Structural complexity of a composite amyloid fibril

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 37, 2011, Pages 14686-14698

  Lewandowski, Józef R ^a,c   Van Der Wel, Patrick C A ^a,c,d   Rigney, Mike ^b   Grigorieff, Nikolaus ^b   Griffin, Robert G ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b BRANDEIS UNIVERSITY   (United States)

^c UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^d UNIVERSITY OF PITTSBURGH SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMYLOID FIBRIL; AMYLOID-LIKE FIBRIL; COMPUTATIONAL CHALLENGES; CRYSTAL STRUCTURAL; DYNAMIC NATURE; DYNAMIC NMR; FIBRIL STRUCTURE; HIGH RESOLUTION; MAGIC ANGLE SPINNING; MOLECULAR INTERFACES; NMR DATA; NMR SIGNALS; PROTOFILAMENTS; SIDE-CHAINS; STRUCTURAL COMPLEXITY; STRUCTURE AND DYNAMICS; UNIFORM STRUCTURE; VARIABLE WIDTH; YEAST PRIONS;

COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CRYSTALS; GLYCOPROTEINS; PEPTIDES;

CRYSTAL STRUCTURE;

AMYLOID;

AMINO TERMINAL SEQUENCE; ARTICLE; CHEMICAL INTERACTION; CHEMICAL LABELING; CONTROLLED STUDY; CRYSTAL STRUCTURE; ELECTRON MICROSCOPY; FIBER; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PEPTIDE SYNTHESIS; POLARIZATION; PROTEIN AGGREGATION; PROTEIN ASSEMBLY; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN QUATERNARY STRUCTURE; PROTEIN STRUCTURE; PROTOFILAMENT; QUANTITATIVE ANALYSIS; STRUCTURE ANALYSIS;

AMINO ACID SEQUENCE; AMYLOID; FUNGAL PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PRIONS; YEASTS;

EID: 80052786276     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja203736z     Document Type: Article

References (69)

1. Nelson, R.; Sawaya, M. R.; Balbirnie, M.; Madsen, A. O.; Riekel, C.; Grothe, R.; Eisenberg, D. Nature 2005, 435, 773-778
2. Sawaya, M. R.; Sambashivan, S.; Nelson, R.; Ivanova, M. I.; Sievers, S. A.; Apostol, M. I.; Thompson, M. J.; Balbirnie, M.; Wiltzius, J. J. W.; McFarlane, H. T.; Madsen, A. O.; Riekel, C.; Eisenberg, D. Nature 2007, 447, 453-457
3. Gsponer, J.; Haberthür, U.; Caflisch, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 5154-5159
4. Cecchini, M.; Rao, F.; Seeber, M.; Caflisch, A. J. Chem. Phys. 2004, 121, 10748-10756
5. Lipfert, J.; Franklin, J.; Wu, F.; Doniach, S. J. Mol. Biol. 2005, 349, 648-658
6. Zheng, J.; Ma, B.; Tsai, C.-J.; Nussinov, R. Biophys. J. 2006, 91, 824-833
7. Esposito, L.; Pedone, C.; Vitagliano, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 11533-11538
8. Zhang, Z.; Chen, H.; Bai, H.; Lai, L. Biophys. J. 2007, 93, 1484-1492
9. Wu, C.; Wang, Z.; Lei, H.; Zhang, W.; Duan, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1225-1232
10. Tsemekhman, K.; Goldschmidt, L.; Eisenberg, D.; Baker, D. Protein Sci. 2007, 16, 761-764
11. Strodel, B.; Whittleston, C. S.; Wales, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 16005-16014
12. Knowles, T. P.; Fitzpatrick, A. W.; Meehan, S.; Mott, H. R.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M.; Welland, M. E. Science 2007, 318, 1900-1903
13. Meli, M.; Morra, G.; Colombo, G. Biophys. J. 2008, 94, 4414-4426
14. De Simone, A.; Esposito, L.; Pedone, C.; Vitagliano, L. Biophys. J. 2008, 95, 1965-1973
15. Wang, J.; Tan, C.; Chen, H.-F.; Luo, R. Biophys. J. 2008, 95, 5037-5047
16. Esposito, L.; Paladino, A.; Pedone, C.; Vitagliano, L. Biophys. J. 2008, 94, 4031-4040
17. Vitagliano, L.; Esposito, L.; Pedone, C.; De Simone, A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008, 377, 1036-1041
18. Reddy, G.; Straub, J. E.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 11948-11953
19. Periole, X.; Rampioni, A.; Vendruscolo, M.; Mark, A. E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1728-1737
20. Park, J.; Kahng, B.; Hwang, W. PLoS Comput. Biol. 2009, 5, e1000492
21. Berryman, J. T.; Radford, S. E.; Harris, S. A. Biophys. J. 2009, 97, 1-11
22. Van der Wel, P. C. A.; Lewandowski, J. R.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5117-5130
23. Marshall, K. E.; Hicks, M. R.; Williams, T. L.; Hoffmann, S. V.; Rodger, A.; Dafforn, T. R.; Serpell, L. C. Biophys. J. 2010, 98, 330-338
24. Tycko, R. Q. Rev. Biophys. 2006, 39, 1-55
25. Heise, H. ChemBioChem 2008, 9, 179-189
26. Rienstra, C. M.; Tucker-Kellogg, L.; Jaroniec, C. P.; Hohwy, M.; Reif, B.; McMahon, M. T.; Tidor, B.; Lozano-Perez, T.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 10260-10265
27. Bertini, I.; Bhaumik, A.; De Paepe, G.; Griffin, R. G.; Lelli, M.; Lewandowski, J. R.; Luchinat, C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1032-1040
28. Castellani, F.; van Rossum, B.; Diehl, A.; Schubert, M.; Rehbein, K.; Oschkinat, H. Nature 2002, 420, 98-102
29. van der Wel, P. C. A.; Hu, K. N.; Lewandowski, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10840-10846
30. van der Wel, P. C. A.; Lewandowski, J. R.; Griffin, R. G. Biochemistry 2010, 49, 9457-9469
31. Kodali, R.; Wetzel, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 48-57
32. Fändrich, M.; Meinhardt, J.; Grigorieff, N. Prion 2009, 3, 89-93
33. Aguzzi, A.; Heikenwalder, M.; Polymenidou, M. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 8, 552-561
34. Nielsen, J. T.; Bjerring, M.; Jeppesen, M. D.; Pedersen, R. O.; Pedersen, J. M.; Hein, Kim L.; Vosegaard, T.; Skrydstrup, T.; Otzen, D. E.; Nielsen, N. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2118-2121
35. Sachse, C.; Fändrich, M.; Grigorieff, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 7462-7466
36. Nekooki-Machida, Y.; Kurosawab, M.; Nukina, N.; Ito, K.; Oda, T.; Tanaka, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 9679-9684
37. Evans, K. C.; Berger, E. P.; Cho, C. G.; Weisgraber, K. H.; Lansbury, P. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 763-767
38. Gosal, W. S.; Morten, I. J.; Hewitt, E. W.; Smith, D. A.; Thomson, N. H.; Radford, S. E. J. Mol. Biol. 2005, 351, 850-864
39. Yamaguchi, K.; Takahashi, S.; Kawai, T.; Naiki, H.; Goto, Y. J. Mol. Biol. 2005, 352, 952-960
40. Jarrett, J. T.; Lansbury, P. T. Biochemistry 1992, 31, 12345-12352
41. Frank, J.; Radermacher, M.; Penczek, P.; Zhu, J.; Li, Y. H.; Ladjadj, M.; Leith, A. J. Struct. Biol. 1996, 116, 190-199
42. Takegoshi, K.; Nakamura, S.; Terao, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 631-637
43. Giraud, N.; Böckmann, A.; Lesage, A.; Penin, F.; Blackledge, M.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11422-11423
44. De Paëpe, G.; Lewandowski, J. R.; Loquet, A.; Bockmann, A.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 2008, 129, 245101
45. Lewandowski, J.; De Paëpe, G.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 728-729
46. De Paëpe, G.; Lewandowski, J. R.; Loquet, A.; Eddy, M. T.; Meggy, S.; Bockmann, A.; Griffin, R. G. J. Phys. Chem. 2010, 134, 095101
47. Lewandowski, J. R.; De Paepe, G.; Eddy, M. T.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5769-5776
48. Lewandowski, J. R.; De Paëpe, G.; Eddy, M. T.; Struppe, J.; Maas, W.; Griffin, R. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9062-9069
49. Diaz-Avalos, R.; Long, C.; Fontano, E.; Balbirnie, M.; Grothe, R.; Eisenberg, D.; Caspar, D. L. D. J. Mol. Biol. 2003, 330, 1165-1175
50. Lewandowski, J. R.; Sein, J.; Sass, H. J.; Grzesiek, S.; Blackledge, M.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8252-8254
51. Giraud, N.; Blackledge, M.; Goldman, M.; Böckmann, A.; Lesage, A.; Penin, F.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18190-18201
52. Chevelkov, V.; Diehl, A.; Reif, B. J. Chem. Phys. 2008, 128, 052316
53. Lewandowski, J. R.; Sein, J.; Blackledge, M.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1246-1248
54. Yang, J.; Tasayco, M. L.; Polenova, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13690-13702
55. Lipari, G.; Szabo, A. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4546-4559
56. Chevelkov, V.; Zhuravleva, A. V.; Xue, Y.; Reif, B.; Skrynnikov, N. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12594-12595
57. Hing, A. W.; Vega, S.; Schaefer, J. J. Magn. Reson. 1992, 96, 205-209
58. De Paëpe, G.; Lewandowski, J. R.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 2008, 128, 124503
59. Herrmann, T.; Guntert, P.; Wuthrich, K. J. Mol. Biol. 2002, 319, 209-227
60. Verel, R.; Tomka, I. T.; Bertozzi, C.; Cadalbert, R.; Kammerer, R. A.; Steinmetz, M. O.; Meier, B. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5842-5845
61. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z.; Yau, W.-M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262-265
62. Chien, P.; DePace, A. H.; Collins, S. R.; Weissman, J. S. Nature 2003, 424, 948-951
63. Ohhashi, Y.; Ito, K.; Toyama, B. H.; Weissman, J. S.; Tanaka, M. Nat. Chem. Biol. 2010, 6, 225-230
64. Balbirnie, M.; Grothe, R.; Eisenberg, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2375-80
65. -1 range, with an exception of one side chain that has restricted mobility due to the proximity of an aromatic ring. Lewandowski, J. R. (personal communication).
66. Shen, Y.; Bax, A. J. Biomol. NMR 2007, 38, 289-302
67. Siemer, A. B.; Arnold, A. A.; Ritter, C.; Westfeld, T.; Ernst, M.; Riek, R.; Meier, B. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13224-13228
68. Sillen, A.; Wieruszeski, J. M.; Leroy, A.; Ben Younes, A.; Landrieu, I.; Lippens, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10138-10139
69. Heise, H.; Hoyer, W.; Becker, S.; Andronesi, O. C.; Riedel, D.; Baldus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15871-15876