Fast folding of RNA pseudoknots initiated by laser temperature-jump

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 46, 2011, Pages 18767-18774

  Narayanan, Ranjani ^a,c   Velmurugu, Yogambigai ^a   Kuznetsov, Serguei V ^a   Ansari, Anjum ^a,b  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT CHICAGO   (United States)

^b University of Illinois at Chicago   (United States)

^c NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGICAL FUNCTIONS; COMPUTATIONAL MODEL; COMPUTATIONAL STUDIES; FOLDING MECHANISM; FOLDING PATHWAY; KINETIC CONTROL; LASER TEMPERATURE JUMPS; PSEUDO-KNOTS; PSEUDOKNOT; RIBOZYMES; RNA CONFORMATION; SPECTROSCOPIC PROBES; STRUCTURAL MOTIFS; TERTIARY INTERACTIONS; TIME-RESOLUTION; UV ABSORBANCE;

BIOLOGICAL SYSTEMS; KINETICS; THERMODYNAMICS;

RNA;

FLUORESCEIN; RIBOZYME; RNA; SINGLE STRANDED DNA;

ARTICLE; AZOARCUS; DIODE LASER; KINETICS; LASER TEMPERATURE JUMP SPECTROMETER; MOLECULAR INTERACTION; PROTEIN FOLDING; RNA CONFORMATION; RNA PSEUDOKNOT; RNA SEQUENCE; RNA STRUCTURE; SPECTROMETER; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS; TIME; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

BASE SEQUENCE; KINETICS; LASERS; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MOLECULAR SEQUENCE DATA; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; RNA; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS;

EID: 83055179382     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja205737v     Document Type: Article

References (70)

1. Giedroc, D. P.; Theimer, C. A.; Nixon, P. L. J. Mol. Biol. 2000, 298, 167.
2. Dam, E.; Pleij, K.; Draper, D. Biochemistry 1992, 31, 11665.
3. Comolli, L. R.; Smirnov, I.; Xu, L.; Blackburn, E. H.; James, T. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 16998.
4. Theimer, C. A.; Finger, L. D.; Trantirek, L.; Feigon, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 449.
5. Chen, J. L.; Greider, C. W. Trends Biochem. Sci. 2004, 29, 183.
6. Brierley, I.; Pennell, S.; Gilbert, R. J. Nat. Rev. Microbiol. 2007, 5, 598.
7. Giedroc, D. P.; Cornish, P. V. Virus Res. 2009, 139, 193.
8. Chen, X.; Chamorro, M.; Lee, S. I.; Shen, L. X.; Hines, J. V.; Tinoco, I., Jr.; Varmus, H. E. EMBO J. 1995, 14, 842.
9. Chen, G.; Wen, J. D.; Tinoco, I., Jr. RNA 2007, 13, 2175.
10. Hansen, T. M.; Reihani, S. N.; Oddershede, L. B.; Sorensen, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 5830.
11. Green, L.; Kim, C. H.; Bustamante, C.; Tinoco, I., Jr. J. Mol. Biol. 2008, 375, 511.
12. Chen, G.; Chang, K. Y.; Chou, M. Y.; Bustamante, C.; Tinoco, I., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 12706.
13. Ansari, A.; Kuznetsov, S. V.; Shen, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001, 98, 7771.
14. Liphardt, J.; Onoa, B.; Smith, S. B.; Tinoco, I., Jr.; Bustamante, C. Science 2001, 292, 733.
15. Cocco, S.; Marko, J. F.; Monasson, R. Eur. Phys. J. E. 2003, 10, 153.
16. Hyeon, C.; Thirumalai, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1538.
17. Wyatt, J. R.; Puglisi, J. D.; Tinoco, I., Jr. J. Mol. Biol. 1990, 214, 455.
18. Gluick, T. C.; Gerstner, R. B.; Draper, D. E. J. Mol. Biol. 1997, 270, 451.
19. Rook, M. S.; Treiber, D. K.; Williamson, J. R. J. Mol. Biol. 1998, 281, 609.
20. Buchmueller, K. L.; Webb, A. E.; Richardson, D. A.; Weeks, K. M. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 362.
21. Pan, J.; Deras, M. L.; Woodson, S. A. J. Mol. Biol. 2000, 296, 133.
22. Fang, X. W.; Thiyagarajan, P.; Sosnick, T. R.; Pan, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 8518.
23. Rangan, P.; Masquida, B.; Westhof, E.; Woodson, S. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 1574.
24. Rangan, P.; Masquida, B.; Westhof, E.; Woodson, S. A. J. Mol. Biol. 2004, 339, 41.
25. Brion, P.; Westhof, E. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 113.
26. Gralla, J.; Crothers, D. M. J. Mol. Biol. 1973, 73, 497.
27. Porschke, D. Biophys. Chem. 1974, 1, 381.
28. Bonnet, G.; Krichevsky, O.; Libchaber, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 8602.
29. Russell, R.; Millett, I. S.; Tate, M. W.; Kwok, L. W.; Nakatani, B.; Gruner, S. M.; Mochrie, S. G.; Pande, V.; Doniach, S.; Herschlag, D.; Pollack, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 4266.
30. Woodson, S. A. Annu. Rev. Biophys. 2010, 39, 61.
31. Sclavi, B.; Sullivan, M.; Chance, M. R.; Brenowitz, M.; Woodson, S. A. Science 1998, 279, 1940.
32. Swisher, J. F.; Su, L. J.; Brenowitz, M.; Anderson, V. E.; Pyle, A. M. J. Mol. Biol. 2002, 315, 297.
33. Pan, J.; Thirumalai, D.; Woodson, S. A. J. Mol. Biol. 1997, 273, 7.
34. Pan, T.; Sosnick, T. R. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 931.
35. Treiber, D. K.; Rook, M. S.; Zarrinkar, P. P.; Williamson, J. R. Science 1998, 279, 1943.
36. Wu, M.; Tinoco, I., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 11555.
37. Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 11506.
38. Cole, P. E.; Crothers, D. M. Biochemistry 1972, 11, 4368.
39. Crothers, D. M.; Cole, P. E.; Hilbers, C. W.; Shulman, R. G. J. Mol. Biol. 1974, 87, 63.
40. Zhang, W.; Chen, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 1931.
41. Ansari, A.; Shen, Y.; Kuznetsov, S. V. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 069801.
42. Jung, J.; Van Orden, A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1240.
43. Ma, H.; Proctor, D. J.; Kierzek, E.; Kierzek, R.; Bevilacqua, P. C.; Gruebele, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1523.
44. Ma, H.; Wan, C.; Wu, A.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 712.
45. Chadalavada, D. M.; Senchak, S. E.; Bevilacqua, P. C. J. Mol. Biol. 2002, 317, 559.
46. Cao, S.; Chen, S. J. J. Mol. Biol. 2007, 367, 909.
47. Cho, S. S.; Pincus, D. L.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 17349.
48. Shen, L. X.; Tinoco, I., Jr. J. Mol. Biol. 1995, 247, 963.
49. Gonzalez, R. L., Jr.; Tinoco, I., Jr. J. Mol. Biol. 1999, 289, 1267.
50. Theimer, C. A.; Giedroc, D. P. RNA 2000, 6, 409.
51. Vivas, P.; Kuznetsov, S. V.; Ansari, A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5997.
52. Kuznetsov, S. V.; Ren, C.; Woodson, S. A.; Ansari, A. Nucleic Acids Res. 2008, 36, 1098.
53. Kubelka, J.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Mol. Biol. 2003, 329, 625.
54. Zuker, M. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 3406.
55. Sugimoto, N.; Kierzek, R.; Turner, D. H. Biochemistry 1987, 26, 4554.
56. Bommarito, S.; Peyret, N.; Santa Lucia, J., Jr. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 1929.
57. Kuznetsov, S. V.; Sugimura, S.; Vivas, P.; Crothers, D. M.; Ansari, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 18515.
58. Zhang, L.; Bao, P.; Leibowitz, M. J.; Zhang, Y. RNA 2009, 15, 1986.
59. Ansari, A.; Kuznetsov, S. V. J. Phys. Chem. B. 2005, 109, 12982.
60. Ansari, A.; Kuznetsov, S. V. In Biological Nanostructures and Applications of Nanostructures in Biology: Electrical, Mechanical & Optical Properties; Stroscio, M. A., Dutta, M., Eds.; Kluwer Academic Publishers: New York, 2004, p 99.
61. Munoz, V.; Thompson, P. A.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Nature 1997, 390, 196.
62. Kuznetsov, S. V.; Shen, Y.; Benight, A. S.; Ansari, A. Biophys. J. 2001, 81, 2864.
63. Shen, Y.; Kuznetsov, S. V.; Ansari, A. J. Phys. Chem. B. 2001, 105, 12202.
64. Shimada, J.; Yamakawa, H. Macromolecules 1984, 17, 689.
65. Gultyaev, A. P.; van Batenburg, F. H.; Pleij, C. W. RNA 1999, 5, 609.
66. Rivas, E.; Eddy, S. R. J. Mol. Biol. 1999, 285, 2053.
67. Dirks, R. M.; Pierce, N. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1295.
68. Cao, S.; Chen, S. J. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 2634.
69. Zhang, J.; Dundas, J.; Lin, M.; Chen, R.; Wang, W.; Liang, J. RNA 2009, 15, 2248.
70. Thirumalai, D.; Lee, N.; Woodson, S. A.; Klimov, D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 751.