Mechanical load induces a 100-fold increase in the rate of collagen proteolysis by MMP-1

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 6, 2011, Pages 1686-1689

  Adhikari, Arjun S ^a   Chai, Jack ^a   Dunn, Alexander R ^a  

^a Stanford University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COLLAGEN TRIPLE HELIX; EXTRACELLULAR MATRICES; MAGNETIC TWEEZERS; MATRIX METALLOPROTEINASE-1; MECHANICAL FORCE; MECHANICAL LOADS; MECHANICAL STRESS; MECHANISTIC MODELS; SINGLE-MOLECULE;

COLLAGEN; ENZYME ACTIVITY; ENZYME INHIBITION;

STRESSES;

COLLAGEN; INTERSTITIAL COLLAGENASE;

ARTICLE; EXTRACELLULAR MATRIX; FORCE; MECHANICAL STRESS; OPTICAL TWEEZERS; PROTEIN DEGRADATION; TRIPLE HELIX;

AMINO ACID SEQUENCE; COLLAGEN; KINETICS; MATRIX METALLOPROTEINASE 1; MECHANICAL PROCESSES; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR SEQUENCE DATA; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN MULTIMERIZATION; PROTEIN STRUCTURE, QUATERNARY; PROTEOLYSIS;

EID: 79951545991     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja109972p     Document Type: Article

References (43)

1. Wozniak, M. A.; Chen, C. S. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 34
2. Krieg, M.; Arboleda-Estudillo, Y.; Puech, P. H.; Kafer, J.; Graner, F.; Muller, D. J.; Heisenberg, C. P. Nat. Cell Biol. 2008, 10, 429
3. Latimer, A.; Jessen, J. R. Matrix Biol. 2010, 29, 89
4. Sherwood, D. R. Trends Cell Biol. 2006, 16, 250
5. Xiong, W.; Knispel, R.; MacTaggart, J.; Greiner, T. C.; Weiss, S. J.; Baxter, B. T. J. Biol. Chem. 2009, 284, 1765
6. Hahn, C.; Schwartz, M. A. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 53
7. Ingber, D. E. Semin. Cancer Biol. 2008, 18, 356
8. Glasheen, B. M.; Kabra, A. T.; Page-McCaw, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 2659
9. Guha, A.; Lin, L.; Kornberg, T. B. Dev. Biol. 2009, 335, 317
10. Tomlinson, M. L.; Guan, P.; Morris, R. J.; Fidock, M. D.; Rejzek, M.; Garcia-Morales, C.; Field, R. A.; Wheeler, G. N. Chem Biol. 2009, 16, 93
11. Kessenbrock, K.; Plaks, V.; Werb, Z. Cell. 2010, 141, 52
12. Lloyd, L. F.; Skarzynski, T.; Wonacott, A. J.; Cawston, T. E.; Clark, I. M.; Mannix, C. J.; Harper, G. P. J. Mol. Biol. 1989, 210, 237
13. Chung, L.; Dinakarpandian, D.; Yoshida, N.; Lauer-Fields, J. L.; Fields, G. B.; Visse, R.; Nagase, H. EMBO J. 2004, 23, 3020
14. Tam, E. M.; Moore, T. R.; Butler, G. S.; Overall, C. M. J. Biol. Chem. 2004, 279, 43336
15. Minond, D.; Lauer-Fields, J. L.; Cudic, M.; Overall, C. M.; Pei, D.; Brew, K.; Visse, R.; Nagase, H.; Fields, G. B. J. Biol. Chem. 2006, 281, 38302
16. Minond, D.; Lauer-Fields, J. L.; Nagase, H.; Fields, G. B. Biochemistry 2004, 43, 11474
17. Bhaskaran, R.; Palmier, M. O.; Lauer-Fields, J. L.; Fields, G. B.; Van Doren, S. R. J. Biol. Chem. 2008, 283, 21779
18. Rosenblum, G.; Van den Steen, P. E.; Cohen, S. R.; Bitler, A.; Brand, D. D.; Opdenakker, G.; Sagi, I. PLoS One 2010, 5, e11043
19. Iyer, S.; Visse, R.; Nagase, H.; Acharya, K. R. J. Mol. Biol. 2006, 362, 78
20. Nerenberg, P. S.; Salsas-Escat, R.; Stultz, C. M. Proteins 2008, 70, 1154
21. Ellsmere, J. C.; Khanna, R. A.; Lee, J. M. Biomaterials 1999, 20, 1143
22. Jesudason, R.; Sato, S.; Parameswaran, H.; Araujo, A. D.; Majumdar, A.; Allen, P. G.; Bartolak-Suki, E.; Suki, B. Biophys. J. 2010, 99, 3076
23. Willett, T. L.; Labow, R. S.; Avery, N. C.; Lee, J. M. Ann. Biomed. Eng. 2007, 35, 1961
24. Zareian, R.; Church, K. P.; Saeidi, N.; Flynn, B. P.; Beale, J. W.; Ruberti, J. W. Langmuir 2010, 26, 9917
25. Nabeshima, Y.; Grood, E. S.; Sakurai, A.; Herman, J. H. J. Orthop. Res. 1996, 14, 123
26. Lotz, J. C.; Hadi, T.; Bratton, C.; Reiser, K. M.; Hsieh, A. H. Eur. Spine J. 2008, 17, 1149
27. Wyatt, K. E.; Bourne, J. W.; Torzilli, P. A. J. Biomech. Eng. 2009, 131, 051004
28. Huang, C.; Yannas, I. V. J. Biomed. Mater. Res. 1977, 11, 137
29. Ruberti, J. W.; Hallab, N. J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 336, 483
30. Flynn, B. P.; Bhole, A. P.; Saeidi, N.; Liles, M.; Dimarzio, C. A.; Ruberti, J. W. PLoS One 2010, 5 (8) e12337
31. Bhole, A. P.; Flynn, B. P.; Liles, M.; Saeidi, N.; Dimarzio, C. A.; Ruberti, J. W. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2009, 367, 3339
32. Efron, B.; Tibshirani, R. An introduction to the bootstrap; Chapman & Hall: New York, 1993.
33. Han, S.; Makareeva, E.; Kuznetsova, N. V.; Deridder, A. M.; Sutter, M. B.; Losert, W.; Phillips, C. L.; Visse, R.; Nagase, H.; Leikin, S. J. Biol. Chem. 2010, 285, 22276
34. Stetefeld, J.; Frank, S.; Jenny, M.; Schulthess, T.; Kammerer, R. A.; Boudko, S.; Landwehr, R.; Okuyama, K.; Engel, J. Structure 2003, 11, 339
35. Ainavarapu, S. R.; Brujic, J.; Huang, H. H.; Wiita, A. P.; Lu, H.; Li, L.; Walther, K. A.; Carrion-Vazquez, M.; Li, H.; Fernandez, J. M. Biophys. J. 2007, 92, 225
36. Bozec, L.; van der Heijden, G.; Horton, M. Biophys. J. 2007, 92, 70
37. Stricker, J.; Sabass, B.; Schwarz, U. S.; Gardel, M. L. J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 194104
38. Li, F.; Redick, S. D.; Erickson, H. P.; Moy, V. T. Biophys. J. 2003, 84, 1252
39. Smith, M. L.; Gourdon, D.; Little, W. C.; Kubow, K. E.; Eguiluz, R. A.; Luna-Morris, S.; Vogel, V. PLoS Biol. 2007, 5, 2243
40. Bloom, R. J.; George, J. P.; Celedon, A.; Sun, S. X.; Wirtz, D. Biophys. J. 2008, 95, 4077
41. Sabeh, F.; Ota, I.; Holmbeck, K.; Birkedal-Hansen, H.; Soloway, P.; Balbin, M.; Lopez-Otin, C.; Shapiro, S.; Inada, M.; Krane, S.; Allen, E.; Chung, D.; Weiss, S. J. J. Cell Biol. 2004, 167, 769
42. Ota, I.; Li, X. Y.; Hu, Y.; Weiss, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 20318
43. Zhang, X.; Halvorsen, K.; Zhang, C. Z.; Wong, W. P.; Springer, T. A. Science 2009, 324, 1330