Role of Arg82 in the early steps of the bacteriorhodopsin proton-pumping cycle

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 21, 2011, Pages 7129-7135

  Clemens, Maike ^a   Phatak, Prasad ^b   Cui, Qiang ^c   Bondar, Ana Nicoleta ^d   Elstner, Marcus ^e  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR BIOPHYSICAL CHEMISTRY   (Germany)

^b INDIANA UNIVERSITY   (United States)

^c UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

^d UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^e KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACIDS; FUNCTIONAL GROUPS;

EXTRACELLULAR; PROTON PUMP; PROTON RELEASE; PROTON TRANSFER REACTIONS; PROTON-PUMPING; SCHIFF-BASE; SIDE-CHAINS; STRUCTURAL REARRANGEMENT; WATER MOLECULE;

PROTONS;

EID: 79957621833     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp201865k     Document Type: Article

References (56)

1. Oesterhelt, D.; Stoeckenius, W. Nature: New Biol. 1971, 233, 149-152
2. Oesterhelt, D.; Stoeckenius, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1973, 70, 2853-2857
3. Aton, B.; Doukas, A. G.; Callender, R. H.; Becher, B.; Ebrey, T. G. Biochemistry 1977, 16, 2995-2999
4. Doig, S. J.; Reid, P. J.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 6372-6379
5. Lanyi, J. K. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1183, 241-261
6. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H.-T.; Cartailler, J.-P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899-911
7. Schobert, B.; Cupp-Vickery, J.; Hornak, V.; Smith, S. O.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2002, 321, 715-726
8. Kandori, H.; Yamazaki, Y.; Shichida, Y.; Raap, J.; Lugtenburg, J.; Belenky, M.; Herzfeld, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 1571-1576
9. Bondar, A.; Fischer, S.; Suhai, S.; Smith, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14786-14788
10. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2002, 83, 1281-1297
11. Matsui, Y.; Sakai, K.; Murakami, M.; Shiro, Y.; Adachi, S.; Okumura, H.; Kouyama, T. J. Mol. Biol. 2002, 324, 469-481
12. Takeda, K.; Matsui, Y.; Kamiya, N.; Adachi, S..; Okumura, H.; Kouyama, T. J. Mol. Biol. 2004, 341, 1023-1037
13. Sass, H. J.; Büldt, G.; Gessenich, R.; Hehn, D.; Neff, D.; Schlesinger, R.; Berendzen, J.; Ormos, P. Nature 2000, 406, 649-653
14. Lanyi, J. K.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2007, 365, 1379-1392
15. Lanyi, J. K.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2003, 328, 439-450
16. Kouyama, T.; Nishikawa, T.; Tokuhisa, T.; Okumura, H. J. Mol. Biol. 2004, 335, 531-546
17. Royant, A.; Edman, K.; Ursby, T.; Pebay-Peyroula, E.; Landau, E. M.; Neutze, R. Nature 2000, 406, 645-648
18. Edman, K.; Royant, A.; Larsson, G.; Jacobson, F.; Taylor, T.; Van Der Spoel, D.; Landau, E. M.; Pebay- Peyroula, E.; Neutze, R. J. Biol. Chem. 2004, 279, 2147-2158
19. Facciotti, M.; Rouhani, S.; Burkard, F.; Betancourt, F.; Downing, K.; Rose, R.; McDermott, G.; Glaeser, R. Biophys. J. 2001, 81, 3442-3455
20. Lanyi, J. K.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2002, 321, 727-737
21. Balashov, S. P.; Govindjee, R.; Imasheva, E. S.; Misra, S.; Ebrey, T. G.; Feng, Y.; Crouch, R. K.; Menick, D. R. Biochemistry 1995, 34, 8820-8834
22. Govindjee, R.; Misra, S.; Balashov, S. P.; Ebrey, T. G.; Crouch, R. K.; Menick, D. R. Biophys. J. 1996, 71, 1011-1023
23. Imasheva, E. S.; Balashov, S. P.; Ebrey, T. G.; Chen, N.; Crouch, R. K.; Menick, D. R. Biophys. J. 1999, 77, 2750-2763
24. Song, Y.; Mao, J.; Gunner, M. R. Biochemistry 2003, 42, 9875-9888
25. Subramaniam, S.; Lindahl, M.; ·ough, P.; Faruqi, A. R.; Tittor, J.; Oesterhelt, D.; Brown, L.; Lanyi, J.; Henderson, R. J. Mol. Biol. 1999, 287, 145-161
26. Bondar, A.-N.; Elstner, M.; Suhai, S.; Smith, J. C.; Fischer, S. Structure 2004, 12, 1281-1288
27. Schobert, B.; Cupp-Vickery, J.; Hornak, V.; Smith, S. O.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2002, 321, 715-726
28. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E., III; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiórkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M., Jr. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616
29. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
30. Braiman, M. S.; Bousche, O.; Rothschild, K. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 2388-2392
31. Braiman, M. S.; Mogi, T.; Marti, T.; Stern, L. J.; Khorana, H. G.; Rothschild, K. J. Biochemistry 1988, 27, 8516-8520
32. Phatak, P.; Ghosh, N.; Yu, H.; Cui, Q.; Elstner, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 19672-19677
33. Brünger, A. T.; Karplus, M. Proteins 1988, 4, 148-156
34. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217
35. Im, W.; Bernèche, S.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2924-2937
36. Schaefer, P.; Riccardi, D.; Cui, Q. J. Chem. Phys. 2005, 123, 014905
37. Brooks, C. L., III; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1989, 208, 159-181
38. Ryckaert, J..; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
39. Steinbach, P. J.; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 1994, 15, 667-683
40. Nina, M.; Beglov, D.; Roux, B. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5239-5248
41. Nina, M.; Im, W.; Roux, B. Biophys. Chem. 1999, 78, 89-96
42. Banavali, N. K.; Roux, B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6866-6876
43. Arora, K.; Brooks, C. L., III. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18496-18501
44. Kumar, S.; Bouzida, D.; Swendson, R. H.; Kollman, P. A.; Rosenberg, J. M. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1011-1021
45. Boczko, E. M.; Brooks, C. L., III. J. Phys. Chem. 1993, 97, 4509-4513
46. Tanimoto, T.; Furutani, Y.; Kandori, H. Biochemistry 2003, 42, 2300-2306
47. Goyal, P.; Ghosh, N.; Phatak, P.; Clemens, M.; Gaus, M.; Elstner, M.; Cui, Q., manuscript submitted.
48. Bondar, A..; Suhai, S.; Fischer, S.; Smith, J. C.; Elstner, M. J. Struct. Biol. 2007, 157, 454-469
49. Lanyi, J. K.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2003, 328, 439-450
50. Bondar, A.-N.; Baudry, J.; Suhai, S.; Fischer, S.; Smith, J. C. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 14729-14741
51. Belrhali, H.; Nollert, P.; Royant, A.; Menzel, C.; Rosenbusch, J. P.; Landau, E. M.; Pebay-Peyroula, E. Structure 1999, 7, 909-917
52. Matsui, Y.; Sakai, K.; Murakami, M.; Shiro, Y.; Adachi, S.-I.; Okumura, H.; Kouyama, T. J. Mol. Biol. 2002, 324, 469-481
53. Schobert, B.; Brown, L. S.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2003, 330, 553-570
54. Lanyi, J. K.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2002, 321, 727-737
55. Schobert, B.; Brown, L. S.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2003, 330, 553-570
56. Okumura, H.; Murakami, M.; Kouyama, T. J. Mol. Biol. 2005, 351, 481-495