Structure and vibrational motion of insulin from Raman optical activity spectra

Analytical Chemistry

Volumn 84, Issue 5, 2012, Pages 2440-2451

  Yamamoto, Shigeki ^a   Kaminský, Jakub ^a   Bouř, Petr ^a  

^a INSTITUTE OF ORGANIC CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY   (Czech Republic)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO; ASSIGNMENT OF; ELECTRIC DIPOLE; EXPERIMENTAL DATA; HARMONIC FORCE FIELDS; INHOMOGENEOUS BROADENING; INSULIN MONOMERS; MAGNETIC DIPOLE; MOLECULAR COORDINATES; MOLECULAR GEOMETRIES; PEPTIDE BACKBONES; POLARIZABILITIES; PROTEIN STRUCTURES; QUADRUPOLES; QUANTUM CHEMICAL COMPUTATIONS; RAMAN OPTICAL ACTIVITY; SEMI-EMPIRICAL; SIDE-CHAINS; SPECIFIC INTENSITY; SPECTRAL BAND; SPECTRAL CONTRIBUTION; SPECTROSCOPIC TECHNIQUE; STATIC AND DYNAMIC; STRUCTURAL FLEXIBILITIES; TERTIARY STRUCTURES; VIBRATIONAL MOTIONS;

AMINO ACIDS; CALCULATIONS; INSULIN; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; OPTICAL MATERIALS; PEPTIDES; PROTEIN FOLDING; QUANTUM CHEMISTRY; SUGARS; VIRUSES;

DIMERS;

INSULIN;

ARTICLE; CHEMISTRY; MOLECULAR DYNAMICS; PH; PROTEIN TERTIARY STRUCTURE; RAMAN SPECTROMETRY; VACUUM; VIBRATION;

HYDROGEN-ION CONCENTRATION; INSULIN; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; VACUUM; VIBRATION;

EID: 84863414548     PISSN: 00032700     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac2032436     Document Type: Article

References (103)

1. Kim, T.; Rhee, A.; Yip, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5330-5331
2. Uversky, V. N. Proteins 2000, 41, 415-427
3. Dunker, A. K.; Romero, P.; Obradovic, Z. Biophys. J. 1998, 74, A132 Part 2
4. Barron, L. D. Molecular Light Scattering and Optical Activity; Cambridge University Press: Cambridge, 2004.
5. Barron, L. D.; Buckingham, A. D. Chem. Phys. Lett. 2010, 492, 199-213
6. Barron, L. D.; Buckingham, A. D. Mol. Phys. 1971, 20, 1111-1119
7. Barron, L. D.; Bogaard, M. P.; Buckingham, A. D. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 603-605
8. Hug, W.; Kint, S.; Bailey, G. F.; Schere, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97
9. Haesler, J.; Schindelholz, I.; Riguet, E.; Bochet, C. G.; Hug, W. Nature 2007, 446, 526-529
10. Zuber, G.; Hug, W. Helv. Chim. Acta 2004, 87, 2208-2234
11. Yamamoto, S.; Watarai, H.; Bouř, P. ChemPhysChem 2011, 12, 1509-1518
12. Hudecová, J.; Kapitán, J.; Baumruk, V.; Hammer, R. P.; Keiderling, T. A.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 7642-7651
13. Luber, S.; Reiher, M. ChemPhysChem 2010, 11, 1876-1887
14. Kapitán, J.; Baumruk, V.; Kopecký, V., Jr.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4689-4696
15. Jacob, C. R.; Luber, S.; Reiher, M. ChemPhysChem 2008, 9, 2177-2180
16. Herrmann, C.; Ruud, K.; Reiher, M. ChemPhysChem 2006, 7, 2189-2196
17. Mukhopadhyay, P.; Zuber, G.; Beratan, D. N. Biophys. J. 2008, 95, 5574-5586
18. Buděšínský, M.; Daněček, P.; Bednárová, L.; Kapitán, J.; Baumruk, V.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8633-8640
19. Kaminský, J.; Kapitán, J.; Baumruk, V.; Bednárová, L.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3594-3601
20. Yamamoto, S.; Straka, M.; Watarai, H.; Bouř, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11021-11032
21. Wen, Z. Q.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 443-445
22. Barron, L. D.; Hecht, L.; Ford, S. J.; Bell, A. F.; Wilson, G. J. Mol. Struct. 1995, 349, 397-400
23. Ford, S. J.; Cooper, A.; Hecht, L.; Wilson, G.; Barron, L. D. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 2087-2093
24. Nafie, L. A.; Yu, G. S.; Freedman, T. B. Vib. Spectrosc. 1995, 8, 231-239
25. Wilson, G.; Ford, S. J.; Cooper, A.; Hecht, L.; Wen, Z. Q.; Barron, L. D. J. Mol. Biol. 1995, 254, 747-760
26. Wilson, G.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 1503-1509
27. Blanch, E. W.; Bell, A. F.; Hecht, L.; Day, L. A.; Barron, L. D. J. Mol. Biol. 1999, 290, 1-7
28. Jalkanen, K. J.; Nieminen, R. M.; Knapp-Mohammady, M.; Suhai, S. Int. J. Quantum Chem. 2003, 92, 239-259
29. Blanch, E. W.; McColl, I. H.; Hecht, L.; Nielsen, K.; Barron, L. D. Vib. Spectrosc. 2004, 35, 87-92
30. Polavarapu, P. L.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1793-1799
31. Ruud, K.; Thorvaldsen, J. Chirality 2009, 21, E54-E67
32. Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3323-3334
33. Cheeseman, J. R.; Shaik, M. S.; Popelier, P. L. A.; Blanch, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4991-4997
34. Zuber, G.; Hug, W. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2108-2118
35. Reiher, M.; Liegeois, V.; Ruud, K. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7567-7574
36. Šebestík, J.; Bouř, P. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 498-502
37. Liegeois, V.; Ruud, K.; Champagne, B. J. Chem. Phys. 2007, 127, 204105
38. Luber, S.; Reiher, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 1057-1063
39. Bouř, P.; Sopková, J.; Bednárová, L.; Maloň, P.; Keiderling, T. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 646-659
40. Bouř, P. Academy of Sciences: Prague, 1997-2009.
41. Bieler, N. S.; Haag, M. P.; Jacob, C. R.; Reiher, M. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1867-1881
42. Andrushchenko, V.; Bouř, P. J. Comput. Chem. 2008, 29, 2693-2703
43. Andrushchenko, V.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9714-9723
44. Andrushchenko, V.; Wieser, H.; Bouř, P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12623-12634
45. Kubelka, J.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12048-12058
46. Kapitán, J.; Baumruk, V.; Kopecký, V., Jr.; Bouř, P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2438-2443
47. Yamamoto, S.; Bouř, P. Collect. Czech. Chem. Commun. 2011, 76, 567-583
48. Arbid, E.; Kidron, M. J. Diabetes Sci. Technol. 2009, 3, 562-567
49. Kahn, S. E.; Hull, R. L.; Utzschneider, K. M. Nature 2006, 444, 840-846
50. Smith, G. D.; Pangborn, W. A.; Blessing, R. H. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2005, 61, 1476-1482
51. Mark, A. E.; Berendsen, H. J. C.; van Gunsteren, W. F. Biochemistry 1991, 30, 10866-10872
52. Uversky, V. N.; Garriques, L. N.; Millett, I. S.; Frokjaer, S.; Brange, J.; Doniach, S.; Fink, A. L. J. Pharm. Sci. 2003, 92, 847-858
53. Legge, F. S.; Budi, A.; Treutlein, H.; Yarovsky, I. Biophys. Chem. 2006, 119, 146-157
54. Todorova, N.; Legge, F. S.; Treutlein, H.; Yarovsky, I. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 11137-11146
55. Nielsen, L.; Frokjaer, S.; Brange, J.; Uversky, V. N.; Fink, A. L. Biochemistry 2001, 40, 8397-8407
56. Jiménez, J. L.; Nettleton, E. J.; Bouchard, M.; Robinson, C. V.; Dobson, C. M.; Saibil, H. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 9196-9201
57. Wen, Z. Q.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 443-445
58. Barron, L. D.; Hecht, L.; Blanch, E. W.; Bell, A. F. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2000, 73, 1-49
59. Yamamoto, S.; Watarai, H. Chirality 2012, 24, 97-103
60. Dzwolak, W.; Loksztejn, A.; Galinska-Rakoczy, A.; Adachi, R.; Goto, Y.; Rupnicki, L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7517-7522
61. Khemtémourian, L.; Doménech, E.; Doux, J. P. F.; Koorengevel, M. C.; Killian, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15598-15604
62. Ryle, A. P.; Sanger, F.; Smith, L. F.; Kitai, R. Biochem. J. 1955, 60, 541-556
63. Heinig, M.; Frishman, D. Nucleic Acids Res. 2004, 32, W500-W502
64. Bouř, P.; Keiderling, T. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4126-4132
65. Bouř, P. Collect. Czech. Chem. Commun. 2005, 70, 1315-1340
66. Perdew, J. P.; Burke, K.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1996, 54, 16533-16539
67. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3093
68. Bouř, P. Academy of Sciences, Prague: Prague, 2006.
69. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
70. Ponder, J. W. 3.8 edn.; Washington University School of Medicine: Saint Louis, 2000.
71. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049-1074
72. Wilson, E. B. J. Chem. Phys. 1939, 7, 1047-1052
73. Wilson, E. B.; Decius, J. C.; Cross, P. C. Molecular vibrations; Dover: New York, 1980.
74. Papoušek, D.; Aliev, M. R. Molecular Vibrational/Rotational Spectra; Academia: Prague, 1982.
75. Attri, A. K.; Fernandez, C.; Minton, A. P. Biophys. Chem. 2010, 148, 28-33
76. McColl, I. H.; Blanch, E. W.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8181-8188
77. Blanch, E. W.; Morozova-Roche, L. A.; Cochran, D. A. E.; Doig, A. J.; Hecht, L.; Barron, L. D. J. Mol. Biol. 2000, 301, 553-563
78. Hopmann, K. H.; Ruud, K.; Pecul, M.; Kudelski, A.; Dračí nský, M.; Bouř, P. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 4128-4137
79. Bouř, P.; Keiderling, T. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11253-11262
80. Bouř, P. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7545-7548
81. Kubelka, J.; Huang, R.; Keiderling, T. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8231-8243
82. Bouř, P.; Michalík, D.; Kapitán, J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144501
83. Kapitán, J.; Hecht, L.; Bouř, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 1003-1008
84. Daněček, P.; Kapitán, J.; Baumruk, V.; Bednárová, L.; Kopecký, V., Jr.; Bouř, P. J. Chem. Phys. 2007, 126, 224513
85. Luber, S.; Reiher, M. ChemPhysChem 2009, 10, 2049-2057
86. Jacob, C. R.; Luber, S.; Reiher, M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6558-6573
87. Hug, W.; Fedorovsky, M. Theor. Chem. Acc. 2006, 119, 113-131
88. Jacob, C. R.; Luber, S.; Reiher, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 13491-13508
89. Luber, S.; Reiher, M. Chem. Phys. 2008, 346, 212-223
90. Buděšínský, M.; Šebestík, J.; Bednárová, L.; Baumruk, V.; Šafařík, M.; Bouř, P. J. Org. Chem. 2008, 73, 1481-1489
91. Bouř, P.; Baumruk, V.; Hanzlíková, J. Collect. Czech. Chem. Commun. 1997, 62, 1384-1395
92. Šebek, J.; Kapitán, J.; Šebestík, J.; Baumruk, V.; Bouř, P. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 7760-7768
93. Bouř, P. J. Comput. Chem. 2001, 22, 426-435
94. Kapitán, J.; Baumruk, V.; Kopecký, V., Jr.; Pohl, R.; Bouř, P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13451-13462
95. Keiderling, T. A.; Silva, R. A. G. D. In Synthesis of peptides and peptidomimetics; Goodman, M.; Felix, A.; Moroder, L.; Toniolo, C., Eds.; Georg Thieme Verlag: Stuttgart, 2002; Vol. E22b.
96. Pecul, M.; Rizzo, A.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11008-11016
97. Jalkanen, K. J.; Degtyarenko, I. M.; Nieminen, R. M.; Cao, X.; Nafie, L. A. Theor. Chem. Acc. 2008, 119, 191-210
98. Jalkanen, K. J.; Nieminen, R. M.; Frimand, K.; Bohr, J.; Bohr, H.; Wade, R. C.; Tajkhorshid, E.; Suhai, S. Chem. Phys. 2001, 265, 125-151
99. Grahnen, J. A.; Amunson, K. E.; Kubelka, J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13011-13020
100. Choi, J. H.; Cho, M. H. J. Chem. Phys. 2009, 130, 014503
101. Hauser, K.; Krejtschi, C.; Huang, R.; Wu, L.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 2984-2992
102. Hauser, K.; Ridderbusch, O.; Roy, A.; Hellerbach, A.; Huang, R.; Keiderling, T. A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11628-11637
103. Falconi, M.; Cambria, M. T.; Cambria, A.; Desideri, A. J. Biomol. Sruct. Dyn. 2001, 18, 761-772