Protein dynamics in organic media at varying water activity studied by molecular dynamics simulation

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 8, 2012, Pages 2575-2585

  Wedberg, Rasmus ^a,c   Abildskov, Jens ^a   Peters, Günther H ^a,b  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

^b MEMPHYS Center for Biomembrane Physics   (Denmark)

^c SWEDISH DEFENCE RESEARCH AGENCY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HEXANE; HYDRATION; METHANOL; MOLECULAR DYNAMICS; ORGANIC SOLVENTS; SOLVENTS;

BULK PHASE; CANDIDA ANTARCTICA LIPASE B; DIFFERENT SOLVENTS; ENZYME STRUCTURES; FREE-ENERGY CALCULATIONS; METHYL TERT BUTYL ETHER; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NONAQUEOUS ENZYMOLOGY; ORGANIC MEDIA; PROTEIN DYNAMICS; PURE WATER; SOLVENT MIXTURES; TERT-BUTYL ALCOHOLS; WATER ACTIVITY;

ENZYME ACTIVITY;

EID: 84857744540     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp211054u     Document Type: Article

References (90)

1. Carrea, G.; Riva, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 2226-2254
2. Klibanov, A. M. Trends Biotechnol. 1997, 15, 97-101
3. Laane, C.; Boeren, S.; Vos, K.; Veeger, C. Biotechnol. Bioeng. 1987, 30, 81-87
4. Valivety, R. H.; Johnston, G. A.; Suckling, C. J.; Halling, P. J. Biotechnol. Bioeng. 1991, 38, 1137-1143
5. Nordblad, M.; Adlercreutz, P. J. Biotechnol. 2008, 133, 127-133
6. Zaks, A.; Klibanov, A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 3192-3196
7. Carrea, G.; Ottolina, G.; Riva, S. Trends Biotechnol. 1995, 13, 63-70
8. Zaks, A.; Klibanov, A. M. Science 1984, 224, 1249-1251
9. Zaks, A.; Klibanov, A. M. J. Biol. Chem. 1988, 263, 8017-8021
10. Affleck, R.; Xu, Z.; Suzawa, V.; Focht, K.; Clark, D. S.; Dordick, J. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 1100-1104
11. Watanabe, K.; Yoshida, T.; Ueji, S. Bioorg. Chem. 2004, 32, 504-515
12. Broos, J.; Visser, A. J. W. G.; Engbersen, J. F. J.; Verboom, W.; van Hoek, A.; Reinhoudt, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12657-12663
13. Valivety, R. H.; Halling, P. J.; Macrae, A. R. Biotechnol. Lett. 1993, 15, 1133-1138
14. Bovara, R.; Carrea, G.; Ottolina, G.; Riva, S. Biotechnol. Lett. 1993, 15, 937-942
15. Martinelle, M.; Holmquist, M.; Hult, K. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1258, 272-276
16. Graber, M.; Bousquet-Dubouch, M.; Lamare, S.; Legoy, M. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1648, 24-32
17. Graber, M.; Irague, R.; Rosenfeld, E.; Lamare, S.; Franson, L.; Hult, K. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1774, 1052-1057
18. Foresti, M. L.; Galle, M.; Ferreira, M. L.; Briand, L. E. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2009, 84, 1461-1473
19. Xu, Z.; Affleck, R.; Wangikar, P. W.; Suzawa, V.; Dordick, J. S.; Clark, D. S. Biotechnol. Bioeng. 1994, 43, 515-520
20. Kim, J.; Clark, D. S.; Dordick, J. S. Biotechnol. Bioeng. 2000, 67, 112-116
21. Wescott, C. R.; Klibanov, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1629-1631
22. Wescott, C. R.; Klibanov, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10362-10363
23. Ke, T.; Wescott, C. R.; Klibanov, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3366-3374
24. Colombo, G.; Ottolina, G.; Carrea, G.; Bernardi, A.; Scolastico, C. Tetrahedron: Asymmetry 1998, 9, 1205-1214
25. Peters, G. H. In Enzyme Functionality; Svendsen, A., Ed.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 2004; pp 97-148.
26. Hartsough, D. S.; Merz, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10113-10116
27. Hartsough, D. S.; Merz, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6529-6537
28. Norin, M.; Haeffner, F.; Hult, K.; Edholm, O. Biophys. J. 1994, 67, 548-559
29. Zheng, Y.; Ornstein, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4175-4180
30. Zheng, Y.; Ornstein, R. L. Biopolymers 1996, 38, 791-799
31. Zheng, Y.; Ornstein, R. L. Protein Eng. 1996, 9, 485-492
32. Toba, S.; Merz, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6490-6498
33. Toba, S.; Merz, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9939-9948
34. Yang, L.; Dordick, J. S.; Garde, S. Biophys. J. 2004, 87, 812-821
35. Soares, C. M.; Teixeira, V. H.; Baptista, A. M. Biophys. J. 2003, 84, 1628-1641
36. Micaêlo, N. M.; Teixeira, V. H.; Baptista, A. M.; Soares, C. M. Biophys. J. 2005, 89, 999-1008
37. Micaêlo, N. M.; Soares, C. M. FEBS J. 2007, 274, 2424-2436
38. Díaz-Vergara, N.; Piñeiro, Á. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3529-3539
39. Cruz, A.; Ramirez, E.; Santana, A.; Barletta, G.; López, G. E. Mol. Simul. 2009, 35, 205-212
40. Trodler, P.; Pleiss, J. BMC Struct. Biol. 2008, 8, 9-1-10
41. Halling, P. J. Trends Biotechnol. 1989, 7, 50-52
42. Halling, P. J. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1040, 225-228
43. Valivety, R. H.; Halling, P. J.; Peilow, A. D.; Macrae, A. R. Biochim. Biophys. Acta 1992, 1122, 143-146
44. Valivety, R. H.; Halling, P. J.; Macrae, A. R. Biochim. Biophys. Acta 1992, 1118, 218-222
45. Halling, P. J. Enzyme Microb. Technol. 1994, 16, 178-206
46. Bell, G.; Janssen, A. E. M.; Halling, P. J. Enzyme Microb. Technol. 1997, 20, 471-477
47. Branco, R. J. F.; Graber, M.; Denis, V.; Pleiss, J. ChemBioChem 2009, 10, 2913-2919
48. Anderson, E. M.; Larsson, K. M.; Kirk, O. Biocatal. Biotransform. 1998, 16, 181-204
49. Damstrup, M.; Abildskov, J.; Kiil, S.; Jensen, A. D.; Sparsø, F. V.; Xu, X. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 7113-7119
50. Wang, L.; Du, W.; Liu, D.; Dai, N. J. Mol. Cat. B: Enzym. 2006, 43, 29-32
51. Su, E.; Wei, D. J. Mol. Catal. B: Enzym. 2008, 55, 118-125
52. Fjerbaek, L.; Christensen, K. V.; Norddahl, B. Biotechnol. Bioeng. 2009, 102, 1298-1315
53. Kaieda, M.; Samukawa, T.; Kondo, A.; Fukuda, H. J. Biosci. Bioeng. 2001, 91, 12-15
54. Humeau, C.; Girardin, M.; Rovel, B.; Miclo, A. J. Biotechnol. 1998, 63, 1-8
55. Chamouleau, F.; Coulon, D.; Girardin, M.; Ghoul, M. J. Mol. Cat. B: Enzym. 2001, 11, 949-954
56. Petersson, A. E. V.; Adlercreutz, P.; Mattiasson, B. Biotechnol. Bioeng. 2006, 97, 235-241
57. Mora-Pale, J. M.; Pérez-Munguía, S.; González- Mejía, J. C.; Dordick, J. S.; Bárzana, E. Biotechnol. Bioeng. 2007, 98, 535-542
58. Leonard-Nevers, V.; Martona, Z.; Lamarea, S.; Hult, K.; Graber, M. J. Mol. Cat. B: Enzym. 2009, 59, 90-95
59. Nordblad, M.; Adlercreutz, P. Biotechnol. Bioeng. 2007, 99, 1518-1524
60. Pepin, P.; Lortie, R. Biotechnol. Bioeng. 1999, 63, 502-505
61. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235-242
62. Uppenberg, J.; Hansen, M. T.; Patkar, S.; Jones, T. A. Structure 1994, 2, 293-308
63. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
64. Hansen, H. K.; Rasmussen, P.; Fredenslund, A.; Schiller, M.; Gmehling, J. Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30, 2352-2355
65. Peters, G. H.; van Aalten, D. M. F.; Edholm, O.; Toxværd, S.; Bywater, R. Biophys. J. 1996, 71, 2245-2255
66. Peters, G. H.; Bywater, R. P. Biophys. J. 2001, 81, 3052-3065
67. Li, H.; Robertson, A. D.; Jensen, J. H. Proteins 2005, 61, 704-721
68. Bas, D. C.; Rogers, D. M.; Jensen, J. H. Proteins 2008, 73, 765-783
69. MacKerell, A. D., Jr. J. Phys. Chem. 1998, 102, 3586-3616
70. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C., III. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1400-1415
71. Vorobyov, I.; Anisimov, V.; Greene, S.; Venable, R.; Moser, A.; Pastor, R.; MacKerell, A., Jr. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1120-1133
72. 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
73. Dixit, S. D.; Chipot, C. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9795-9799
74. Zacharias, M.; Straatsma, T. P.; McCammon, J. A. J. Chem. Phys. 1994, 100, 9025-9031
75. Frenkel, D.; Smit, B. Understanding Molecular Simulation; Academic Press: New York, 2002.
76. Kirkwood, J. G.; Buff, F. P. J. Chem. Phys. 1951, 19, 774-777
77. O'Connell, J. P. Mol. Phys. 1971, 20, 27-33
78. Christensen, S.; Peters, G. H.; Hansen, F. Y.; Abildskov, J. Fluid Phase Equilib. 2007, 261, 185-190
79. Christensen, S.; Peters, G. H.; Hansen, F. Y.; O'Connell, J. P.; Abildskov, J. Fluid Phase Equilib. 2007, 260, 169-176
80. Christensen, S.; Peters, G. H.; Hansen, F. Y.; O'Connell, J. P.; Abildskov, J. Mol. Simul. 2007, 33, 449-457
81. Wedberg, R.; Peters, G. H.; Abildskov, J. Fluid Phase Equilib. 2008, 273, 1-10
82. Wedberg, R.; O'Connell, J. P.; Peters, G. H.; Abildskov, J. Mol. Simul. 2010, 36, 1243-1252
83. Wedberg, R.; O'Connell, J. P.; Peters, G. H.; Abildskov, J. Fluid Phase Equilib. 2011, 302, 32-42
84. Wedberg, R.; O'Connell, J. P.; Peters, G. H.; Abildskov, J. J. Chem. Phys. 2011, 135, 084113-1-9
85. Schröder, C.; Rudas, T.; Boresch, S.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2006, 124, 234907-1-18
86. Sirotkin, V. A. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1750, 17-29
87. Makarov, V. A.; Andrews, B. K.; Smith, P. E.; Pettitt, B. M. Biophys. J. 2000, 79, 2966-2974
88. DIPPR® Project No. 801 Database. http://dippr.byu.edu/, 2011.
89. Uppenberg, J.; Örhner, N.; Norin, M.; Hult, K.; Kleywegt, G. J.; Patkar, S.; Waagen, V.; Anthonsen, T.; Jones, T. A. Biochemistry 1995, 34, 16838-16851
90. Skjøt, M.; De Maria, L.; Chatterjee, R.; Svendsen, A.; Patkar, S. A.; Østergaard, P. R.; Brask, J. ChemBioChem 2009, 10, 520-527