Cytosolic metal handling in plants: Determinants for zinc specificity in metal transporters and metallothioneins

Metallomics

Volumn 2, Issue 8, 2010, Pages 510-529

  Blindauer, Claudia A ^a   Schmid, Ralf ^b  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^b Henry Wellcome Building ^*  (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADENOSINE TRIPHOSPHATASE; ADENOSINE TRIPHOSPHATE; BASIC LEUCINE ZIPPER TRANSCRIPTION FACTOR; CADMIUM; CITRIC ACID; COPPER; CYSTEINE; CYTOSOL RECEPTOR; FERREDOXIN; FERROPORTIN; FERROPORTIN 1; HISTIDINE; IRON; LIGAND; MALIC ACID; MANGANESE; METAL ION; METALLOPROTEIN; METALLOTHIONEIN; NICKEL; NICOTINAMIDE; OXALIC ACID; PEPTIDE TRANSPORTER 1; PHYTOCHELATIN; TRACE ELEMENT; UNINDEXED DRUG; ZINC; ZINC BINDING PROTEIN; ZINC FINGER PROTEIN; ZINC TRANSPORTER;

ALLOSTERISM; ARABIDOPSIS; BIOLOGICAL ACTIVITY; CARBOXY TERMINAL SEQUENCE; COMPARATIVE STUDY; CONCENTRATION (PARAMETERS); CYTOSOL; DEVELOPMENTAL STAGE; EXTRACELLULAR SPACE; FOOD ANALYSIS; FOOD SAFETY; FOOD SECURITY; HUMAN; INTRACELLULAR TRANSPORT; METAL BINDING; MINERAL METABOLISM; NONHUMAN; NUTRITION; OXIDATIVE STRESS; PHLOEM; PHOTOSYNTHESIS; PHYTOCHEMISTRY; PLANT; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN EXPRESSION; PROTEIN METHYLATION; PROTEIN SYNTHESIS; REVIEW; SEQUENCE ANALYSIS; STOICHIOMETRY; THERMODYNAMICS; TRANSCRIPTION REGULATION; XYLEM;

CARRIER PROTEINS; CYTOSOL; KINETICS; METALLOTHIONEIN; METALS; PLANTS; THERMODYNAMICS;

EID: 77955384165     PISSN: 17565901     EISSN: 1756591X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c004880a     Document Type: Review

References (157)

1. Anon Mol. Plant 2008 1 561 563
2. L. Williams D. E. Salt Curr. Opin. Plant Biol. 2009 12 247 249
3. W. R. Chen X. Yang Z. L. He Y. Feng F. H. Hu Physiol. Plant. 2008 132 89 101
4. M. R. Badger G. D. Price Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1994 45 369 392
5. R. Hänsch R. R. Mendel Curr. Opin. Plant Biol. 2009 12 259 266
6. C. Huang S. J. Barker P. Langridge F. W. Smith R. D. Graham Plant Physiol. 2000 124 415 422
7. I. Bertini A. Rosato Eur. J. Inorg. Chem. 2007 2546 2555
8. M. R. Broadley P. J. White J. P. Hammond I. Zelko A. Lux New Phytol. 2007 173 677 702
9. S. Ciftci-Yilmaz R. Mittler Cell. Mol. Life Sci. 2008 65 1150 1160
10. G. Hacisalihoglu L. V. Kochian New Phytol. 2003 159 341 350
11. Micronutrient deficiencies in global crop production, ed., B.J. Alloway,, Springer, 2008, p. 27
12. I. Cakmak Proceedings of the International Fertilizer Society 2004 552 1 26
13. W. Maret H. H. Sandstead Exp. Gerontol. 2008 43 378 381
14. Z. Peleg Y. Saranga A. Yazici T. Fahima L. Ozturk I. Cakmak Plant Soil 2008 306 57 67
15. M. L. Guerinot D. E. Salt Plant Physiol. 2001 125 164 167
16. M. G. Palmgren S. Clemens L. E. Williams U. Kraemer S. Borg J. K. Schjorring D. Sanders Trends Plant Sci. 2008 13 464 473
17. C. M. Palmer M. L. Guerinot Nat. Chem. Biol. 2009 5 333 340
18. N. Grotz M. L. Guerinot Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Res. 2006 1763 595 608
19. E. P. Colangelo M. L. Guerinot Curr. Opin. Plant Biol. 2006 9 322 330
20. J. L. Hall L. E. Williams J. Exp. Bot. 2003 54 393 2601 2613
21. U. Krämer I. N. Talke M. Hanikenne FEBS Lett. 2007 581 2263 2272
22. R. P. Sankaran T. Huguet M. A. Grusak Theor. Appl. Genet. 2009 119 241 253
23. C. A. Blindauer I. Harvey K. E. Bunyan A. J. Stewart D. Sleep D. J. Harrison S. Berezenko P. J. Sadler J. Biol. Chem. 2009 284 23116 23124
24. T. Hirano M. Murakami T. Fukada K. Nishida S. Yamasaki T. Suzuki Adv. Immunol. 2008 97 149 176
25. C. J. Frederickson J. Y. Koh A. I. Bush Nat. Rev. Neurosci. 2005 6 449 462
26. A. Helmersson S. von Arnold P. V. Bozhkov Plant Physiol. 2008 147 1158 1167
27. H. L. Axelrod E. C. Abresch M. L. Paddock M. Y. Okamura G. Feher Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 1542 1547
28. K. Muramoto K. Hirata K. Shinzawa-Itoh S. Yoko-O E. Yamashita H. Aoyama T. Tsukihara S. Yoshikawa Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 7881 7886
29. W. Maret BioMetals 2009 22 149 157
30. H. Irving R. J. P. Williams J. Chem. Soc. 1953 3192 3210
31. K. J. Waldron N. J. Robinson Nat. Rev. Microbiol. 2009 7 25 35
32. K. J. Waldron J. C. Rutherford D. Ford N. J. Robinson Nature 2009 460 823 830
33. L. A. Finney T. V. O'Halloran Science 2003 300 931 936
34. C. E. Outten T. V. O'Halloran Science 2001 292 2488 2492
35. A. Krezel W. Maret JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2006 11 1049 1062
36. D. J. Eide Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Res. 2006 1763 711 722
37. D. H. Petering, personal communication
38. S. Tottey D. R. Harvie N. J. Robinson Acc. Chem. Res. 2005 38 775 783
39. L. Banci I. Bertini S. Ciofi-Baffoni N. G. Kandias N. J. Robinson G. A. Spyroulias X. C. Su S. Tottey M. Vanarotti Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 8320 8325
40. S. Tottey K. J. Waldron S. J. Firbank B. Reale C. Bessant K. Sato T. R. Cheek J. Gray M. J. Banfield C. Dennison N. J. Robinson Nature 2008 455 1138 U1117
41. R. A. Colvin A. I. Bush I. Volitakis C. P. Fontaine D. Thomas K. Kikuchi W. R. Holmes Am. J. Physiol.: Cell Physiol. 2008 294 C726 C742
42. M. Zimmermann O. Clarke J. M. Gulbis D. W. Keizer R. S. Jarvis C. S. Cobbett M. G. Hinds Z. Xiao A. G. Wedd Biochemistry 2009 48 11640 11654
43. D. E. Wilcox Inorg. Chim. Acta 2008 361 857 867
44. A. Prange D. Proefrock J. Anal. At. Spectrom. 2008 23 432 459
45. B. M. Waters M. A. Grusak New Phytol. 2008 177 389 405
46. Z. Rengel, Xylem and phloem transport of micronutrients, in Dev. Plant Soil Sci., 2001, vol. 92, pp. 628-629
47. O. Riesen U. Feller J. Plant Nutr. 2005 28 421 430
48. W. E. Rauser Cell Biochem. Biophys. 1999 31 19 48
49. M. J. Haydon C. S. Cobbett New Phytol. 2007 174 499 506
50. R. D. Graham J. C. R. Stangoulis J. Nutr. 2003 133 1502S 1505S
51. M. C. White A. M. Decker R. L. Chaney Plant Physiol. 1981 67 292 300
52. G. L. Mullins L. E. Sommers T. L. Housley Plant Soil 1986 96 377 391
53. P. Mäser S. Thomine J. I. Schroeder J. M. Ward K. Hirschi H. Sze I. N. Talke A. Amtmann F. J. M. Maathuis D. Sanders J. F. Harper J. Tchieu M. Gribskov M. W. Persans D. E. Salt S. A. Kim M. L. Guerinot Plant Physiol. 2001 126 1646 1667
54. N. Grotz T. Fox E. Connolly W. Park M. L. Guerinot D. Eide Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 7220 7224
55. B. H. Eng M. L. Guerinot D. Eide M. H. Saier, Jr. J. Membr. Biol. 1998 166 1 7
56. L. E. Williams R. F. Mills Trends Plant Sci. 2005 10 491 502
57. J. M. Argüello E. Eren M. Gonzalez-Guerrero BioMetals 2007 20 233 248
58. L. A. Gaither D. J. Eide J. Biol. Chem. 2000 275 5560 5564
59. Y. O. Korshunova D. Eide W. G. Clark M. L. Guerinot H. B. Pakrasi Plant Mol. Biol. 1999 40 37 44
60. H. Wintz T. Fox Y. Y. Wu V. Feng W. Q. Chen H. S. Chang T. Zhu C. Vulpe J. Biol. Chem. 2003 278 47644 47653
61. Y. F. Lin H. M. Liang S. Y. Yang A. Boch S. Clemens C. C. Chen J. F. Wu J. L. Huang K. C. Yeh New Phytol. 2009 182 392 404
62. C. Varotto D. Maiwald P. Pesaresi P. Jahns F. Salamini D. Leister Plant J. 2002 31 589 599
63. D. Hussain M. J. Haydon Y. Wang E. Wong S. M. Sherson J. Young J. Camakaris J. F. Harper C. S. Cobbett Plant Cell 2004 16 1327 1339
64. Y. Y. Kim H. Choi S. Segami H. T. Cho E. Martinoia M. Maeshima Y. Lee Plant J. 2009 5 5
65. C. K. E. Wong C. S. Cobbett New Phytol. 2009 181 71 78
66. M. Morel J. Crouzet A. Gravot P. Auroy N. Leonhardt A. Vavasseur P. Richaud Plant Physiol. 2008 149 894 904
67. J. L. Gustin M. E. Loureiro D. Kim G. Na M. Tikhonova D. E. Salt Plant J. 2009 57 1116 1127
68. S. Arrivault T. Senger U. Krämer Plant J. 2006 46 861 879
69. B. Montanini D. Blaudez S. Jeandroz D. Sanders M. Chalot BMC Genomics 2007 8 107
70. E. Delhaize B. D. Gruber J. K. Pittman R. G. White H. Leung Y. S. Miao L. W. Jiang P. R. Ryan A. E. Richardson Plant J. 2007 51 198 210
71. C. Curie G. Cassin D. Couch F. Divol K. Higuchi M. Jean J. Misson A. Schikora P. Czernic S. Mari Ann. Bot. 2008 103 1 11
72. G. Schaaf A. Schikora J. Haberle G. Vert U. Ludewig J. F. Briat C. Curie N. von Wiren Plant Cell Physiol. 2005 46 5 762 774
73. M. Takahashi Y. Terada I. Nakai H. Nakanishi E. Yoshimura S. Mori N. K. Nishizawa Plant Cell 2003 15 1263 1280
74. N. von Wiren S. Klair S. Bansal J. F. Briat H. Khodr T. Shioiri R. A. Leigh R. C. Hider Plant Physiol. 1999 119 1107 1114
75. A. Pich S. Hillmer R. Manteuffel G. Scholz J. Exp. Bot. 1997 48 759 767
76. U. W. Stephan I. Schmidke V. W. Stephan G. Scholz BioMetals 1996 9 84 90
77. G. Anderegg H. Ripperger J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989 647 650
78. I. Benes K. Schreiber H. Ripperger A. Kircheiss Experientia 1983 39 261 262
79. A. Trampczynska H. Küpper W. Meyer-Klaucke H. Schmidt S. Clemens Metallomics 2010 2 57 66
80. M. J. Haydon C. S. Cobbett Plant Physiol. 2007 143 1705 1719
81. W. Maret Metallomics 2010 2 117 125
82. R. G. Pearson J. Am. Chem. Soc. 1963 85 3533 3543
83. D. P. Giedroc A. I. Arunkumar Dalton Trans. 2007 3107 3120
84. A. K. Wernimont D. L. Huffman A. L. Lamb T. V. O'Halloran A. C. Rosenzweig Nat. Struct. Biol. 2000 7 766 771
85. D. R. Campbell K. E. Chapman K. J. Waldron S. Tottey S. Kendall G. Cavallaro C. Andreini J. Hinds N. G. Stoker N. J. Robinson J. S. Cavet J. Biol. Chem. 2007 282 32298
86. E. E. Rogers D. J. Eide M. L. Guerinot Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 12356 12360
87. F. Arnesano L. Banci I. Bertini F. Capozzi S. Ciofi-Baffoni S. Ciurli C. Luchinat S. Mangani A. Rosato P. Turano M. S. Viezzoli Coord. Chem. Rev. 2006 250 1419 1450
88. I. Ascone R. Fourme S. Hasnain K. Hodgson J. Synchrotron Radiat. 2004 12 1 3
89. M. Kawachi Y. Kobae T. Mimura M. Maeshima J. Biol. Chem. 2008 283 8374 8383
90. F. Verret A. Gravot P. Auroy S. Preveral C. Forestier A. Vavasseur P. Richaud FEBS Lett. 2005 579 1515 1522
91. X. Q. Mao B. E. Kim F. Wang D. J. Eide M. J. Pettis J. Biol. Chem. 2006 282 6992 7000
92. B. Milon Q. Wu J. Zou L. C. Costello R. B. Franklin Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2006 1758 1696 1701
93. R. G. Ge Y. Zhang X. S. Sun R. M. Watt Q. Y. He J. D. Huang D. E. Wilcox H. Z. Sun J. Am. Chem. Soc. 2006 128 11330 11331
94. M. Hara M. Fujinaga T. Kuboi J. Exp. Bot. 2005 56 2695 2703
95. H. Küpper A. Mijovilovich W. Meyer-Klaucke P. M. H. Kroneck Plant Physiol. 2004 134 748 757
96. D. E. Salt R. C. Prince A. J. M. Baker I. Raskin I. J. Pickering Environ. Sci. Technol. 1999 33 713 717
97. N. E. Grossoehme S. Akilesh M. L. Guerinot D. E. Wilcox Inorg. Chem. 2006 45 8500 8508
98. A. Krezel W. G. Maret JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2008 13 401 409
99. A. Papoyan L. V. Kochian Plant Physiol. 2004 136 3814 3823
100. E. Eren D. C. Kennedy M. J. Maroney J. M. Argüello J. Biol. Chem. 2006 281 33881 33891
101. C. K. E. Wong R. S. Jarvis S. M. Sherson C. S. Cobbett New Phytol. 2009 181 79 88
102. Z. Ma F. E. Jacobsen D. P. Giedroc Chem. Rev. 2009 109 4644 4681
103. L. Banci I. Bertini S. Ciofi-Baffoni X. C. Su G. P. M. Borrelly N. J. Robinson J. Biol. Chem. 2004 279 27502 27510
104. L. Banci I. Bertini S. Ciofi-Baffoni X. C. Su R. Miras N. Bal E. Mintz P. Catty J. E. Shokes R. A. Scott J. Mol. Biol. 2006 356 638 650
105. L. Banci I. Bertini S. Ciofi-Baffoni L. A. Finney C. E. Outten T. V. O'Halloran J. Mol. Biol. 2002 323 883 897
106. R. A. Steele S. J. Opella Biochemistry 1997 36 6885 6895
107. F. Arnesano L. Banci I. Bertini S. Ciofi-Baffoni E. Molteni D. L. Huffman T. V. O'Halloran Genome Res. 2002 12 255 271
108. O. Lewinson A. T. Lee D. C. Rees Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 4677 4682
109. G. P. M. Borrelly S. A. M. Rondet S. Tottey N. J. Robinson Mol. Microbiol. 2004 53 217 227
110. Z. Hou B. Mitra J. Biol. Chem. 2003 278 28455 28461
111. E. Eren M. Gonzalez-Guerrero B. M. Kaufman J. M. Argüello Biochemistry 2007 46 7754 7764
112. J. B. Liu S. J. Dutta A. J. Stemmler B. Mitra Biochemistry 2006 45 763 772
113. V. Cherezov N. Hofer D. M. E. Szebenyi O. Kolaj J. G. Wall R. Gillilan V. Srinivasan C. P. Jaroniec M. Caffrey Structure 2008 16 1378 1388
114. M. Lu D. Fu Science 2007 317 1746 1748
115. M. Lu J. Chai D. Fu Nat. Struct. Mol. Biol. 2009 16 1063 1081
116. T. Higuchi M. Hattori Y. Tanaka R. Ishitani O. Nureki Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2009 76 768 771
117. B. Lane R. Kajioka T. Kennedy Biochem. Cell Biol. 1987 65 1001 1005
118. I. M. Evans L. N. Gatehouse J. A. Gatehouse N. J. Robinson R. R. D. Croy FEBS Lett. 1990 262 29 32
119. N. J. Robinson P. J. Jackson Physiol. Plant. 1986 67 499 506
120. N. Roosens R. Leplae C. Bernard N. Verbruggen Planta 2005 222 716 729
121. N. J. Robinson A. M. Tommey C. Kuske P. J. Jackson Biochem. J. 1993 295 1 10
122. C. Cobbett P. Goldsbrough Annu. Rev. Plant Biol. 2002 53 159 182
123. R. Moyle D. J. Fairbairn J. Ripi M. Crowe J. R. Botella J. Exp. Bot. 2005 56 101 112
124. I. Kawashima T. D. Kennedy M. Chino B. G. Lane Eur. J. Biochem. 1992 209 971 976
125. T. L. Reynolds R. L. Crawford Plant Mol. Biol. 1996 32 823 829
126. S. Fujimaki E. Akahoshi K. Takahashi H. Kim T. Fujiwara M. Chino Soil Sci. Plant Nutr. 2003 49 379 385
127. V. Buchanan-Wollaston Plant Physiol. 1994 105 839 846
128. B. G. Lane FASEB J. 1991 5 2893 2901
129. H. Collett A. Shen M. Gardner J. M. Farrant K. J. Denby N. Illing Physiol. Plant. 2004 122 39 53
130. M. J. Oliver S. E. Dowd J. Zaragoza S. A. Mauget P. R. Payton BMC Genomics 2004 5 89
131. Z. Yang Y. R. Wu Y. Li H. Q. Ling C. C. Chu Plant Mol. Biol. 2009 70 219 229
132. R. Bofill M. Capdevila S. Atrian Metallomics 2009 1 229 234
133. O. I. Leszczyszyn R. Schmid C. A. Blindauer Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2007 68 922 935
134. P. A. Binz and J. H. R. Kägi, in Metallothionein IV, ed., C. D.,, Birkhäuser Verlag, Basel, 1999, pp. 7-13
135. W. J. Guo M. Meetam P. B. Goldsbrough Plant Physiol. 2008 146 1697 1706
136. S. N. A. Abdullah S. C. Cheah D. J. Murphy Plant Physiol. Biochem. 2002 40 255 263
137. W. J. Guo W. Bundithya P. B. Goldsbrough New Phytol. 2003 159 369 381
138. R. H. Jordan R. B. Turley S. L. Defauw M. Steele DNA Sequence 2005 16 96 102
139. E. Freisinger Dalton Trans. 2008 6663 6675
140. E. A. Peroza R. Schmucki P. Güntert E. Freisinger O. Zerbe J. Mol. Biol. 2009 387 207 218
141. B. A. Krizek D. L. Merkle J. M. Berg Inorg. Chem. 1993 32 937 940
142. O. I. Leszczyszyn C. R. J. White C. A. Blindauer Mol. BioSyst. 2010 10.1039/c002348e
143. T. L. Reynolds R. L. Crawford Plant Mol. Biol. 1996 32 823 829
144. D. Beyersmann A. Hartwig Arch. Toxicol. 2008 82 493 512
145. http://www.ionomicshub.org/
146. M. A. Larkin, G. Blackshields N. P. Brown R. Chenna P. A. McGettigan H. McWilliam F. Valentin I. M. Wallace A. Wilm R. Lopez J. D. Thompson T. J. Gibson D. G. Higgins Bioinformatics 2007 23 2947 2948
147. http://www.tcdb.org/tcdb/
148. http://www.membranetransport.org/
149. http://pfam.sanger.ac.uk/
150. S. F. Altschul W. Gish W. Miller E. W. Myers D. J. Lipman J. Mol. Biol. 1990 215 403 410
151. R. C. Edgar Nucleic Acids Res. 2004 32 1792 1797
152. J. Söding A. Biegert A. N. Lupas Nucleic Acids Res. 2005 33 W244 W248
153. K. Tamura J. Dudley M. Nei S. Kumar Mol. Biol. Evol. 2007 24 1596 1599
154. N. Saitou M. Nei Mol. Biol. Evol. 1987 4 406 425
155. M. A. Marti-Renom A. C. Stuart A. Fiser R. Sanchez F. Melo A. Sali Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2000 29 291 325
156. A. A. Canutescu A. A. Shelenkov R. L. Dunbrack, Jr. Protein Sci. 2003 12 2001 2014
157. R. Koradi M. Billeter K. Wüthrich J. Mol. Graphics 1996 14 51 55