Radical-translocation intermediates and hurdling of pathway defects in "super-oxidized" (MnIV/FeIV) Chlamydia trachomatis ribonucleotide reductase

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 50, 2012, Pages 20498-20506

  Dassama, Laura M K ^a   Jiang, Wei ^a   Varano, Paul T ^a   Pandelia, Maria Eirini ^a   Conner, Denise A ^a   Xie, Jiajia ^a   Bollinger, J Martin ^a   Krebs, Carsten ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DEFECTS; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; ENZYMES; OXIDATION;

CHLAMYDIA TRACHOMATIS; CLASS I; COFACTORS; CYSTEINE RESIDUES; HOLE TRANSFER; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; THIYL RADICALS; TRANSLOCATION PATHWAY; TRANSLOCATION PROCESS; TYROSYL RADICALS;

AMINO ACIDS;

CYSTEINE; HYDROGEN; IRON SUPEROXIDE DISMUTASE; MANGANESE SUPEROXIDE DISMUTASE; PHENYLALANINE; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; TRYPTOPHAN; TYROSINE;

ARTICLE; CATALYSIS; CHLAMYDIA TRACHOMATIS;

EID: 84871362226     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja309468s     Document Type: Article

References (73)

1. Nordlund, P.; Reichard, P. Annu. Rev. Biochem. 2006, 75, 681-706
2. Stubbe, J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2000, 10, 731-736
3. Stubbe, J.; Ackles, D. J. Biol. Chem. 1980, 255, 8027-8030
4. Mao, S. S.; Yu, G. X.; Chalfoun, D.; Stubbe, J. Biochemistry 1992, 31, 9752-9759
5. Stubbe, J.; Nocera, D. G.; Yee, C. S.; Chang, M. C. Y. Chem. Rev. 2003, 103, 2167-2202
6. Thelander, L.; Larsson, B.; Hobbs, J.; Eckstein, F. J. Biol. Chem. 1976, 251, 1398-405
7. Brown, N. C.; Reichard, P. J. Mol. Biol. 1969, 46, 25-38
8. Seyedsayamdost, M. R.; Chan, C. T. Y.; Mugnaini, V.; Stubbe, J.; Bennati, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15748-15749
9. Thelander, L. J. Biol. Chem. 1973, 248, 4591-4601
10. Uhlin, U.; Eklund, H. Nature 1994, 370, 533-539
11. Reece, S. Y.; Hodgkiss, J. M.; Stubbe, J.; Nocera, D. G. Philos. Trans. R. Soc., B 2006, 361, 1351-1364
12. Stubbe, J.; Riggs-Gelasco, P. Trends Biochem. Sci. 1998, 23, 438-443
13. Licht, S.; Gerfen, G. J.; Stubbe, J. Science 1996, 271, 477-481
14. Atkin, C. L.; Thelander, L.; Reichard, P.; Lang, G. J. Biol. Chem. 1973, 248, 7464-7472
15. Nordlund, P.; Sjöberg, B.-M.; Eklund, H. Nature 1990, 345, 593-598
16. Stubbe, J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 183-188
17. Tong, W. H.; Chen, S.; Lloyd, S. G.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2107-2108
18. Yun, D.; Garća-Serres, R.; Chicalese, B. M.; An, Y. H.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2007, 46, 1925-1932
19. Baldwin, J.; Krebs, C.; Ley, B. A.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12195-12206
20. Krebs, C.; Chen, S.; Baldwin, J.; Ley, B. A.; Patel, U.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12207-12219
21. Bollinger, J. M., Jr.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Filley, J.; Norton, J. R.; Stubbe, J. Science 1991, 253, 292-298
22. Bollinger, J. M., Jr.; Stubbe, J.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6289-91
23. Ekberg, M.; Sahlin, M.; Eriksson, M.; Sjöberg, B.-M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 20655-20659
24. Ekberg, M.; Pötsch, S.; Sandin, E.; Thunnissen, M.; Nordlund, P.; Sahlin, M.; Sjöberg, B.-M. J. Biol. Chem. 1998, 273, 21003-21008
25. Rova, U.; Goodtzova, K.; Ingemarson, R.; Behravan, G.; Gräslund, A.; Thelander, L. Biochemistry 1995, 34, 4267-4275
26. Rova, U.; Adrait, A.; Pötsch, S.; Gräslund, A.; Thelander, L. J. Biol. Chem. 1999, 274, 23746-23751
27. Seyedsayamdost, M. R.; Yee, C. S.; Reece, S. Y.; Nocera, D. G.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1562-1568
28. Seyedsayamdost, M. R.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2226-2227
29. Seyedsayamdost, M. R.; Xie, J.; Chan, C. T. Y.; Schultz, P. G.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15060-15071
30. Ge, J.; Yu, G.; Ator, M. A.; Stubbe, J. Biochemistry 2003, 42, 10017-10083
31. Seyedsayamdost, M. R.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2522-2523
32. Minnihan, E. C.; Seyedsayamdost, M. R.; Stubbe, J. Biochemistry 2009, 48, 12125-12132
33. Seyedsayamdost, M. R.; Argirević, T.; Minnihan, E. C.; Stubbe, J.; Bennati, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15729-15738
34. Minnihan, E. C.; Seyedsayamdost, M. R.; Uhlin, U.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9430-9440
35. Seyedsayamdost, M. R.; Yee, C. S.; Stubbe, J. Biochemistry 2010, 50, 1403-1411
36. Yokoyama, K.; Uhlin, U.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8385-8397
37. Yokoyama, K.; Uhlin, U.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15368-15379
38. Yokoyama, K.; Smith, A. A.; Corzilius, B.; Griffin, R. G.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18420-18432
39. Roshick, C.; Iliffe-Lee, E. R.; McClarty, G. J. Biol. Chem. 2000, 275, 38111-38119
40. Högbom, M.; Stenmark, P.; Voevodskaya, N.; McClarty, G.; Gräslund, A.; Nordlund, P. Science 2004, 305, 245-248
41. Jiang, W.; Yun, D.; Saleh, L.; Barr, E. W.; Xing, G.; Hoffart, L. M.; Maslak, M.-A.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Science 2007, 316, 1188-1191
42. Jiang, W.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7504-7505
43. Bollinger, J. M., Jr.; Jiang, W.; Green, M. T.; Krebs, C. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 650-657
44. Jiang, W.; Yun, D.; Saleh, L.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. Biochemistry 2008, 47, 13736-13744
45. Jiang, W.; Hoffart, L. M.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2007, 46, 8709-8716
46. Krebs, C.; Dassama, L. M. K.; Matthews, M. L.; Jiang, W.; Price, J. C.; Korboukh, V.; Li, N.; Bollinger, J. M., Jr. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 234-243
47. Jiang, W.; Saleh, L.; Barr, E. W.; Xie, J.; Gardner, M. M.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2008, 8477-8484
48. Stubbe, J. Unpublished data.
49. McGee, D. P. C.; Vargeese, C.; Zhai, Y.; Kirschenheuter, G. P.; Settle, A.; Siedem, C. R.; Pieken, W. A. Nucleosides Nucleotides 1995, 14, 1329-1339
50. Besada, P.; Shin, D. H. J. Med. Chem. 2006, 49, 5532-5543
51. Verheyden, J. P.; Wagner, D.; Moffatt, J. G. J. Org. Chem. 1971, 36, 250-254
52. Price, J. C.; Barr, E. W.; Tirupati, B.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. Biochemistry 2003, 42, 7497-7508
53. Stoll, S.; Schweiger, A. J. Magn. Reson. 2006, 178, 42-55
54. Svistunenko, D. A.; Cooper, C. E. Biophys. J. 2004, 87, 582-595
55. Dassama, L. M. K.; Yosca, T. H.; Conner, D. A.; Lee, M. H.; Blanc, B.; Streit, B. R.; Green, M. T.; DuBois, J. L.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2012, 51, 1607-1616
56. Steeper, J. R.; Steuart, C. D. Anal. Biochem. 1970, 34, 123-130
57. Jiang, W.; Xie, J.; Varano, P. T.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2010, 49, 5340-5349
58. Bennati, M.; Robblee, J. H.; Mugnaini, V.; Stubbe, J.; Freed, J. H.; Borbat, P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15014-15015
59. Uppsten, M.; FärnegaÌŠrdh, M.; Domkin, V.; Uhlin, U. J. Mol. Biol. 2006, 359, 365-377
60. Yee, C. S.; Seyedsayamdost, M. R.; Chang, M. C. Y.; Nocera, D. G.; Stubbe, J. Biochemistry 2003, 42, 14541-14552
61. Parkin, S. E.; Chen, S.; Ley, B. A.; Mangravite, L.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 1998, 37, 1124-1130
62. Baldwin, J.; Voegtli, W. C.; Khidekel, N.; Moënne-Loccoz, P.; Krebs, C.; Pereira, A. S.; Ley, B. A.; Huynh, B. H.; Loehr, T. M.; Riggs-Gelasco, P. J.; Rosenzweig, A. C.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7017-7030
63. Fritscher, J.; Artin, E.; Wnuk, S.; Bar, G.; Robblee, J. H.; Kacprzak, S.; Kaupp, M.; Griffin, R. G.; Bennati, M.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7729-7738
64. Bender, C. J.; Sahlin, M.; Babcock, G. T.; Barry, B. A.; Chandrashekar, T. K.; Salowe, S. P.; Stubbe, J.; Lindström, B.; Petersson, L.; Ehrenberg, A.; Sjöberg, B.-M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8076-8083
65. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Q. Rev. Biophys. 2003, 36, 341-376
66. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1797, 1563-1572
67. Shih, C.; Museth, A. K.; Abrahamsson, M.; Blanco-Rodriguez, A. M.; Di Bilio, A. J.; Sudhamsu, J.; Crane, B. R.; Ronayne, K. L.; Towrie, M.; Vlček, A., Jr.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 2008, 320, 1760-1762
68. Warren, J. J.; Ener, M. E.; Vlček, A., Jr.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2478-2487
69. Wörsdörfer, B.; Conner, D. A.; Yokoyama, K.; Seyedsayamdost, M. R.; Jiang, W.; Stubbe, J.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. Submitted, 2012.
70. Högbom, M.; Galander, M.; Andersson, M.; Kolberg, M.; Hofbauer, W.; Lassmann, G.; Nordlund, P.; Lendzian, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3209-3214
71. Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C.; Vicol, A.; Chen, S.; Ley, B. A.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1094-1095
72. Roos, K.; Siegbahn, P. E. M. Biochemistry 2009, 48, 1878-1887
73. Younker, J. M.; Krest, C. M.; Jiang, W.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr.; Green, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15022-15027