Conformational dynamics accompanying the proteolytic degradation of trimeric collagen I by collagenases

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 32, 2012, Pages 13259-13265

  Adhikari, Arjun S ^a   Glassey, Emerson ^a   Dunn, Alexander R ^a  

^a Stanford University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CANCER METASTASIS; CLEAVAGE RATES; COLLAGEN I; COLLAGEN TRIPLE HELIX; COLLAGEN-MODEL PEPTIDE; COLLAGENASE; CONFORMATIONAL DYNAMICS; DATA SUPPORT; EMBRYONIC DEVELOPMENT; FORCE SENSITIVITY; MAGNETIC TWEEZERS; MATRIX METALLOPROTEINASE-1; PROTEOLYTIC CLEAVAGE; PROTEOLYTIC DEGRADATION; RECOGNITION SITE; SEQUENCE SPECIFICITY; SINGLE-MOLECULE; STRUCTURAL CHANGE; WOUND HEALING;

CLOSTRIDIUM; CONFORMATIONS; DEGRADATION; ENZYMES; PROTEOLYSIS;

COLLAGEN;

CLOSTRIDIOPEPTIDASE A; COLLAGEN TYPE 1; COLLAGENASE; INTERSTITIAL COLLAGENASE;

ARTICLE; CLOSTRIDIUM HISTOLYTICUM; CONFORMATIONAL TRANSITION; CONTROLLED STUDY; FORCE; HUMAN; NONHUMAN; PROTEIN CLEAVAGE; PROTEIN DEGRADATION; TRIPLE HELIX; WOUND;

COLLAGEN TYPE I; COLLAGENASES; HUMANS; MOLECULAR CONFORMATION; PROTEIN PROCESSING, POST-TRANSLATIONAL; PROTEOLYSIS;

EID: 84865124122     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja212170b     Document Type: Article

References (84)

1. Wozniak, M. A.; Chen, C. S. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2009, 10, 34
2. Krieg, M.; Arboleda-Estudillo, Y.; Puech, P. H.; Kafer, J.; Graner, F.; Muller, D. J.; Heisenberg, C. P. Nat. Cell Biol. 2008, 10, 429
3. Sherwood, D. R. Trends. Cell. Biol. 2006, 16, 250
4. Latimer, A.; Jessen, J. R. Matrix. Biol. 2010, 29, 89
5. Ingber, D. E. Semin. Cancer. Biol. 2008, 18, 356
6. Xiong, W.; Knispel, R.; MacTaggart, J.; Greiner, T. C.; Weiss, S. J.; Baxter, B. T. J. Biol. Chem. 2009, 284, 1765
7. Hahn, C.; Schwartz, M. A. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2009, 10, 53
8. Di Lullo, G. A.; Sweeney, S. M.; Korkko, J.; Ala-Kokko, L.; San Antonio, J. D. J. Biol. Chem. 2002, 277, 4223
9. Han, S.; Makareeva, E.; Kuznetsova, N. V.; DeRidder, A. M.; Sutter, M. B.; Losert, W.; Phillips, C. L.; Visse, R.; Nagase, H.; Leikin, S. J. Biol. Chem. 2010, 285, 22276
10. Jimenez, S. A.; Bashey, R. I.; Benditt, M.; Yankowski, R. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1977, 78, 1354
11. Rojkind, M.; Giambrone, M. A.; Biempica, L. Gastroenterology 1979, 76, 710
12. Narayanan, A. S.; Page, R. C.; Meyers, D. F. Biochemistry 1980, 19, 5037
13. Ehrlich, H. P.; Brown, H.; White, B. S. Biochem. Med. 1982, 28, 273
14. Makareeva, E.; Han, S.; Vera, J. C.; Sackett, D. L.; Holmbeck, K.; Phillips, C. L.; Visse, R.; Nagase, H.; Leikin, S. Cancer Res. 2010, 70, 4366
15. Moro, L.; Smith, B. D. Arch. Biochem. Biophys. 1977, 182, 33
16. Shapiro, F. D.; Eyre, D. R. J. Natl. Cancer Inst. 1982, 69, 1009
17. Yamagata, S.; Yamagata, T. J. Biochem. 1984, 96, 17
18. Asokan, R.; Puvanakrishnan, R.; Ravichandran, L. V.; Kokila, V.; Reddy, G. K.; Dhar, S. C. Mol. Cell. Biochem. 1993, 121, 99
19. Page-McCaw, A.; Ewald, A. J.; Werb, Z. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2007, 8, 221
20. Chung, L.; Dinakarpandian, D.; Yoshida, N.; Lauer-Fields, J. L.; Fields, G. B.; Visse, R.; Nagase, H. EMBO J. 2004, 23, 3020
21. Nerenberg, P. S.; Stultz, C. M. J. Mol. Biol. 2008, 382, 246
22. Minond, D.; Lauer-Fields, J. L.; Nagase, H.; Fields, G. B. Biochemistry 2004, 43, 11474
23. Willett, T. L.; Labow, R. S.; Avery, N. C.; Lee, J. M. Ann. Biomed. Eng. 2007, 35, 1961
24. Zareian, R.; Church, K. P.; Saeidi, N.; Flynn, B. P.; Beale, J. W.; Ruberti, J. W. Langmuir 2010, 26, 9917
25. Robitaille, M. C.; Zareian, R.; DiMarzio, C. A.; Wan, K. T.; Ruberti, J. W. Interface Focus 2011, 1, 767
26. Nabeshima, Y.; Grood, E. S.; Sakurai, A.; Herman, J. H. J. Orthop. Res. 1996, 14, 123
27. Lotz, J. C.; Hadi, T.; Bratton, C.; Reiser, K. M.; Hsieh, A. H. Eur. Spine J. 2008, 17, 1149
28. Wyatt, K. E.; Bourne, J. W.; Torzilli, P. A. J. Biomech. Eng. 2009, 131, 051004
29. Ruberti, J. W.; Hallab, N. J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 336, 483
30. Flynn, B. P.; Bhole, A. P.; Saeidi, N.; Liles, M.; Dimarzio, C. A.; Ruberti, J. W. PLoS One 2010, 5, e12337
31. Bhole, A. P.; Flynn, B. P.; Liles, M.; Saeidi, N.; Dimarzio, C. A.; Ruberti, J. W. Philos. Trans. R. Soc., A 2009, 367, 3339
32. Hadi, M. F.; Sander, E. A.; Ruberti, J. W.; Barocas, V. H. Mech. Mater. 2012, 44, 72
33. Grytz, R.; Sigal, I. A.; Ruberti, J. W.; Meschke, G.; J.; Downs, C. Mech. Mater. 2012, 44, 99
34. Adhikari, A. S.; Chai, J.; Dunn, A. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1686
35. Camp, R. J.; Liles, M.; Beale, J.; Saeidi, N.; Flynn, B. P.; Moore, E.; Murthy, S. K.; Ruberti, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4073
36. Bertini, I.; Fragai, M.; Luchinat, C.; Melikian, M.; Toccafondi, M.; Lauer, J. L.; Fields, G. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2100
37. Minond, D.; Lauer-Fields, J. L.; Cudic, M.; Overall, C. M.; Pei, D.; Brew, K.; Moss, M. L.; Fields, G. B. Biochemistry 2007, 46, 3724
38. Mandl, I.; Zipper, H.; Ferguson, L. T. Arch. Biochem. Biophys. 1958, 74, 465
39. Van Wart, H. E.; Steinbrink, D. R. Anal. Biochem. 1981, 113, 356
40. Weinberg, M.; Seguin, P. Acad. Sci., Paris, C. R. 1916, 163, 447
41. Stevens, D. L.; Aldape, M. J.; Bryant, A. E. Anaerobe 2011, 18, 254
42. Werkmeister, J. A.; Ramshaw, J. A.; Ellender, G. Eur. J. Biochem. 1990, 187, 439
43. Sletten, E. M.; Bertozzi, C. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6974
44. Gilmore, J. M.; Scheck, R. A.; Esser-Kahn, A. P.; Joshi, N. S.; Francis, M. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5307
45. Christman, K. L.; Broyer, R. M.; Tolstyka, Z. P.; Maynard, H. D. J. Mater. Chem. 2007, 17, 2021
46. Danilowicz, C.; Greenfield, D.; Prentiss, M. Anal. Chem. 2005, 77, 3023
47. Bell, G. I. Science 1978, 200, 618
48. Dudko, O. K.; Hummer, G.; Szabo, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 15755
49. Woodside, M. T.; Behnke-Parks, W. M.; Larizadeh, K.; Travers, K.; Herschlag, D.; Block, S. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6190
50. Liphardt, J.; Onoa, B.; Smith, S. B.; Tinoco, I., Jr.; Bustamante, C. Science 2001, 292, 733
51. Evans, E. Biophys. Chem. 1999, 82, 83
52. Cecconi, C.; Shank, E. A.; Bustamante, C.; Marqusee, S. Science 2005, 309, 2057
53. Chen, S.; Springer, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 950
54. Forero, M.; Yakovenko, O.; Sokurenko, E. V.; Thomas, W. E.; Vogel, V. PLoS Biol. 2006, 4, e298
55. Bjornham, O.; Axner, O. Biophys. J. 2010, 99, 1331
56. Purcell, T. J.; Morris, C.; Spudich, J. A.; Sweeney, H. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 14159
57. Purcell, T. J.; Sweeney, H. L.; Spudich, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13873
58. Chuan, P.; Spudich, J. A.; Dunn, A. R. J. Mol. Biol. 2011, 405, 105
59. Dunn, A. R.; Chuan, P.; Bryant, Z.; Spudich, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 7746
60. Dunn, A. R.; Spudich, J. A. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007, 14, 246
61. Frank, S.; Boudko, S.; Mizuno, K.; Schulthess, T.; Engel, J.; Bachinger, H. P. J. Biol. Chem. 2003, 278, 7747
62. Stultz, C. M. J. Mol. Biol. 2002, 319, 997
63. Fiori, S.; Sacca, B.; Moroder, L. J. Mol. Biol. 2002, 319, 1235
64. Salsas-Escat, R.; Nerenberg, P. S.; Stultz, C. M. Biochemistry 2010, 49, 4147
65. Chang, S. W.; Flynn, B. P.; Ruberti, J. W.; Buehler, M. J. Biomaterials 2012, 33, 3852
66. Eckhard, U.; Schonauer, E.; Nuss, D.; Brandstetter, H. Nat. Struct. Mol. Biol. 2011, 18, 1109
67. Grossman, M.; Born, B.; Heyden, M.; Tworowski, D.; Fields, G. B.; Sagi, I.; Havenith, M. Nat. Struct. Mol. Biol. 2011, 18, 1102
68. O'Farrell, T. J.; Guo, R.; Hasegawa, H.; Pourmotabbed, T. Biochemistry 2006, 45, 15411
69. Tzafriri, A. R.; Bercovier, M.; Parnas, H. Biophys. J. 2002, 83, 776
70. Varju, I.; Sotonyi, P.; Machovich, R.; Szabo, L.; Tenekedjiev, K.; Silva, M. M.; Longstaff, C.; Kolev, K. J. Thromb. Haemost. 2011, 9, 979
71. Adhikari, A. S.; Mekhdjian, A. H.; Dunn, A. R. Biomacromolecules 2012, 13, 499
72. Jackson, A.; Yao, H.; Brown, M. D.; Yong Gu, W. Spine (Philadelphia) 2006, 31, 2783
73. Chiu, E. J.; Newitt, D. C.; Segal, M. R.; Hu, S. S.; Lotz, J. C.; Majumdar, S. Spine (Philadelphia) 2001, 26, E437
74. Travascio, F.; Gu, W. Y. Ann. Biomed. Eng. 2011, 39, 53
75. Flynn, B. P.; Tilburey, G. E.; Ruberti, J. W. Biomech. Model. Mechanobiol. 2012; in print.
76. Paulsson, M. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1992, 27, 93
77. Asuwa, N. Virchows Arch. B 1988, 55, 345
78. Woolley, D. E.; Glanville, R. W.; Crossley, M. J.; Evanson, J. M. Eur. J. Biochem. 1975, 54, 611
79. Gonzalo, P.; Moreno, V.; Galvez, B. G.; Arroyo, A. G. Biofactors 2010, 36, 248
80. Wolf, K.; Wu, Y. I.; Liu, Y.; Geiger, J.; Tam, E.; Overall, C.; Stack, M. S.; Friedl, P. Nat. Cell Biol. 2007, 9, 893
81. Wang, Y.; McNiven, M. A. J. Cell. Biol. 2012, 196, 375
82. Li, F.; Redick, S. D.; Erickson, H. P.; Moy, V. T. Biophys. J. 2003, 84, 1252
83. Overall, C. M.; Kleifeld, O. Nat. Rev. Cancer 2006, 6, 227
84. Lia, N. G.; Shib, Z. H.; Tang, Y. P.; Duan, J. A. Curr. Med. Chem. 2009, 16, 3805