Free energy of nascent-chain folding in the translocon

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 19, 2011, Pages 7602-7607

  Gumbart, James ^a,b,c   Chipot, Christophe ^b,d   Schulten, Klaus ^a,b  

^a University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

^b UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d NANCY UNIVERSITÉ   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BI-LAYER; CONFORMATIONAL STATE; HELICAL STATE; HELIX FORMATION; MEMBRANE PROTEINS; NASCENT PROTEIN; OLIGOPEPTIDES; POTENTIAL OF MEAN FORCE; PROTEIN-CONDUCTING CHANNELS; TRANSLOCON; VARIABLE DIAMETER; WATER SOLUBLE PROTEIN;

AMINO ACIDS; BIOSYNTHESIS; LIPID BILAYERS; SURFACE PROPERTIES;

PROTEINS;

ALANINE; MEMBRANE PROTEIN; OLIGOPEPTIDE; PROTEIN; TRANSLOCON;

ALPHA HELIX; ARTICLE; BILAYER MEMBRANE; ENERGY; MOLECULAR INTERACTION; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE;

COMPUTER SIMULATION; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN FOLDING; PROTEINS; SURFACE PROPERTIES;

EID: 79955911333     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja2019299     Document Type: Article

References (64)

1. Nissen, P.; Hansen, J.; Ban, N.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. Science 2000, 289, 920-930
2. Voss, N. R.; Gerstein, M.; Steitz, T. A.; Moore, P. B. J. Mol. Biol. 2006, 360, 893-906
3. Kramer, G.; Boehringer, D.; Ban, N.; Bukau, B. Nat. Struct. Mol. Biol. 2009, 16, 589-597
4. Seidelt, B.; Innis, C. A.; Wilson, D. N.; Gartmann, M.; Armache, J.-P.; Villa, E.; Trabuco, L. G.; Becker, T.; Mielke, T.; Schulten, K.; Steitz, T. A.; Beckmann, R. Science 2009, 326, 1412-1415
5. Trabuco, L. G.; Harrison, C. B.; Schreiner, E.; Schulten, K. Structure 2010, 18, 627-637
6. Starosta, A. L.; Karpenko, V. V.; Shishkina, A. V.; Mikolajka, A.; Sumbatyan, N. V.; Schluenzen, F.; Korshunova, G. A.; Bogdanov, A. A.; Wilson, D. N. Chem. Biol. 2010, 17, 504-514
7. Mingarro, I.; Nilsson, I.; Whitley, P.; von Heijne, G. BMC Cell Biol. 2000, 1, 3
8. Kosolapov, A.; Tu, L.; Wang, J.; Deutsch, C. Neuron 2004, 44, 295-307
9. Woolhead, C. A.; McCormick, P. J.; Johnson, A. E. Cell 2004, 116, 725-736
10. Lu, J.; Deutsch, C. Nat. Struct. Mol. Biol. 2005, 12, 1123-1129
11. Lu, J.; Deutsch, C. Biochemistry 2005, 44, 8230-8243
12. Lu, J.; Deutsch, C. J. Mol. Biol. 2008, 384, 73-86
13. Tu, L. W.; Deutsch, C. J. Mol. Biol. 2010, 396, 1346-1360
14. Peterson, J. H.; Woolhead, C. A.; Bernstein, H. D. Mol. Microbiol. 2010, 78, 203-217
15. Kosolapov, A.; Deutsch, C. Nat. Struct. Mol. Biol. 2009, 16, 405-411
16. O'Brien, E. P.; Hsu, S. D.; Christodoulou, J.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16928-16937
17. Bhushan, S.; Gartmann, M.; Halic, M.; Armache, J. P.; Jarasch, A.; Mielke, T.; Berninghausen, O.; Wilson, D. N.; Beckmann, R. Nat. Struct. Mol. Biol. 2010, 17, 313-317
18. Bhushan, S.; Meyer, H.; Starosta, A. L.; Becker, T.; Mielke, T.; Berninghausen, O.; Sattler, M.; Wilson, D. N.; Beckmann, R. Mol. Cell 2010, 40, 138-146
19. Halic, M.; Beckmann, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 116-125
20. Rapoport, T. A. Nature 2007, 450, 663-669
21. Driessen, A. J. M.; Nouwen, N. Annu. Rev. Biochem. 2008, 77, 643-667
22. Mandon, E. C.; Trueman, S. F.; Gilmore, R. Curr. Opin. Cell Biol. 2009, 21, 501-507
23. Ménétret, J. F.; Schaletzky, J.; Clemons, W. M., Jr.; Osborne, A. R.; Skånland, S. S.; Denison, C.; Gygi, S. P.; Kirkpatrick, D. S.; Park, E.; Ludtke, S. J.; Rapoport, T. A.; Akey, C. W. Mol. Cell 2007, 28, 1083-1092
24. Gumbart, J.; Trabuco, L. G.; Schreiner, E.; Villa, E.; Schulten, K. Structure 2009, 17, 1453-1464
25. Becker, T.; Bhushan, S.; Jarasch, A.; Armache, J.-P.; Funes, S.; Jossinet, F.; Gumbart, J.; Mielke, T.; Berninghausen, O.; Schulten, K.; Westhof, E.; Gilmore, R.; Mandon, E. C.; Beckmann, R. Science 2009, 326, 1369-1373
26. Frauenfeld, J.; Gumbart, J.; van der Sluis, E. O.; Funes, S.; Gartmann, M.; Beatrix, B.; Mielke, T.; Berninghausen, O.; Becker, T.; Schulten, K.; Beckmann, R. Nat. Struct. Mol. Biol. 2011, in press.
27. van den Berg, B.; Clemons, W. M., Jr.; Collinson, I.; Modis, Y.; Hartmann, E.; Harrison, S. C.; Rapoport, T. A. Nature 2004, 427, 36-44
28. Gumbart, J.; Schulten, K. J. Gen. Physiol. 2008, 132, 709-719
29. Gumbart, J.; Schulten, K. Biochemistry 2007, 46, 11147-11157
30. White, S. H.; von Heijne, G. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 23-42
31. Zhou, H. X.; Dill, K. A. Biochemistry 2001, 40, 11289-11293
32. Ziv, G.; Haran, G.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 18956-18961
33. Mittal, J.; Best, R. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 20233-20238
34. Xu, X.; Cao, D. Eur. Phys. J. E 2010, 32, 307-318
35. Darve, E.; Pohorille, A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9169-9183
36. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
37. Hénin, J.; Forin, G.; Chipot, C.; Klein, M. L. J. Chem. Theor. Comp. 2010, 6, 35-47
38. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
39. du Plessis, D. J. F.; Berrelkamp, G.; Nouwen, N.; Driessen, A. J. M. J. Biol. Chem. 2009, 284, 15805-15814
40. Zimmer, J.; Nam, Y.; Rapoport, T. A. Nature 2008, 455, 936-943
41. Gumbart, J.; Chipot, C.; Schulten, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 3596-3601
42. MacKerell, A. D., Jr. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616
43. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C. L., III. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1400-1415
44. Feller, S. E.; Zhang, Y. H.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4613-4621
45. Tuckerman, M.; Berne, B. J.; Martyna, G. J. J. Chem. Phys. 1992, 97, 1990-2001
46. Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 1983, 52, 24-34
47. Smart, O. S.; Neduvelil, J. G.; Wang, X.; Wallace, B. A.; Sansom, M. S. P. J. Mol. Graphics 1996, 14, 354-360
48. Tirado-Rives, J.; Maxwell, D. S.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11590-11593
49. Young, W. S.; Brooks, C. L. J. Mol. Biol. 1996, 259, 560-572
50. Topol, I. A.; Burt, S. K.; Deretey, E.; Tang, T. H.; Perczel, A.; Rashin, A.; Csizmadia, I. G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6054-6060
51. O'Neil, K. T.; DeGrado, W. F. Science 1990, 250, 646-651
52. Chakrabartty, A.; Kortemme, T.; Baldwin, R. L. Protein Sci. 1994, 3, 843-852
53. Gumbart, J.; Schulten, K. Biophys. J. 2006, 90, 2356-2367
54. Martoglio, B.; Hofmann, M. W.; Brunner, J.; Dobberstein, B. Cell 1995, 81, 207-214
55. Plath, K.; Mothes, W.; Wilkinson, B. M.; Stirling, C. J.; Rapoport, T. A. Cell 1998, 94, 795-807
56. Urbanus, M. L.; Scotti, P. A.; Fröderberg, L.; Sääf, A.; de Gier, J. W. L.; Brunner, J.; Samuelson, J. C.; Dalbey, R. E.; Oudega, B.; Luirink, J. EMBO Rep. 2001, 2, 524-529
57. McCormick, P. J.; Miao, Y.; Shao, Y.; Lin, J.; Johnson, A. E. Mol. Cell 2003, 12, 329-341
58. O'Brien, E. P.; Stan, G.; Thirumalai, D.; Brooks, B. R. Nano Lett. 2008, 8, 3702-3708
59. Lucent, D.; Vishal, V.; Pande, V. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 10430-10434
60. Lucent, D.; Snow, C. D.; Aitken, C. E.; Pande, V. S. PLoS Comput. Biol. 2010, 6, e1000963
61. Egea, P. F.; Stroud, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 40, 17182-17187
62. Williams, S.; Cosgrove, T. P.; Gilmanshin, R.; Fang, K. S.; Callendar, R. H.; Woodruff, W. H.; Dyer, R. B. Biochemistry 1996, 36, 691-698
63. Klimov, D. K.; Betancourt, M. R.; Thirumalai, D. Folding Des. 1998, 3, 481-496
64. Junne, T.; Kocik, L.; Spiess, M. Mol. Biol. Cell 2010, 21, 1662-1670