Schnell, C.; Vonrhein, C.; Boos, W.; Welte, W. EMBO J. 2000, 19, 5951
17. Yuan, Y. R.; Blecker, S.; Martsinkevich, O.; Millen, L.; Thomas, P. J.; Hunt, J. F. J. Biol. Chem. 2001, 276, 32313
18. Karpowich, N.; Martsinkevich, O.; Millen, L.; Yuan, Y. R.; Dai, P. L.; MacVey, K.; Thomas, P. J.; Hunt, J. F. Structure (Cambridge, MA, U. S.) 2001, 9, 571
19. Verdon, G.; Albers, S. V.; van Oosterwijk, N.; Dijkstra, B. W.; Driessen, A. J.; Thunnissen, A. M. J. Mol. Biol. 2003, 334, 255
20. Gaudet, R.; Wiley, D. C. EMBO J. 2001, 20, 4964
21. Smith, P. C.; Karpowich, N.; Millen, L.; Moody, J. E.; Rosen, J.; Thomas, P. J.; Hunt, J. F. Mol. Cell 2002, 10, 139
22. Karpowich, N. K.; Huang, H. H.; Smith, P. C.; Hunt, J. F. J. Biol. Chem. 2003, 278, 8429
23. Schmitt, L.; Benabdelhak, H.; Blight, M. A.; Holland, I. B.; Stubbs, M. T. J. Mol. Biol. 2003, 330, 333
24. Verdon, G.; Albers, S. V.; Dijkstra, B. W.; Driessen, A. J.; Thunnissen, A. M. J. Mol. Biol. 2003, 330, 343
25. Chen, J.; Lu, G.; Lin, J.; Davidson, A. L.; Quiocho, F. A. Mol. Cell 2003, 12, 651
26. Lewis, H. A.; Buchanan, S. G.; Burley, S. K.; Conners, K.; Dickey, M.; Dorwart, M.; Fowler, R.; Gao, X.; Guggino, W. B.; Hendrickson, W. A.; Hunt, J. F.; Kearins, M. C.; Lorimer, D.; Maloney, P. C.; Post, K. W.; Rajashankar, K. R.; Rutter, M. E.; Sauder, J. M.; Shriver, S.; Thibodeau, P. H.; Thomas, P. J.; Zhang, M.; Zhao, X.; Emtage, S. EMBO J. 2004, 23, 282
27. Ose, T.; Fujie, T.; Yao, M.; Watanabe, N.; Tanaka, I. Proteins 2004, 57, 635
28. Scheffel, F.; Demmer, U.; Warkentin, E.; Hulsmann, A.; Schneider, E.; Ermler, U. FEBS Lett. 2005, 579, 2953
29. Lu, G.; Westbrooks, J. M.; Davidson, A. L.; Chen, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17969
30. Lewis, H. A.; Zhao, X.; Wang, C.; Sauder, J. M.; Rooney, I.; Noland, B. W.; Lorimer, D.; Kearins, M. C.; Conners, K.; Condon, B.; Maloney, P. C.; Guggino, W. B.; Hunt, J. F.; Emtage, S. J. Biol. Chem. 2005, 280, 1346
31. Zaitseva, J.; Jenewein, S.; Jumpertz, T.; Holland, I. B.; Schmitt, L. EMBO J. 2005, 24, 1901
32. Zaitseva, J.; Oswald, C.; Jumpertz, T.; Jenewein, S.; Wiedenmann, A.; Holland, I. B.; Schmitt, L. EMBO J. 2006, 25, 3432
33. Balan, A.; Santacruz-Perez, C.; Moutran, A.; Ferreira, L. C. S.; Neshich, G.; Barbosa, J. A. R. G. Biochim. Biophys. Acta 2008, 1784, 393
34. Locher, K. P.; Lee, A. T.; Rees, D. C. Science 2002, 296, 1091
35. Hvorup, R. N.; Goetz, B. A.; Niederer, M.; Hollenstein, K.; Perozo, E.; Locher, K. P. Science 2007, 317, 1387
36. Dawson, R. J.; Locher, K. P. Nature 2006, 443, 180
37. Dawson, R. J.; Locher, K. P. FEBS Lett. 2007, 581, 935
38. Pinkett, H. W.; Lee, A. T.; Lum, P.; Locher, K. P.; Rees, D. C. Science 2007, 315, 373
39. Hollenstein, K.; Frei, D. C.; Locher, K. P. Nature 2007, 446, 213
40. Ward, A.; Reyes, C. L.; Yu, J.; Roth, C. B.; Chang, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 19005
41. Gerber, S.; Comellas-Bigler, M.; Goetz, B. A.; Locher, K. P. Science 2008, 321, 246
42. Kadaba, N. S.; Kaiser, J. T.; Johnson, E.; Lee, A.; Rees, D. C. Science 2008, 321, 250
43. Aller, S. G.; Yu, J.; Ward, A.; Weng, Y.; Chittaboina, S.; Zhuo, R.; Harrell, P. M.; Trinh, Y. T.; Zhang, Q.; Urbatsch, I. L.; Chang, G. Science 2009, 323, 1718
44. Oldham, M. L.; Khare, D.; Quiocho, F. A.; Davidson, A. L.; Chen, J. Nature 2007, 450, 515
45. Khare, D.; Oldham, M. L.; Orelle, C.; Davidson, A. L.; Chen, J. Mol. Cell 2009, 33, 528
46. Bult, C. J.; White, O.; Olsen, G. J.; Zhou, L.; Fleischmann, R. D.; Sutton, G. G.; Blake, J. A.; FitzGerald, L. M.; Clayton, R. A.; Gocayne, J. D.; Kerlavage, A. R.; Dougherty, B. A.; Tomb, J. F.; Adams, M. D.; Reich, C. I.; Overbeek, R.; Kirkness, E. F.; Weinstock, K. G.; Merrick, J. M.; Glodek, A.; Scott, J. L.; Geoghagen, N. S.; Venter, J. C. Science 1996, 273, 1058
47. Moody, J. E.; Millen, L.; Binns, D.; Hunt, J. F.; Thomas, P. J. J. Biol. Chem. 2002, 277, 21111
48. Moody, J. E.; Thomas, P. J. J. Bioenerg. Biomembr. 2005, 37, 475
49. Fetsch, E. E.; Davidson, A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 9685
50. Higgins, C. F.; Linton, K. J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2004, 11, 918
51. van Gunsteren, W. F.; Bakowies, D.; Baron, R.; Chandrasekhar, I.; Christen, M.; Daura, X.; Gee, P.; Geerke, D. P.; Glattli, A.; Hunenberger, P. H.; Kastenholz, M. A.; Oostenbrink, C.; Schenk, M.; Trzesniak, D.; van der Vegt, N. F.; Yu, H. B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2006, 45, 4064
52. Jones, P. M.; George, A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12639
53. Campbell, J. D.; Biggin, P. C.; Baaden, M.; Sansom, M. S. Biochemistry 2003, 42, 3666
54. Campbell, J. D.; Deol, S. S.; Ashcroft, F. M.; Kerr, I. D.; Sansom, M. S. Biophys. J. 2004, 87, 3703
55. Oloo, E. O.; Tieleman, D. P. J. Biol. Chem. 2004, 279, 45013
56. Oloo, E. O.; Fung, E. Y.; Tieleman, D. P. J. Biol. Chem. 2006, 281, 28397
57. Haubertin, D. Y.; Madaoui, H.; Sanson, A.; Guerois, R.; Orlowski, S. Biophys. J. 2006, 91, 2517
58. Ivetac, A.; Campbell, J. D.; Sansom, M. S. Biochemistry 2007, 46, 2767
59. Sonne, J.; Kandt, C.; Peters, G. H.; Hansen, F. Y.; Jensen, M. O.; Tieleman, D. P. Biophys. J. 2007, 92, 2727
60. Wen, P. C.; Tajkhorshid, E. Biophys. J. 2008, 95, 5100
61. Campbell, J. D.; Sansom, M. S. FEBS Lett. 2005, 579, 4193
62. Jones, P. M.; George, A. M. J. Biol. Chem. 2007, 282, 22793
63. Jones, P. M.; George, A. M. Proteins 2009, 75, 387
64. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598
65. Oliveira, A. S.; Teixeira, V. H.; Baptista, A. M.; Soares, C. M. Biophys. J. 2005, 89, 3919
66. Baptista, A. M.; Soares, C. M. J. Phys. Chem. 2001, 105, 293
67. Teixeira, V. H.; Soares, C. M.; Baptista, A. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 200
68. Bashford, D.; Karplus, M. Biochemistry 1990, 29, 10219
69. Bashford, D.; Gerwert, K. J. Mol. Biol. 1992, 224, 473
70. Bashford, D. An Object-Oriented Programming Suite for Electrostatic Effects in Biological Molecules. In Scientific Computing in Object-Oriented Parallel Environments; Ishikawa, Y.; Oldehoeft, R. R.; Reynders, J. V. W.; Tholburn, M., Eds.; ISCOPE97, Springer: Berlin, 1997; Vol. 1343, p 233. (Pubitemid 128002991)
71. Berendsen, H.; Spoel, D.; Drunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43
72. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306
73. van Gunsteren, W. F.; Billeter, S. R.; Eising, A. A.; Hunenberger, P. H.; Kruger, P.; Mark, A. E.; Scott, W. R. P.; Tironi, I. G. Biomolecular simulation: The GROMOS96 manual and user guide.; BIOMOS b.v.: Zurich, Groninger, 1996.
74. Scott, W. R. P.; Hünenberger, P. H.; Tironi, I. G.; Mark, A. E.; Billeter, S. R.; Fennen, J.; Torda, A. E.; Huber, T.; Krüger, P.; Gunsteren, W. F. J. Phys. Chem. 1999, 103, 3596
75. Hermans, J.; Berendsen, H. J. C.; Vangunsteren, W. F.; Postma, J. P. M. Biopolymers 1984, 23, 1513
76. Eisenhaber, F.; Argos, P. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1272
77. Eisenhaber, F.; Lijnzaad, P.; Argos, P.; Sander, C.; Scharf, M. J. Comput. Chem. 1995, 16, 273
78. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577
79. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952
80. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463
81. Berendsen, H.; Postma, J.; van Gunsteren, W.; Dinola, A.; Haak, J. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684
82. Kabsch, W.; Sander, C. Biopolymers 1983, 22, 2577
83. Ciccotti, G.; Jacucci, G.; McDonald, I. R. J. Stat. Phys. 1979, 21, 1
84. Jones, P. M.; OMara, M. L.; George, A. M. Trends Biochem. Sci. 2009, 34, 520
85. Janas, E.; Hofacker, M.; Chen, M.; Gompf, S.; van der Does, C.; Tampe, R. J. Biol. Chem. 2003, 278, 26862
86. Wang, C.; Karpowich, N.; Hunt, J. F.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Mol. Biol. 2004, 342, 525
87. Waters, M. L. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 736
88. Mourez, M.; Jehanno, M.; Schneider, E.; Dassa, E. Mol. Microbiol. 1998, 30, 353
89. Oancea, G.; OMara, M. L.; Bennett, W. F.; Tieleman, D. P.; Abele, R.; Tampe, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 5551
90. He, L.; Aleksandrov, A. A.; Serohijos, A. W.; Hegedus, T.; Aleksandrov, L. A.; Cui, L.; Dokholyan, N. V.; Riordan, J. R. J. Biol. Chem. 2008, 283, 26383
91. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer simulation of liquids; Clarendon Press: Oxford, U.K., 1987.
92. Delano, W. The Pymol Molecular Graphics System, version 0.98; Delano Scientific LLC: San Carlos, CA, 2003.