Perturbations of aromatic amino acids are associated with iron cluster assembly in ribonucleotide reductase

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 18, 2011, Pages 6978-6988

  Offenbacher, Adam R ^a   Chen, Jun ^a,b   Barry, Bridgette A ^a  

^a GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALLOSTERIC EFFECT; ANTIFERRO-MAGNETICALLY COUPLED; AROMATIC AMINO ACID; CONFORMATIONAL CHANGE; HYDROGEN BONDINGS; IRON CLUSTER; ISOTOPIC LABELING; LOW DIELECTRIC; METAL BINDING; METAL CENTERS; METAL CLUSTER; MODEL COMPOUND; RAMAN BANDS; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; SOLVENT EXCHANGES; SPECTRAL CONTRIBUTION; STRUCTURAL CHANGE; STRUCTURAL PERTURBATION; TYROSYL RADICALS; ULTRAVIOLET RESONANCE RAMAN; UV RESONANCE; VIBRATIONAL BANDS;

AROMATIC COMPOUNDS; AROMATIZATION; ENZYME ACTIVITY; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; IRON; POLYPEPTIDES; RESONANCE;

AMINO ACIDS;

AROMATIC AMINO ACID; HISTIDINE; IRON CLUSTER; IRON DERIVATIVE; PHENYLALANINE; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; SKATOLE; TRYPTOPHAN; TYROSINE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; HYDROGEN BOND; ISOTOPE LABELING; METAL BINDING; MOLECULAR INTERACTION; PH; PROTEIN ASSEMBLY; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN STRUCTURE; RAMAN SPECTROMETRY; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

AMINO ACIDS, AROMATIC; ESCHERICHIA COLI; FREE RADICALS; IRON; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN SUBUNITS; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASES; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; TYROSINE;

EID: 79955689263     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja107918g     Document Type: Article

References (86)

1. Thelander, L.; Reichard, P. Annu. Rev. Biochem. 1979, 48, 133-158.
2. Stubbe, J. J. Biol. Chem. 1990, 265, 5329-5332.
3. Stubbe, J.; Riggs-Gelasco, P. Trends Biochem. Sci. 1998, 23, 438-443.
4. Uhlin, U.; Eklund, H. Nature 1994, 370, 533-539.
5. Stubbe, J.; Nocera, D. G.; Yee, C. S.; Chang, M. C. Chem. Rev. 2003, 103, 2167-2201.
6. Bollinger, J. M., Jr.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Filley, J.; Norton, J. R.; Stubbe, J. Science 1991, 253, 292-298.
7. Atkin, C. L.; Thelander, L.; Reichard, P.; Lang, G. J. Biol. Chem. 1973, 248, 7464-7472.
8. Stubbe, J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 183-188.
9. Åberg, A.; Nordlund, P.; Eklund, H. Nature 1993, 361, 276-278.
10. Logan, D. T.; Su, X.-D.; Åberg, A.; Regnström, K.; Hajdu, J.; Eklund, H.; Nordlund, P. Structure 1996, 4, 1053-1064.
11. Nordlund, P.; Sjöberg, B.-M.; Eklund, H. Nature 1990, 345, 593-598.
12. Högbom, M.; Galander, M.; Andersson, M.; Kolberg, M.; Hofbauer, W.; Lassmann, G.; Nordlund, P.; Lendzian, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 3209-3214.
13. Offenbacher, A. R.; Vassiliev, I. R.; Seyedsayamdost, M. R.; Stubbe, J.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7496-7497.
14. Ge, J.; Yu, G.; Ator, M. A.; Stubbe, J. Biochemistry 2003, 42, 10071-10083.
15. Tong, W. H.; Chen, S.; Lloyd, S. G.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2107-2108.
16. Umback, N. J.; Norton, J. R. Biochemistry 2002, 41, 3984-3990.
17. Pierce, B. S.; Hendrich, M. P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3613-3623.
18. Nagai,M.;Wajcman,H.; Lahary, A.;Nakatsukasa, T.;Nagatomo, S.; Kitagawa, T. Biochemistry 1999, 38, 1243-1251.
19. Takeuchi, H. Biopolymers 2003, 72, 305-317.
20. Seyedsayamdost, M. R. Thesis, Massachusettes Institute of Technology, 2008.
21. Jenson, D. L.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10567-10573.
22. Xia, B.; Cheng, H.; Skjeldal, L.; Coghlan, V. M.; Vickery, L. E.; Markley, J. L. Biochemistry 1995, 34, 180-187.
23. Xia, B.; Pikus, J. D.; Xia, W.; McClay, K.; Steffan, R. J.; Chae, Y. K.; Westler, W. M.; Markley, J. L.; Fox, B. G. Biochemistry 1999, 38, 727-739.
24. Chen, J.; Barry, B. A. Photochem. Photobiol. 2008, 84, 815-818.
25. Garbett, K.; Darnall, D. W.; Klotz, I. M.; Williams, R. J. Arch. Biochem. Biophys. 1969, 135, 419-434.
26. Petersson, L.; Gräslund, A.; Ehrenberg, A.; Sjöberg, B. M.; Reichard, P. J. Biol. Chem. 1980, 255, 6706-6712.
27. Rava, R. P.; Spiro, T. G. J. Phys. Chem. 1985, 89, 1856-1861.
28. Sweeny, J. A.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4784-4791.
29. Caswell, D. S.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6470-6477.
30. Tripathi, G. N.; Schuler, R. H. J. Chem. Phys. 1984, 81, 113-121.
31. Johnson, C. R.; Ludwig, M.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 905-912.
32. Ayala, I.; Range, K.; York, D.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5496-5505.
33. Bent, D. V.; Hayon, E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 2599-2606.
34. Range, K.; Ayala, I.; York, D.; Barry, B. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10970-10981.
35. Backes, G.; Sahlin, M.; Sjöberg, B.-M.; Loehr, T. M.; Sanders-Loehr, J. Biochemistry 1989, 28, 1923-1929.
36. Kim, S.; Barry, B. A. Biochemistry 1998, 37, 13882-13892.
37. Ayala, I.; Kim, S.; Barry, B. A. Biophys. J. 1999, 77, 2137-2144.
38. Fodor, S. P. A.; Copeland, R. A.; Grygon, C. A.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5509-5518.
39. Takeuchi, H.; Watanabe, N.; Satoh, Y.; Harada, I. J. Raman Spectrosc. 1989, 20, 233-237.
40. Suydam, I. T.; Boxer, S. G. Biochemistry 2003, 42, 12050-12055.
41. Carlson, J.; Fuchs, J. A.; Messing, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1984, 81, 4294-4297.
42. Takeuchi, H.; Harada, I. Spectrochim. Acta, Part A 1986, 42, 1069-1078.
43. Liu, G. Y.; Grygon, C. A.; Spiro, T. G. Biochemistry 1989, 28, 5046-5050.
44. Lide, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th ed.; CRC Press: Boca Ranton, FL, 2004; pp 8-141.
45. Matsuno, M.; Takeuchi, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1998, 71, 851-857.
46. Miura, T.; Takeuchi, H.; Harada, I. Biochemistry 1988, 27, 88-94.
47. Miura, T.; Takeuchi, H.; Harada, I. J. Raman Spectrosc. 1989, 20, 667-671.
48. Kochendoerfer, G. G.; Kaminaka, S.; Mathies, R. A. Biochemistry 1997, 36, 13153-13159.
49. Maruyama, T.; Takeuchi, H. Biochemistry 1997, 36, 10993-11001.
50. Voegtli, W. C.; Sommerhalter, M.; Saleh, L.; Baldwin, J.; Bollinger, J. M., Jr.; Rosenzweig, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15822-15830.
51. Copeland, R. A.; Spiro, T. G. Biochemistry 1985, 24, 4960-4968.
52. Bailey, J. E.; Beaven, G. H.; Chignell, D. A.; Gratzer, W. B. Eur. J. Biochem. 1968, 7, 8-14.
53. Baba, H.; Suzuki, S. J. Chem. Phys. 1961, 35, 1118-1127.
54. Donovan, J. W. J. Biol. Chem. 1969, 244, 1961-1967.
55. Rothschild, K. J.; Roepe, P.; Ahl, P. L.; Earnest, T. N.; Bogomolni, R. A.; Das Gupta, S. K.; Mulliken, C. M.; Herzfeld, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1986, 83, 347-351.
56. Rava, R. P.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4062-4064.
57. Tasumi, M.; Harada, I.; Takamatsu, T.; Takahashi, S. J. Raman Spectrosc. 1982, 12, 149-151.
58. Gregoriou, V. G.; Jayaraman, V.; Hu, X.; Spiro, T. G. Biochemistry 1995, 34, 6876-6882.
59. Zhao, X.; Chen, R.; Deng, Q.; Mabrouk, P. A.; Spiro, T. G. Isr. J. Chem. 2000, 40, 15-20.
60. Andersson, M. E.; Högbom, M.; Rinaldo-Matthis, A.; Blodig, W.; Liang, Y.; Persson, B.-O.; Sjöberg, B.-M.; Su, X.-D.; Nordlund, P. Biochemistry 2004, 43, 7966-7972.
61. Bollinger, J. M., Jr.; Tong, W. H.; Ravi, N.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8015-8023.
62. Bollinger, J. M., Jr.; Chen, S.; Parkin, S. E.; Mangravite, L. M.; Ley, B. A.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5976-5977.
63. Burdi, D.; Sturgeon, B. E.; Tong, W. H.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 281-282.
64. Sturgeon, B. E.; Burdi, D.; Chen, S.; Huynh, B.-H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7551-7557.
65. Willems, J.-P.; Lee, H.-I.; Burdi, D.; Doan, P. E.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9816-9824.
66. Baldwin, J.; Krebs, C.; Ley, B. A.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12195-12206.
67. Krebs, C.;Chen, S.; Baldwin, J.; Ley, B. A.; Patel,U.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12207-12219.
68. Pierce, B. S.; Elgren, T. E.; Hendrich, M. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8748-8759.
69. Austin, J. C.; Jordan, T.; Spiro, T. G. In Biomolecular Spectroscopy; Clark, R. J. H., Hester, R. E., Eds.; John Wiley & Sons Ltd.: New York, 1993; pp 55-125.
70. Hu, X.; Spiro, T. G. Biochemistry 1997, 36, 15701-15712.
71. Chen, J.; Bender, S. L.; Keough, J. M.; Barry, B. A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11367-11370.
72. Asher, S. A.; Larkin, P. J.; Teraoka, J. Biochemistry 1991, 30, 5944-5954.
73. Wu, Q.; Li, F.; Wang, W.; Hecht, M. H.; Spiro, T. G. J. Inorg. Biochem. 2002, 88, 381-387.
74. Sanchez, K. M.; Neary, T. J.; Kim, J. E. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9507-9511.
75. Balakrishnan, G.; Weeks, C. L.; Ibrahim, M.; Soldatova, A. V.; Spiro, T. G. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 623-629.
76. Zhu, L. Y.; Kim, J.; Mathies, R. A. J. Raman Spectrosc. 1999, 30, 777-783.
77. Sibert, R.; Josowicz, M.; Porcelli, F.; Veglia, G.; Range, K.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4393-4400.
78. Takeuchi, H.; Matsuno, M.; Overman, S. A.; Thomas, G. J., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3498-3507.
79. Okada, A.; Miura, T.; Takeuchi, H. Biochemistry 2001, 40, 6053-6060.
80. Reece, S. Y.; Hodgkiss, J. M.; Stubbe, J.; Nocera, D. G. Philos. Trans. R. Soc. B 2006, 361, 1351-1364.
81. Lipscomb, J. D. Annu. Rev. Microbiol. 1994, 48, 371-399.
82. Baik, M.-H.; Newcomb, M.; Friesner, R. A.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2003, 103, 2385-2419.
83. Fox, B. G.; Lyle, K. S.; Rogge, C. E. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 421-429.
84. Solomon, E. I.; Brunold, T. C.; Davis, M. I.; Kemsley, J. N.; Lee, S.-K.; Lehnert, N.; Neese, F.; Skulan, A. J.; Yang, Y.-S.; Zhou, J. Chem. Rev. 2000, 100, 235-350.
85. Sazinsky, M. H.; Merkx, M.; Cadieux, E.; Tang, S.; Lippard, S. J. Biochemistry 2004, 43, 16263-16276.
86. Moche, M.; Shanklin, J.; Ghoshal, A.; Lindqvist, Y. J. Biol. Chem. 2003, 278, 25072-25080.