Exploring the intermediate states of ADP-ATP exchange: A simulation study on Eg5

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 5, 2011, Pages 784-795

  Zhang, Wei ^a  

^a SOUTHERN RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOCHEMISTRY; CATALYSIS; HYDROLYSIS; MOLECULAR DYNAMICS; NUCLEOTIDES;

ANTICANCER DRUG; ATP HYDROLYSIS; BOUND STATE; CONFORMATIONAL CHANGE; CONSERVED RESIDUES; CORRELATION ANALYSIS; DYNAMIC VARIATIONS; HYDROGEN BOND NETWORKS; INTERMEDIATE STATE; KINESINS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR SIMULATIONS; NUCLEOTIDE BINDING; NUCLEOTIDE EXCHANGE; PHOSPHORYL GROUPS; POSITIVELY CHARGED; SIMULATION RESULT; SIMULATION STUDIES; STRUCTURAL BASIS; STRUCTURAL INFORMATION; THERAPEUTIC AGENTS; UNDERLYING MECHANISM;

BINDING SITES;

EID: 79952822799     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp107255t     Document Type: Article

References (80)

1. Tao, W. K.; South, V. J.; Zhang, Y.; Davide, J. P.; Farrell, L.; Kohl, N. E.; Sepp-Lorenzino, L.; Lobell, R. B. Cancer Cell 2005, 8, 49
2. Marcus, A. I.; Peters, U.; Thomas, S. L.; Garrett, S.; Zelnak, A.; Kapoor, T. M.; Giannakakou, P. J. Biol. Chem. 2005, 280, 11569
3. Mayer, T. U.; Kapoor, T. M.; Haggarty, S. J.; King, R. W.; Schreiber, S. L.; Mitchison, T. J. Science 1999, 286, 971
4. Cochran, J. C.; Gilbert, S. P. Biochemistry 2005, 44, 16633
5. Cochran, J. C.; Krzysiak, T. C.; Gilbert, S. P. Biochemistry 2006, 45, 12334
6. Kim, K. S.; Lu, S.; Cornelius, L. A.; Lombardo, L. J.; Borzilleri, R. M.; Schroeder, G. M.; Sheng, C.; Rovnyak, G.; Crews, D.; Schmidt, R. J.; Williams, D. K.; Bhide, R. S.; Traeger, S. C.; McDonnell, P. A.; Mueller, L.; Sheriff, S.; Newitt, J. A.; Pudzianowski, A. T.; Yang, Z.; Wild, R.; Lee, F. Y.; Batorsky, R.; Ryder, J. S.; Ortega-Nanos, M.; Shen, H.; Gottardis, M.; Roussell, D. L. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3937
7. Maliga, Z.; Xing, J.; Cheung, H.; Juszczak, L. J.; Friedman, J. M.; Rosenfeld, S. S. J. Biol. Chem. 2006, 281, 7977
8. Garcia-Saez, I.; DeBonis, S.; Lopez, R.; Trucco, F.; Rousseau, B.; Thuery, P.; Kozielski, F. J. Biol. Chem. 2007, 282, 9740
9. Parrish, C. A.; Adams, N. D.; Auger, K. R.; Burgess, J. L.; Carson, J. D.; Chaudhari, A. M.; Copeland, R. A.; Diamond, M. A.; Donatelli, C. A.; Duffy, K. J.; Faucette, L. F.; Finer, J. T.; Huffman, W. F.; Hugger, E. D.; Jackson, J. R.; Knight, S. D.; Luo, L.; Moore, M. L.; Newlander, K. A.; Ridgers, L. H.; Sakowicz, R.; Shaw, A. N.; Sung, C. M. M.; Sutton, D.; Wood, K. W.; Zhang, S. Y.; Zimmerman, M. N.; Dhanak, D. J. Med. Chem. 2007, 50, 4939
10. Pinkerton, A. B.; Lee, T. T.; Hoffman, T. Z.; Wang, Y.; Kahraman, M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 3562
11. Cox, C. D.; Coleman, P. J.; Breslin, M. J.; Whitman, D. B.; Garbaccio, R. M.; Fraley, M. E.; Buser, C. A.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Schaber, M. D.; Lobell, R. B.; Tao, W.; Davide, J. P.; Diehl, R. E.; Abrams, M. T.; South, V. J.; Huber, H. E.; Torrent, M.; Prueksaritanont, T.; Li, C.; Slaughter, D. E.; Mahan, E.; Fernandez-Metzler, C.; Yan, Y.; Kuo, L. C.; Kohl, N. E.; Hartman, G. D. J. Med. Chem. 2008, 51, 4239
12. Luo, L. S.; Carson, J. D.; Molnar, K. S.; Tuske, S. J.; Coales, S. J.; Hamuro, Y.; Sung, C. M.; Sudakin, V.; Auger, K. R.; Dhanak, D.; Jackson, J. R.; Huang, P. S.; Tummino, P. J.; Copeland, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7584
13. Rickert, K. W.; Schaber, M.; Torrent, M.; Neilson, L. A.; Tasber, E. S.; Garbaccio, R.; Coleman, P. J.; Harvey, D.; Zhang, Y.; Yang, Y.; Marshall, G.; Lee, L.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Buser, C. A. Arch. Biochem. Biophys. 2008, 469, 220
14. Knight, S. D.; Parrish, C. A. Curr. Top. Med. Chem. 2008, 8, 888
15. Wood, K. W.; Lad, L.; Luo, L. S.; Qian, X. P.; Knight, S. D.; Nevins, N.; Brejc, K.; Sutton, D.; Gilmartin, A. G.; Chua, P. R.; Desai, R.; Schauer, S. P.; McNulty, D. E.; Annan, R. S.; Belmont, L. D.; Garcia, C.; Lee, Y.; Diamond, M. A.; Faucette, L. F.; Giardiniere, M.; Zhang, S. Y.; Sun, C. M.; Vidal, J. D.; Lichtsteiner, S.; Cornwell, W. D.; Greshock, J. D.; Wooster, R. F.; Finer, J. T.; Copeland, R. A.; Huang, P. S.; Morgans, D. J.; Dhanak, D.; Bergnes, G.; Sakowicz, R.; Jackson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 107, 5839
16. Yardimci, H.; Van Duffelen, M.; Mao, Y. H.; Rosenfeld, S. S.; Selvin, P. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6016
17. Catarinella, M.; Gruner, T.; Strittmatter, T.; Marx, A.; Mayer, T. U. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9072
18. Henderson, M. C.; Shaw, Y. J. Y.; Wang, H.; Han, H. Y.; Hurley, L. H.; Flynn, G.; Dorr, R. T.; Hoff, D. D. Mol. Cancer Ther. 2009, 8, 36
19. Rosenfeld, S. S.; van Duffelen, M.; Behnke-Parks, W. M.; Beadle, C.; Corrreia, J.; Xing, J. J. Biol. Chem. 2009, 284, 32858
20. Huszar, D.; Theoclitou, M. E.; Skolnik, J.; Herbst, R. Cancer Metastasis Rev. 2009, 28, 197
21. Matsuno, K.; Sawada, J.; Asai, A. Expert Opin. Ther. Patents 2008, 18, 253
22. Ivachtchenko, A. V.; Kiselyov, A. S.; Tkachenko, S. E.; Ivanenkov, Y. A.; Balakin, K. V. Curr. Cancer Drug Targets 2007, 7, 766
23. Bergnes, G.; Brejc, K.; Belmont, L. Curr. Top. Med. Chem. 2005, 5, 127
24. Hirokawa, N. Science 1998, 279, 519
25. Endow, S. A. Eur. J. Biochem. 1999, 262, 12
26. Inoue, S.; Salmon, E. D. Mol. Biol. Cell 1995, 6, 1619
27. Hirokawa, N.; Pfister, K. K.; Yorifuji, H.; Wagner, M. C.; Brady, S. T.; Bloom, G. S. Cell 1989, 56, 867
28. Kikkawa, M.; Sablin, E. P.; Okada, Y.; Yajima, H.; Fletterick, R. J.; Hirokawa, N. Nature 2001, 411, 439
29. Nitta, R.; Kikkawa, M.; Okada, Y.; Hirokawa, N. Science 2004, 305, 678
30. Miki, H.; Okada, Y.; Hirokawa, N. Trends Cell Biol. 2005, 15, 467
31. Turner, J.; Anderson, R.; Guo, J.; Beraud, C.; Fletterick, R.; Sakowicz, R. J. Biol. Chem. 2001, 276, 25496
32. Cox, C. D.; Breslin, M. J.; Brenda, J. M.; Coleman, P. J.; Buser, C. A.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Huber, H. E.; Kohl, N. E.; Torrent, M.; Yan, Y. W.; Kuo, L. C.; Hartman, G. D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 2041
33. Cox, C. D.; Torrent, M.; Breslin, M. J.; Mariano, B. J.; Whitman, D. B.; Coleman, P. J.; Buser, C. A.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Schaber, M. D.; Lobell, R. B.; Tao, W. K.; South, V. J.; Kohl, N. E.; Yan, Y. W.; Kuo, L. C.; Prueksaritanont, T.; Slaughter, D. E.; Li, C. Z.; Mahan, E.; Lu, B.; Hartman, G. D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3175
34. Fraley, M. E.; Garbaccio, R. M.; Arrington, K. L.; Hoffman, W. F.; Tasber, E. S.; Coleman, P. J.; Buser, C. A.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Fernandes, C.; Schaber, M. D.; Lobell, R. B.; Tao, W. K.; South, V. J.; Yan, Y. W.; Kuo, L. C.; Prueksaritanont, T.; Shu, C.; Torrent, M.; Heimbrook, D. C.; Kohl, N. E.; Huber, H. E.; Hartman, G. D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 1775
35. Roecker, A. J.; Coleman, P. J.; Mercer, S. P.; Schreier, J. D.; Buser, C. A.; Walsh, E. S.; Hamilton, K.; Lobell, R. B.; Tao, W. K.; Diehl, R. E.; South, V. J.; Davide, J. P.; Kohl, N. E.; Yan, Y. W.; Kuo, L. C.; Li, C. Z.; Fernandez-Metzler, C.; Mahan, E. A.; Prueksaritanont, T.; Hartman, G. D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 5677
36. Tarby, C. M.; Kaltenbach, R. F., 3rd; Huynh, T.; Pudzianowski, A.; Shen, H.; Ortega-Nanos, M.; Sheriff, S.; Newitt, J. A.; McDonnell, P. A.; Burford, N.; Fairchild, C. R.; Vaccaro, W.; Chen, Z.; Borzilleri, R. M.; Naglich, J.; Lombardo, L. J.; Gottardis, M.; Trainor, G. L.; Roussell, D. L. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 2095
37. Barsanti, P. A.; Wang, W.; Ni, Z. J.; Duhl, D.; Brammeier, N.; Martin, E.; Bussiere, D.; Walter, A. O. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, 20, 157
38. Schiemann, K.; Finsinger, D.; Zenke, F.; Amendt, C.; Knochel, T.; Bruge, D.; Buchstaller, H. P.; Emde, U.; Stahle, W.; Anzali, S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, 20, 1491
39. Maliga, Z.; Mitchison, T. J. BMC Chem. Biol. 2006, 6, 2
40. Kaan, H. Y. K.; Ulaganathan, V.; Hackney, D. D.; Kozielski, F. Biochem. J. 2010, 425, 55
41. Kim, E. D.; Buckley, R.; Learman, S.; Richard, J.; Parke, C.; Worthylake, D. K.; Wojcik, E. J.; Walker, R. A.; Kim, S. J. Biol. Chem. 2010, 285, 18650
42. Yan, Y. W.; Sardana, V.; Xu, B.; Homnick, C.; Halczenko, W.; Buser, C. A.; Schaber, M.; Hartman, G. D.; Huber, H. E.; Kuo, L. C. J. Mol. Biol. 2004, 335, 547
43. Parke, C. L.; Wojcik, E. J.; Kim, S.; Worthylake, D. K. J. Biol. Chem. 2009, 285, 5859
44. Sindelar, C. V.; Budny, M. J.; Rice, S.; Naber, N.; Fletterick, R.; Cooke, R. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 844
45. Jun, B.; Kim, S. J. Biol. Chem. 2010, 285, 11073
46. Karplus, M.; McCammon, J. A. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 646
47. Grant, B. J.; Gorfe, A. A.; McCammon, J. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 20, 142
48. Lindorff-Larsen, K.; Best, R. B.; DePristo, M. A.; Dobson, C. M.; Vendruscolo, M. Nature 2005, 433, 128
49. Schueler-Furman, O.; Wang, C.; Bradley, P.; Misura, K.; Baker, D. Science 2005, 310, 638
50. Liu, L.; Koharudin, L. M. I.; Gronenborn, A. M.; Bahar, I. Proteins: Struct. Funct. Bioinf. 2009, 77, 927
51. Maestro, version 9.0; Schrödinger, LLC: New York, 2009.
52. Prime, version 1.6; Schrödinger, LLC: New York, 2007.
53. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E., III; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Merz, K. M.; Pearlman, D.A.; Crowley, M.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Wang, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.; Seabra, G.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Wu, X.; Brozell, S.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Yang, L.; Tan, C.; Mongan, J.; Hornak, V.; Cui, G.; Beroza, P.; Mathews, D. H.; Schafmeister, C.; Ross, W. S.; Kollman, P. A. AMBER 9; University of California: San Francisco, 2006.
54. Duan, Y.; Wu, C.; Chowdhury, S.; Lee, M. C.; Xiong, G. M.; Zhang, W.; Yang, R.; Cieplak, P.; Luo, R.; Lee, T.; Caldwell, J.; Wang, J. M.; Kollman, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1999
55. Meagher, K. L.; Redman, L. T.; Carlson, H. A. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1016
56. Wang, J.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157
57. Wang, J.; Wang, W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Mol. Graph. Model. 2006, 25, 247
58. Jorgensen, W. L. C., J.; Madura, J.; Klein., M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926
59. Srinivasan, J.; Cheatham, T. E.; Cieplak, P.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9401
60. Kollman, P. A.; Massova, I.; Reyes, C.; Kuhn, B.; Huo, S.; Chong, L.; Lee, M.; Lee, T.; Duan, Y.; Wang, W.; Donini, O.; Cieplak, P.; Srinivasan, J.; Case, D. A.; Cheatham, T. E., 3rd. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 889
61. SiteMap, version 2.3; Schrödinger, LLC: New York, 2009.
62. Cochran, J. C.; Gatial, J. E.; Kapoor, T. M.; Gilbert, S. P. J. Biol. Chem. 2005, 280, 12658
63. Lad, L.; Luo, L.; Carson, J. D.; Wood, K. W.; Hartman, J. J.; Copeland, R. A.; Sakowicz, R. Biochemistry 2008, 47, 3576
64. Brendza, K. M.; Rose, D. J.; Gilbert, S. P.; Saxton, W. M. J. Biol. Chem. 1999, 274, 31506
65. Shimizu, T.; Thorn, K. S.; Ruby, A.; Vale, R. D. Biochemistry 2000, 39, 5265
66. Yamada, M. D.; Maruta, S.; Yasuda, S.; Kondo, K.; Maeda, H.; Arata, T. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, 364, 620
67. Cochran, J. C.; Sindelar, C. V.; Mulko, N. K.; Collins, K. A.; Kong, S. E.; Hawley, R. S.; Kull, F. J. Cell 2009, 136, 110
68. Nitta, R.; Okada, Y.; Hirokawa, N. Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, 15, 1067
69. Kull, F. J.; Endow, S. A. J. Cell Sci. 2002, 115, 15
70. Luo, L.; Parrish, C. A.; Nevins, N.; McNulty, D. E.; Chaudhari, A. M.; Carson, J. D.; Sudakin, V.; Shaw, A. N.; Lehr, R.; Zhao, H.; Sweitzer, S.; Lad, L.; Wood, K. W.; Sakowicz, R.; Annan, R. S.; Huang, P. S.; Jackson, J. R.; Dhanak, D.; Copeland, R. A.; Auger, K. R. Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 722
71. Learman, S. S.; Kim, C. D.; Stevens, N. S.; Kim, S.; Wojcik, E. J.; Walker, R. A. Biochemistry 2009, 48, 1754
72. Christopoulos, A. Nat. Rev. Drug Discov. 2002, 1, 198
73. Kenakin, T. Trends Pharmacol. Sci. 2007, 28, 407
74. Raddatz, R.; Schaffhauser, H.; Marino, M. J. Biochem. Pharmacol. 2007, 74, 383
75. Lawrence, S. H.; Ramirez, U. D.; Tang, L.; Fazliyez, F.; Kundrat, L.; Markham, G. D.; Jaffe, E. K. Chem. Biol. 2008, 15, 586
76. Garcia-Saez, I.; Yen, T.; Wade, R. H.; Kozielski, F. J. Mol. Biol. 2004, 340, 1107
77. Brier, S.; Lemaire, D.; DeBonis, S.; Forest, E.; Kozielski, F. J. Mol. Biol. 2006, 360, 360
78. Kikkawa, M.; Hirokawa, N. EMBO J. 2006, 25, 4187
79. Bodey, A. J.; Kikkawa, M.; Moores, C. A. J. Mol. Biol. 2009, 388, 218
80. Sindelar, C. V.; Downing, K. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 4111