Protein conducting channels - Mechanisms, structures and applications

Molecular BioSystems

Volumn 8, Issue 3, 2012, Pages 709-719

  Bonardi, Francesco ^a,c   Nouwen, Nico ^a,d   Feringa, Ben L ^b   Driessen, Arnold J M ^a  

^a UNIVERSITY OF GRONINGEN   (Netherlands)

^b UNIVERSITY OF GRONINGEN   (Netherlands)

^c UNIVERSITY MEDICAL CENTER GRONINGEN   (Netherlands)

^d LABORATOIRE DES SYMBIOSES TROPICALES ET MÉDITERRANÉENNES   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ION CHANNEL; MEMBRANE PROTEIN;

BIOLOGICAL MODEL; CHEMISTRY; HUMAN; METABOLISM; PROTEIN CONFORMATION; REVIEW;

HUMANS; ION CHANNELS; MEMBRANE PROTEINS; MODELS, BIOLOGICAL; PROTEIN CONFORMATION;

EID: 84857200887     PISSN: 1742206X     EISSN: 17422051     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2mb05433g     Document Type: Review

References (153)

1. A. Krogh B. Larsson G. von Heijne E. L. Sonnhammer J. Mol. Biol. 2001 305 567 580
2. M. B. Ulmschneider M. S. Sansom N. A. Di Proteins 2005 59 252 265
3. E. Wallin T. Tsukihara S. Yoshikawa G. von Heijne A. Elofsson Protein Sci. 1997 6 808 815
4. E. Gouaux Curr. Opin. Struct. Biol. 1997 7 566 573
5. G. Menestrina M. D. Serra G. Prevost Toxicon 2001 39 1661 1672
6. L. Song M. R. Hobaugh C. Shustak S. Cheley H. Bayley J. E. Gouaux Science 1996 274 1859 1866
7. H. Ikigai T. Nakae Biochem. Biophys. Res. Commun. 1985 130 175 181
8. O. Meunier M. Ferreras G. Supersac F. Hoeper L. Baba-Moussa H. Monteil D. A. Colin G. Menestrina G. Prevost Biochim. Biophys. Acta 1997 1326 275 286
9. R. Olson H. Nariya K. Yokota Y. Kamio E. Gouaux Nat. Struct. Biol. 1999 6 134 140
10. J. D. Pedelacq L. Maveyraud G. Prevost L. Baba-Moussa A. Gonzalez E. Courcelle W. Shepard H. Monteil J. P. Samama L. Mourey Structure (London) 1999 7 277 287
11. N. Tobkes B. A. Wallace H. Bayley Biochemistry 1985 24 1915 1920
12. S. Forti G. Menestrina Eur. J. Biochem. 1989 181 767 773
13. M. Watanabe T. Tomita T. Yasuda Biochim. Biophys. Acta 1987 898 257 265
14. D. M. Czajkowsky S. Sheng Z. Shao J. Mol. Biol. 1998 276 325 330
15. A. Olofsson U. Kaveus I. Hacksell M. Thelestam H. Hebert J. Mol. Biol. 1990 214 299 306
16. R. J. Ward K. Leonard J. Struct. Biol. 1992 109 129 141
17. A. Valeva A. Weisser B. Walker M. Kehoe H. Bayley S. Bhakdi M. Palmer EMBO J. 1996 15 1857 1864
18. B. Vecsey-Semjen C. Lesieur R. Mollby F. G. van der Goot J. Biol. Chem. 1997 272 5709 5717
19. B. Walker O. Braha S. Cheley H. Bayley Chem. Biol. 1995 2 99 105
20. B. Walker M. Krishnasastry L. Zorn H. Bayley J. Biol. Chem. 1992 267 21782 21786
21. A. Valeva J. Pongs S. Bhakdi M. Palmer Biochim. Biophys. Acta 1997 1325 281 286
22. G. S. Gray M. Kehoe Infect. Immun. 1984 46 615 618
23. A. Hildebrand M. Pohl S. Bhakdi J. Biol. Chem. 1991 266 17195 17200
24. S. Bhakdi J. Tranum-Jensen Microbiol. Rev. 1991 55 733 751
25. C. L. Bashford G. M. Alder L. G. Fulford Y. E. Korchev E. Kovacs A. MacKinnon C. Pederzolli C. A. Pasternak J. Membr. Biol. 1996 150 37 45
26. G. Menestrina J. Membr. Biol. 1986 90 177 190
27. M. Mueller U. Grauschopf T. Maier R. Glockshuber N. Ban Nature 2009 459 726 730
28. J. J. Kasianowicz E. Brandin D. Branton D. W. Deamer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 1996 93 13770 13773
29. R. Kawano A. E. Schibel C. Cauley H. S. White Langmuir 2009 25 1233 1237
30. M. P. Schwartz A. Matouschek Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 1999 96 13086 13090
31. Y. Jung H. Bayley L. Movileanu J. Am. Chem. Soc. 2006 128 15332 15340
32. L. Movileanu S. Cheley H. Bayley Biophys. J. 2003 85 897 910
33. L. Movileanu J. P. Schmittschmitt J. M. Scholtz H. Bayley Biophys. J. 2005 89 1030 1045
34. A. J. Wolfe M. M. Mohammad S. Cheley H. Bayley L. Movileanu J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14034 14041
35. B. A. Krantz R. A. Melnyk S. Zhang S. J. Juris D. B. Lacy Z. Wu A. Finkelstein R. J. Collier Science 2005 309 777 781
36. R. A. Melnyk R. J. Collier Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 2006 103 9802 9807
37. G. von Heijne Science 2005 309 709 710
38. S. I. Sukharev P. Blount B. Martinac F. R. Blattner C. Kung Nature 1994 368 265 268
39. G. Burnstock J. N. Wood Curr. Opin. Neurobiol. 1996 6 526 532
40. H. Sackin Annu. Rev. Physiol. 1995 57 333 353
41. F. Sachs C. E. Morris Rev. Physiol., Biochem., Pharmacol. 1998 132 1 77
42. N. Levina S. Totemeyer N. R. Stokes P. Louis M. A. Jones I. R. Booth EMBO J. 1999 18 1730 1737
43. C. Berrier A. Coulombe I. Szabo M. Zoratti A. Ghazi Eur. J. Biochem. 1992 206 559 565
44. C. Berrier M. Besnard B. Ajouz A. Coulombe A. Ghazi J. Membr. Biol. 1996 151 175 187
45. B. Ajouz C. Berrier A. Garrigues M. Besnard A. Ghazi J. Biol. Chem. 1998 273 26670 26674
46. G. Chang R. H. Spencer A. T. Lee M. T. Barclay D. C. Rees Science 1998 282 2220 2226
47. S. Sukharev M. Betanzos C. S. Chiang H. R. Guy Nature 2001 409 720 724
48. S. Steinbacher R. Bass P. Strop D. C. Rees Mechanosensitive Ion Channels, Part A 2007 58 1 24
49. E. Perozo D. M. Cortes P. Sompornpisut A. Kloda B. Martinac Nature 2002 418 942 948
50. B. Corry P. Rigby Z. W. Liu B. Martinac Biophys. J. 2005 89 L49 L51
51. G. van den Bogaart V. Krasnikov B. Poolman Biophys. J. 2007 92 1233 1240
52. A. Kocer M. Walko E. Bulten E. Halza B. L. Feringa W. Meijberg Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 3126 3130
53. A. Kocer M. Walko W. Meijberg B. L. Feringa Science 2005 309 755 758
54. C. S. Gandhi T. A. Walton D. C. Rees Protein Sci. 2011 20 313 326
55. S. J. Facey S. A. Neugebauer S. Krauss A. Kuhn J. Mol. Biol. 2007 365 995 1004
56. C. E. Price A. Kocer S. Kol J. P. van der Berg A. J. M. Driessen FEBS Lett. 2011 585 249 254
57. C. Berrier I. Guilvout N. Bayan K. H. Park A. Mesneau M. Chami A. P. Pugsley A. Ghazi Biochim. Biophys. Acta 2011 1808 41 46
58. C. E. Price A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2008 283 26921 26927
59. O. I. Pop Z. Soprova G. Koningstein D. J. Scheffers P. van Ulsen D. Wickstrom J. W. de Gier J. Luirink FEBS J. 2009 276 4891 4899
60. C. Berrier A. Garrigues G. Richarme A. Ghazi J. Bacteriol. 2000 182 248 251
61. C. C. Cruickshank R. F. Minchin A. C. Le Dain B. Martinac Biophys. J. 1997 73 1925 1931
62. F. M. Hantash M. Ammerlaan C. F. Earhart Microbiology 1997 143 147 156
63. G. R. Jacobson B. J. Takacs J. P. Rosenbusch Biochemistry 1976 15 2297 2303
64. S. I. Sukharev W. J. Sigurdson C. Kung F. Sachs J. Gen. Physiol. 1999 113 525 540
65. G. R. Meyer J. Gullingsrud K. Schulten B. Martinac Biophys. J. 2006 91 1630 1637
66. B. Ajouz C. Berrier M. Besnard B. Martinac A. Ghazi J. Biol. Chem. 2000 275 1015 1022
67. A. Anishkin V. Gendel N. A. Sharifi C. S. Chiang L. Shirinian H. R. Guy S. Sukharev J. Gen. Physiol. 2003 121 227 244
68. V. S. Markin B. Martinac Biophys. J. 1991 60 1120 1127
69. B. Martinac J. Adler C. Kung Nature 1990 348 261 263
70. A. Kloda A. Ghazi B. Martinac Biophys. J. 2006 90 1992 1998
71. O. P. Hamill B. Martinac Physiol. Rev. 2001 81 685 740
72. E. Perozo A. Kloda D. M. Cortes B. Martinac Nat. Struct. Biol. 2002 9 696 703
73. S. Sukharev S. R. Durell H. R. Guy Biophys. J. 2001 81 917 936
74. M. Betanzos C. S. Chiang H. R. Guy S. Sukharev Nat. Struct. Biol. 2002 9 704 710
75. K. Yoshimura A. Batiza C. Kung Biophys. J. 2001 80 2198 2206
76. C. C. Hase A. C. Le Dain B. Martinac J. Biol. Chem. 1995 270 18329 18334
77. J. Smisterova M. van Deemter G. van der Schaaf W. Meijberg G. Robillard J. Controlled Release 2005 101 382 383
78. L. M. Yang P. Blount FASEB J. 2011 25 428 434
79. M. Pohlschroder W. A. Prinz E. Hartmann J. Beckwith Cell (Cambridge, Mass.) 1997 91 563 566
80. F. U. Hartl S. Lecker E. Schiebel J. P. Hendrick W. Wickner Cell (Cambridge, Mass.) 1990 63 269 279
81. J. P. van der Wolk J. G. de Wit A. J. M. Driessen EMBO J. 1997 16 7297 7304
82. E. Schiebel A. J. M. Driessen F. U. Hartl W. Wickner Cell (Cambridge, Mass.) 1991 64 927 939
83. A. Prinz C. Behrens T. A. Rapoport E. Hartmann K. U. Kalies EMBO J. 2000 19 1900 1906
84. B. van den Berg W. M. Clemons, Jr. I. Collinson Y. Modis E. Hartmann S. C. Harrison T. A. Rapoport Nature 2004 427 36 44
85. J. Zimmer Y. Nam T. A. Rapoport Nature 2008 455 936 943
86. T. Tsukazaki H. Mori S. Fukai R. Ishitani T. Mori N. Dohmae A. Perederina Y. Sugita D. G. Vassylyev K. Ito O. Nureki Nature 2008 455 988 991
87. P. F. Egea R. M. Stroud Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 17182 17187
88. C. Breyton W. Haase T. A. Rapoport W. Kuhlbrandt I. Collinson Nature 2002 418 662 665
89. J. Frauenfeld J. Gumbart E. O. Sluis S. Funes M. Gartmann B. Beatrix T. Mielke O. Berninghausen T. Becker K. Schulten R. Beckmann Nat. Struct. Mol. Biol. 2011 18 614 621
90. K. Mitra C. Schaffitzel T. Shaikh F. Tama S. Jenni C. L. Brooks, III N. Ban J. Frank Nature 2005 438 318 324
91. T. Becker S. Bhushan A. Jarasch J. P. Armache S. Funes F. Jossinet J. Gumbart T. Mielke O. Berninghausen K. Schulten E. Westhof R. Gilmore E. C. Mandon R. Beckmann Science 2009 326 1369 1373
92. W. Li S. Schulman D. Boyd K. Erlandson J. Beckwith T. A. Rapoport Mol. Cell 2007 26 511 521
93. K. Plath W. Mothes B. M. Wilkinson C. J. Stirling T. A. Rapoport Cell (Cambridge, Mass.) 1998 94 795 807
94. K. J. Erlandson S. B. Miller Y. Nam A. R. Osborne J. Zimmer T. A. Rapoport Nature 2008 455 984 987
95. H. G. Koch T. Hengelage C. Neumann-Haefelin J. MacFarlane H. K. Hoffschulte K. L. Schimz B. Mechler M. Muller Mol. Biol. Cell 1999 10 2163 2173
96. M. Halic R. Beckmann Curr. Opin. Struct. Biol. 2005 15 116 125
97. D. Raden W. Song R. Gilmore J. Cell Biol. 2000 150 53 64
98. Z. Cheng Y. Jiang E. C. Mandon R. Gilmore J. Cell Biol. 2005 168 67 77
99. M. R. Pool J. Cell Biol. 2009 185 889 902
100. S. J. Hardy L. L. Randall Science 1991 251 439 443
101. P. Bechtluft R. G. van Leeuwen M. Tyreman D. Tomkiewicz N. Nouwen H. L. Tepper A. J. M. Driessen S. J. Tans Science 2007 318 1458 1461
102. P. Fekkes J. G. de Wit J. P. van der Wolk H. H. Kimsey C. A. Kumamoto A. J. M. Driessen Mol. Microbiol. 1998 29 1179 1190
103. I. Kusters G. van den Bogaart A. Kedrov V. Krasnikov F. Fulyani B. Poolman A. J. M. Driessen Structure (London) 2011 19 430 439
104. A. J. M. Driessen N. Nouwen Annu. Rev. Biochem. 2008 77 643 667
105. D. Tomkiewicz N. Nouwen R. van Leeuwen S. Tans A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2006 281 15709 15713
106. P. C. Tam A. P. Maillard K. K. Chan F. Duong EMBO J. 2005 24 3380 3388
107. C. R. Harris T. J. Silhavy J. Bacteriol. 1999 181 3438 3444
108. J. A. Lycklama a Nijeholt M. Bulacu S. J. Marrink A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2010 285 23747 23754
109. A. P. Maillard S. Lalani F. Silva D. Belin F. Duong J. Biol. Chem. 2007 282 1281 1287
110. S. M. Saparov K. Erlandson K. Cannon J. Schaletzky S. Schulman T. A. Rapoport P. Pohl Mol. Cell 2007 26 501 509
111. F. Erdmann M. Jung P. Maurer A. Harsman R. Zimmermann R. Wagner Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010 396 714 720
112. T. Junne T. Schwede V. Goder M. Spiess J. Biol. Chem. 2007 282 33201 33209
113. M. A. Smith W. M. Clemons, Jr. C. J. DeMars A. M. Flower J. Bacteriol. 2005 187 6454 6465
114. J. P. van der Wolk P. Fekkes A. Boorsma J. L. Huie T. J. Silhavy A. J. M. Driessen EMBO J. 1998 17 3631 3639
115. N. Nouwen B. de Kruijff J. Tommassen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 1996 93 5953 5957
116. D. J. du Plessis G. Berrelkamp N. Nouwen A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2009 284 15805 15814
117. K. Tani H. Tokuda S. Mizushima J. Biol. Chem. 1990 265 17341 17347
118. J. de Keyzer C. van der Does A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2002 277 46059 46065
119. F. Bonardi E. Halza M. Walko F. Du Plessis N. Nouwen B. L. Feringa A. J. M. Driessen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 7775 7780
120. D. Hanein K. E. Matlack B. Jungnickel K. Plath K. U. Kalies K. R. Miller T. A. Rapoport C. W. Akey Cell (Cambridge, Mass.) 1996 87 721 732
121. J. Scheuring N. Braun L. Nothdurft M. Stumpf A. K. Veenendaal S. Kol C. van der Does A. J. M. Driessen S. Weinkauf J. Mol. Biol. 2005 354 258 271
122. H. Mori Y. Akiyama K. Ito J. Bacteriol. 2003 185 948 956
123. E. O. van der Sluis N. Nouwen A. J. M. Driessen FEBS Lett. 2002 527 159 165
124. A. K. Veenendaal C. van der Does A. J. M. Driessen J. Biol. Chem. 2001 276 32559 32566
125. A. Kaufmann E. H. Manting A. K. Veenendaal A. J. M. Driessen C. van der Does Biochemistry 1999 38 9115 9125
126. S. Nagamori K. Nishiyama H. Tokuda J. Biochem. (Tokyo) 2000 128 129 137
127. T. H. Meyer J. F. Menetret R. Breitling K. R. Miller C. W. Akey T. A. Rapoport J. Mol. Biol. 1999 285 1789 1800
128. I. Collinson C. Breyton F. Duong C. Tziatzios D. Schubert E. Or T. Rapoport W. Kuhlbrandt EMBO J. 2001 20 2462 2471
129. C. Tziatzios D. Schubert M. Lotz D. Gundogan H. Betz H. Schagger W. Haase F. Duong I. Collinson J. Mol. Biol. 2004 340 513 524
130. P. Bessonneau V. Besson I. Collinson F. Duong EMBO J. 2002 21 995 1003
131. E. H. Manting C. van der Does H. Remigy A. Engel A. J. M. Driessen EMBO J. 2000 19 852 861
132. A. Kedrov I. Kusters V. V. Krasnikov A. J. M. Driessen EMBO J. 2011 30 4387 4397
133. A. R. Osborne T. A. Rapoport Cell (Cambridge, Mass.) 2007 129 97 110
134. V. A. Gold A. Robson H. Bao T. Romantsov F. Duong I. Collinson Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 10044 10049
135. K. Deville V. A. Gold A. Robson S. Whitehouse R. B. Sessions S. A. Baldwin S. E. Radford I. Collinson J. Biol. Chem. 2011 286 4659 4669
136. M. Alami K. Dalal B. Lelj-Garolla S. G. Sligar F. Duong EMBO J. 2007 26 1995 2004
137. K. Mitra J. Frank A. J. M. Driessen Nat. Struct. Mol. Biol. 2006 13 957 964
138. S. Das D. B. Oliver J. Biol. Chem. 2011 286 12371 12380
139. M. Comai S. M. Dalla M. Coraiola S. Werner D. A. Colin H. Monteil G. Prevost G. Menestrina Mol. Microbiol. 2002 44 1251 1267
140. B. Zhang T. F. Miller, 3rd Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 5399 5404
141. S. B. Hladky D. A. Haydon Nature 1970 225 451 453
142. H. Bayley O. Braha L. Q. Gu Adv. Mater. 2000 12 139 142
143. H. Bayley C. R. Martin Chem. Rev. 2000 100 2575 2594
144. C. R. Martin Z. S. Siwy Science 2007 317 331 332
145. H. Bayley P. S. Cremer Nature 2001 413 226 230
146. L. Movileanu Soft Matter 2008 4 925 931
147. R. Stefureac Y. T. Long H. B. Kraatz P. Howard J. S. Lee Biochemistry 2006 45 9172 9179
148. C. P. Goodrich S. Kirmizialtin B. M. Huyghues-Despointes A. Zhu J. M. Scholtz D. E. Makarov L. Movileanu J. Phys. Chem. B 2007 111 3332 3335
149. T. C. Sutherland Nano Lett. 2005 4 1273 1277
150. H. Bayley Sci. Am. 1997 277 62 67
151. M. Rincon-Restrepo E. Mikhailova H. Bayley G. Maglia Nano Lett. 2011 11 746 750
152. J. Clarke H. C. Wu L. Jayasinghe A. Patel S. Reid H. Bayley Nat. Nanotechnol. 2009 4 265 270
153. F. Bonardi G. London N. Nouwen B. L. Feringa A. J. M. Driessen Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 7234 7238