Dynamic multibody protein interactions suggest versatile pathways for copper trafficking

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 21, 2012, Pages 8934-8943

  Keller, Aaron M ^a   Benítez, Jaime J ^a   Klarin, Derek ^a   Zhong, Linghao ^b   Goldfogel, Matthew ^a   Yang, Feng ^a   Chen, Tai Yen ^a   Chen, Peng ^a  

^a Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

^b PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DONOR AND ACCEPTOR; DYNAMIC INTERACTION; FLEXIBLE LINKERS; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; INTERACTION DYNAMICS; INTERACTION GEOMETRIES; KINETIC EVIDENCE; METAL BINDING DOMAIN; MULTI-BODY; MULTIDOMAIN SYSTEM; PROTEIN INTERACTION; PROTEIN-PROTEIN INTERACTIONS; SINGLE-MOLECULE;

COPPER; ENERGY TRANSFER; ENZYME ACTIVITY; PROTEINS;

BELT DRIVES;

CHAPERONE; COPPER; PROTEIN HAH1; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; BINDING SITE; CONTROLLED STUDY; COPPER TRAFFICKING; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; INTRACELLULAR TRANSPORT; METAL BINDING DOMAIN; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STABILITY; PROTEIN INTERACTION; SINGLE MOLECULE FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER;

ADENOSINE TRIPHOSPHATASES; BIOLOGICAL TRANSPORT; CATION TRANSPORT PROTEINS; COPPER; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; HUMANS; KINETICS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PROTEIN BINDING; PROTEIN STABILITY; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY;

EID: 84861650826     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja3018835     Document Type: Article

References (73)

1. Kim, B.-E.; Nevitt, T.; Thiele, D. J. Nat. Chem. Biol. 2008, 4, 176
2. Jomova, K.; Vondrakova, D.; Lawson, M.; Valko, M. K. Mol. Cell. Biochem. 2010, 345, 91
3. Robinson, N. J.; Winge, D. R. Annu. Rev. Biochem. 2010, 79, 537
4. Pufahl, R. A.; Singer, C. P.; Peariso, K. L.; Lin, S.-J.; Schmidt, P. J.; Fahrni, C. J.; Culotta, V. C.; Penner-Hahn, J. E.; O?Halloran, T. V. Science 1997, 278, 853
5. Hamza, I.; Schaefer, M.; Klomp, L. W. J.; Gitlin, J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 13363
6. Larin, D.; Mekios, C.; Das, K.; Ross, B.; Yang, A.-S.; Gilliam, T. C. J. Biol. Chem. 1999, 274, 28497
7. O?Halloran, T. V.; Culotta, V. C. J. Biol. Chem. 2000, 275, 25057
8. Terada, K.; Nakako, T.; Yang, X. L.; Iida, M.; Aiba, N.; Minamiya, Y.; Nakai, M.; Sakaki, T.; Miura, N.; Sugiyama, T. J. Biol. Chem. 1998, 273, 1815
9. Petris, M. J.; Strausak, D.; Mercer, J. F. Hum. Mol. Genet. 2000, 9, 2845
10. Hung, I. H.; Suzuki, M.; Yamaguchi, Y.; Yuan, D. S.; Klausner, R. D.; Gitlin, J. D. J. Biol. Chem. 1997, 272, 21461
11. Petris, M. J.; Mercer, J. F.; Culvenor, J. G.; Lockhart, P.; Gleeson, P. A.; Camakaris, J. EMBO J. 1996, 15, 6084
12. Lutsenko, S.; LeShane, E. S.; Shinde, U. Arch. Biochem. Biophys. 2007, 463, 134
13. Wilson, S. A. K. Brain 1912, 34, 296
14. Menkes, J. H.; Alter, M.; Steigleder, G. K.; Weakley, D. R.; Sung, J. H. Pediatrics 1962, 29, 764
15. Mercer, J. F. B. Trends Mol. Med. 2001, 7, 64
16. Lutsenko, S.; Barnes, N. L.; Bartee, M. Y.; Dmitriev, O. Y. Physiol. Rev. 2007, 87, 1011
17. Arguello, J. M. J. Membr. Biol. 2003, 195, 93
18. Arguello, J. M.; Eren, E.; Gonzalez-Guerrero, M. Biometals 2007, 20, 233
19. Boal, A. K.; Rosenzweig, A. C. Chem. Rev. 2009, 109, 4760
20. Yatsunyk, L. A.; Rosenzweig, A. C. J. Biol. Chem. 2007, 282, 8622
21. Banci, L.; Bertini, I.; Ciofi-Baffoni, S.; Kozyreva, T.; Zovo, K.; Palumaa, P. Nature 2010, 465, 645
22. Xiao, Z.; Loughlin, F.; George, G. N.; Howlett, G. J.; Wedd, A. G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3081
23. Xiao, Z.; Wedd, A. G. Nat. Prod. Rep. 2010, 27, 768
24. Xiao, Z.; Brose, J.; Schimo, S.; Ackland, S. M.; La Fontaine, S.; Wedd, A. G. J. Biol. Chem. 2011, 286, 11047
25. Badarau, A.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2983
26. Badarau, A.; Dennison, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 13007
27. Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Massagni, C.; Migliardi, M.; Rosato, A. J. Biol. Chem. 2009, 284, 9354
28. Wernimont, A. K.; Huffman, D. L.; Lamb, A. L.; O?Halloran, T. V.; Rosenzweig, A. C. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 766
29. Arnesano, F.; Banci, L.; Bertini, I.; Bonvin, M. J. J. Structure 2004, 12, 669
30. Huffman, D. L.; O?Halloran, T. V. Annu. Rev. Biochem. 2001, 70, 677
31. Rodriguez-Granillo, A.; Crespo, A.; Estrin, D. A.; Wittung-Stafshede, P. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3698
32. Walker, J. M.; Huster, D.; Ralle, M.; Morgan, C. T.; Blackburn, N. J.; Lutsenko, S. J. Biol. Chem. 2004, 279, 15376
33. Achila, D.; Banci, L.; Bertini, I.; Bunce, J.; Ciofi-Baffoni, S.; Huffman, D. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 5729
34. Rodriguez-Granillo, A.; Crespo, A.; Wittung-Stafshede, P. Biochemistry 2009, 48, 5849
35. Rodriguez-Granillo, A.; Crespo, A.; Wittung-Stafshede, P. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 1836
36. van Dongen, E. M.; Klomp, L. W.; Merkx, M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, 323, 789
37. Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Della-Malva, N.; Migliardi, M.; Rosato, A. J. Biol. Chem. 2007, 282, 23140
38. Fatemi, N.; Korzhnev, D. M.; Velyvis, A.; Sarkar, B.; Forman-Kay, J. D. Biochemistry 2010, 8468
39. Iida, M.; Terada, K.; Sambongi, Y.; Wakabayashi, T.; Miura, N.; Koyama, K.; Futai, M.; Sugiyama, T. FEBS Lett. 1998, 428, 281
40. Forbes, J. R.; Hsi, G.; Cox, D. W. J. Biol. Chem. 1999, 274, 12408
41. Cater, M. A.; Forbes, J.; La Fontaine, S.; Cox, D.; Mercer, J. F. Biochem. J. 2004, 380, 805
42. Gonzalez-Guerrero, M.; Arguello, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 5992
43. Wu, C. C.; Rice, W. J.; Stokes, D. L. Structure 2008, 16, 976
44. Gourdon, P.; Liu, X. Y.; Skjorringe, T.; Morth, J. P.; Moller, L. B.; Pedersen, B. P.; Nissen, P. Nature 2011, 475, 59
45. Vanderwerf, S. M.; Cooper, M. J.; Stetsenko, I. V.; Lutsenko, S. J. Biol. Chem. 2001, 276, 36289
46. Bartee, M. Y.; Ralle, M.; Lutsenko, S. Biochemistry 2009, 48, 5573
47. Pilankatta, R.; Lewis, D.; Adams, C. M.; Inesi, G. J. Biol. Chem. 2009, 284, 21307
48. Veldhuis, N. A.; Valova, V. A.; Gaeth, A. P.; Palstra, N.; Hannan, K. M.; Michell, B. J.; Kelly, L. E.; Jennings, I.; Kemp, B. E.; Pearson, R. B.; Robinson, P. J.; Camakaris, J. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2009, 41, 2403
49. Pilankatta, R.; Lewis, D.; Inesi, G. J. Biol. Chem. 2011, 286, 7389
50. Leshane, E. S.; Shinde, U.; Walker, J. M.; Barry, A. N.; Blackburn, N. J.; Ralle, M.; Lutsenko, S. J. Biol. Chem. 2010, 285, 6327
51. Tsivkovskii, R.; MacArthur, B. C.; Lutsenko, S. J. Biol. Chem. 2001, 276, 2234
52. DiDonato, M.; Hsu, H. F.; Narindrasorasak, S.; Que, L., Jr.; Sarkar, B. Biochemistry 2000, 39, 1890
53. Multhaup, G.; Strausak, D.; Bissig, K.-D.; Solioz, M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 288, 172
54. Strausak, D.; Howies, M. K.; Firth, S. D.; Schlicksupp, A.; Pipkorn, R.; Multhaup, G.; Mercer, J. F. B. J. Biol. Chem. 2003, 278, 20821
55. Arnesano, F.; Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Ciofi-Baffoni, S.; Huffman, D. L.; O?Halloran, T. V. J. Biol. Chem. 2001, 276, 41365
56. Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Felli, I. C.; Gonnelli, L.; Hadjiliadis, N.; Pierattelli, R.; Rosato, A.; Voulgaris, P. Nat. Chem. Biol. 2006, 2, 367
57. Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Chasapis, C. T.; Hadjiliadis, N.; Rosato, A. J. Biol. Chem. 2005, 280, 38259
58. Banci, L.; Bertini, I.; Francesca, C.; Rosenzweig, A. C.; Yatsunyk, L. A. Biochemistry 2008, 47, 7423
59. Banci, L.; Bertini, I.; Calderone, V.; Della-Malva, N.; Felli, I. C.; Neri, S.; Pavelkova, A.; Rosato, A. Biochem. J. 2009, 422, 37
60. Badarau, A.; Firbank, S. J.; McCarthy, A. A.; Banfield, M. J.; Dennison, C. Biochemistry 2010, 7798
61. Zimmerman, M.; Clarke, O.; Gulbis, J. M.; Keizer, D. W.; Jarvis, R. S.; Cobbett, C. S.; Hinds, M. G.; Xiao, Z.; Wedd, A. G. Biochemistry 2009, 11640
62. Alvarez, H. M.; Xue, Y.; Robinson, C. D.; Canalizo-Hernández, M. A.; Marvin, R. G.; Kelly, R. A.; Mondragón, A.; Penner-Hahn, J. E.; O?Halloran, T. V. Science 2009, 327, 331
63. Hussain, F.; Rodriguez-Granillo, A.; Wittung-Stafshede, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16371
64. Ha, T. Methods 2001, 25, 78
65. Chiu, D. T.; Wilson, C. F.; Karlsson, A.; Danielsson, A.; Lundqvist, A.; Strömberg, A.; Ryttsén, F.; Davidson, M.; Nordholm, S.; Orwar, O.; Zare, R. N. Chem. Phys. 1999, 247, 133
66. Boukobza, E.; Sonnenfeld, A.; Haran, G. J. Phys. Chem. B. 2001, 105, 12165
67. Okumus, B.; Wilson, T. J.; Lilley, D. M. J.; Ha, T. Biophys. J. 2004, 87, 2798
68. Benitez, J. J.; Keller, A. M.; Chen, P. Methods Enzymol. 2010, 472, 41
69. Benitez, J. J.; Keller, A. M.; Ochieng, P.; Yatsunyk, L. A.; Huffman, D. L.; Rosenzweig, A. C.; Chen, P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2446
70. Benitez, J. J.; Keller, A. M.; Ochieng, P.; Yatsunyk, L. A.; Huffman, D. L.; Rosenzweig, A. C.; Chen, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 871
71. Benitez, J. J.; Keller, A. M.; Huffman, D. L.; Yatsunyk, L.; Rosenzweig, A. C.; Chen, P. Faraday Discuss. 2011, 148, 71
72. Anastassopoulou, I.; Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Katsari, E.; Rosato, A. Biochemistry 2004, 43, 13046
73. Portnoy, M. E.; Rosenzweig, A. C.; Rae, T. D.; Huffman, D. L.; O?Halloran, T. V.; Culotta, V. C. J. Biol. Chem. 1999, 274, 15041