Tracking the mechanism of fibril assembly by simulated two-dimensional ultraviolet spectroscopy

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 117, Issue 2, 2013, Pages 342-350

  Lam, A R ^a   Rodriguez, J J ^a   Rojas, A ^b   Scheraga, H A ^c   Mukamel, S ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF ROCHESTER SCHOOL OF MEDICINE AND DENTISTRY   (United States)

^c Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALZHEIMER'S DISEASE; AMYLOID FIBRIL; COARSE-GRAINED; CONFORMATIONAL CHANGE; FAR ULTRAVIOLET; GROWTH MECHANISMS; HIGHLY ORDERED STRUCTURE; HUMAN BRAIN; LOCAL DYNAMICS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NEURODEGENERATIVE DISORDERS; SECONDARY STRUCTURES; TIME-SCALES;

MOLECULAR DYNAMICS; PEPTIDES; TWO DIMENSIONAL; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

GLYCOPROTEINS;

AMYLOID; AMYLOID BETA PROTEIN;

ALZHEIMER DISEASE; ARTICLE; CHEMISTRY; CIRCULAR DICHROISM; HUMAN; METABOLISM; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEIN CONFORMATION; SPECTROSCOPY;

ALZHEIMER DISEASE; AMYLOID; AMYLOID BETA-PEPTIDES; CIRCULAR DICHROISM; HUMANS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PROTEIN CONFORMATION; SPECTRUM ANALYSIS;

EID: 84872553100     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3101267     Document Type: Article

References (72)

1. Lorenzo, A.; Yuan, M.; Zhang, Z.; Paganetti, P. A.; Sturchler-Pierrat, C.; Staufenbiel, M.; Mautino, J.; Vigo, F. S.; Sommer, B.; Yankner, B. A. Nat. Neurosci. 2000, 3, 460-464
2. Walsh, D. M.; Klyubin, I.; Fadeeva, J. V.; Cullen, W. K.; Anwy, R.; Wolfe, M. S.; Rowan, M. J.; Selkoe, D. J. Nature 2002, 416, 535-539
3. Selkoe, D. J. Physiol. Rev. 2001, 81, 741-766
4. Kirkitadze, M. D.; Bitan, G.; Teplow, D. B. J. Neurosci. Res. 2002, 69, 567-577
5. Hardy, J.; Selkoe, D. J. Science 2002, 297, 353-356
6. Hardy, J. Neurobiol. Aging 2002, 23, 1073-1074
7. Haass, C.; Selkoe, D. J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 101-112
8. Nelson, R.; Sawaya, M. R.; Balbirnie, M.; Madsen, A. O.; Riekel, C.; Grothe, R.; Eisenberg, D. Nature 2005, 435, 773-778
9. Sawaya, M. R.; Sambashivan, S.; Nelson, R.; Ivanova, M. I.; Sievers, S. A.; Apostol, M. I.; Thompson, M. J.; Balbirnie, M.; Wiltzius, J. J. W.; McFarlane, H. T. Nature 2007, 447, 453-457
10. Colletier, J. P.; Laganowsky, A.; Landau, M.; Zhao, M. L.; Soriaga, A. B.; Goldschmidt, L.; Flot, D.; Cascio, D.; Sawaya, M. R.; Eisenberg, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 16938-16943
11. Crescenzi, O.; Tomaselli, S.; Guerrini, R.; Salvatori, S.; D'Ursi, A. M.; Temussi, P. A.; Picone, D. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 5642-5648
12. Petkova, A. T.; Ishii, Y.; Balbach, J. J.; Antzutkin, O. N.; Leapman, R. D.; Delaglio, F.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 16742-16747
13. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z.; Yau, W.-M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262-265
14. Petkova, A. T.; Yau, W.-M.; Tycko, R. Biochemistry 2006, 45, 498-512
15. Paravastu, A.; Leapman, R. D.; Yau, W.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 18349-18354
16. Tycko, R.; Sciarretta, K. L.; Orgel, J. P. R. O.; Meredith, S. C. Biochemistry 2009, 48, 6072-6084
17. Lührs, T.; Ritter, C.; Adrian, M.; Riek-Loher, D.; Bohrmann, B.; Döbeli, H.; Schubert, D.; Riek, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 17342-17347
18. Walsh, D. M.; Lomakin, A.; Benedek, G. B.; Condron, M. M.; Teplow, D. J. Biol. Chem. 1997, 272, 22364-22372
19. Lazo, N. D.; Downing, D. T. J. Pept. Res. 1999, 53, 633-640
20. Kirkitadze, M. D.; Condron, M. M.; Teplow, D. B. J. Mol. Biol. 2001, 312, 1103-1119
21. Kayed, R.; Head, E.; Thompson, J. L.; McIntire, T. M.; Milton, S. C.; Cotman, C. W.; Glabe, C. G. Science 2003, 300, 486-489
22. Bitan, G.; Kirkitadze, M. D.; Lomakin, A.; Vollers, S. S.; Benedek, G. B.; Teplow, D. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 330-335
23. Bitan, G.; Vollers, S.; Teplow, D. B. J. Biol. Chem. 2003, 278, 34882-34889
24. Bitan, G.; Tarus, B.; Vollers, S. S.; Lashuel, H. A.; Condron, M. M.; Straub, J. E.; Teplow, D. B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15359-15365
25. Klein, W. L.; Stine, W. B.; Teplow, D. B. Neurobiol. Aging 2004, 25, 569-580
26. Lazo, N. D.; Grant, M. A.; Condron, M. C.; Rigby, A. C.; Teplow, D. B. Protein Sci. 2005, 14, 1581-1596
27. Glabe, C. G. Subcell Biochem. 2005, 38, 167-177
28. Cheng, I. H.; Scearce-Levie, K.; Legleiter, J.; Palop, J. J.; Gerstein, H.; Bien-Ly, N.; Puolivli, J.; Lesne, S.; Ashe, K. H.; Muchowski, P. J. J. Biol. Chem. 2007, 282, 23818-23828
29. Lim, K. H.; Collver, H. H.; Le, Y. T. H.; Nagchowdhuri, P.; Kenney, J. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006, 353, 443-449
30. Jarret, J. T.; Berger, E. P.; Lansbury, P. T. J. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1993, 695, 144-148
31. Jarret, J. T.; Berger, E. P.; Lansbury, P. T. Biochemistry 1993, 32, 4693-4697
32. Massi, F.; Peng, J. W.; Lee, J. P.; Straub, J. E. Biophys. J. 2001, 80, 31-44
33. Borreguero, J. M.; Urbanc, B.; Lazo, N. D.; Buldyrev, S. V.; Teplow, D. B.; Stanley, H. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 6015-6020
34. Wei, G.; Jewett, A. I.; Shea, J.-E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 3622-3629
35. Nguyen, P. H.; Li, M. S.; Derreumaux, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 9778-9788
36. Urbanc, B.; Cruz, L.; Yun, S.; Buldyrev, S. V.; Bitan, G.; Teplow, D. B.; Stanley, H. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 17345-17350
37. Lam, A.; Urbanc, B.; Borreguero, J.; Lazo, N. D.; Teplow, D. B.; Stanley, H. E. Proc. 2006 Int. Conf. Bioinformatics Comput. Biol. 2006, 1, 322-328
38. Baumketner, A.; Bernstein, S. L.; Wyttenbach, T.; Bitan, G.; Teplow, D. B.; Bowers, M. T.; Shea, J.-E. Protein Sci. 2006, 15, 420-428
39. Lam, A. R.; Teplow, D. B.; Stanley, H. E.; Urbanc, B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17413-17422
40. Kent, A.; Jha, A. K.; Fitzgerald, J. E.; Freed, K. F. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6175-6186
41. Sgourakis, N. G.; Yan, Y.; McCallum, S. A.; Wang, C.; Garcia, A. E. J. Mol. Biol. 2007, 368, 1448-1457
42. Esler, W. P.; Stimson, E. R.; Jennings, J. M.; Vinters, H. V.; Ghilardi, J. R.; Lee, J. P.; Mantyh, P. W.; Maggio, J. E. Biochemistry 2000, 39, 6288-6295
43. Cannon, M. J.; Williams, A. D.; R., W.; Myszka, D. G. Anal. Biochem. 2004, 328, 67-75
44. Massi, F.; Straub, J. E. Proteins: Struct., Funct. Genet. 2001, 42, 217-229
45. Nguyen, P. H.; Li, M. S.; Stock, G.; Straub, J. E.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 111-116
46. O'Brien, E. P.; Okamoto, Y.; Straub, J. E.; Brooks, B. R.; Thirumalai, D. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 14421-14430
47. Rojas, A.; Liwo, A.; Browne, D.; Scheraga, H. A. J. Mol. Biol. 2010, 404, 537-552
48. Smith, A. W.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 045109-1-10
49. Kim, Y. S.; Liu, L.; Axelsen, P. H.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 7720-7725
50. Strasfeld, D. B.; Ling, Y. L.; Shim, S.-H.; Zanni, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6698-6699
51. Shim, S.-H.; Gupta, R.; Ling, Y. L.; Strasfeld, D. B.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 6614-6619
52. Zhuang, W.; Sgourakis, N. K.; Zhenyu, L.; Garcia, A.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 15687-15692
53. Remorino, A.; Korendovych, I. V.; Wu, Y. B.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Science 2011, 332, 1206-1209
54. West, B. A.; Womick, J. M.; Moran, A. M. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 8630-8637
55. Tseng, C.-H.; Sándor, P.; Kotur, M.; Weinacht, T. C.; Matsika, S. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2654-2661
56. Jiang, J.; Abramavicius, D.; Bulheller, B. M.; Hirst, J. D.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 8270-8277
57. Abramavicius, D.; Jiang, J.; Bulheller, B. M.; Hirst, J. D.; Mukamel, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7769-7775
58. Jiang, J.; Abramavicius, D.; Falvo, C.; Bulheller, B. M.; Hirst, J. D.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 12150-12156
59. Lam, A.; Jiang, J.; Mukamel, S. Biochemistry 2011, 50, 9809-9816
60. Liwo, A.; Czaplewski, C.; Pillardy, J.; Scheraga, H. A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 2323-2347
61. Abramavicius, D.; Palmieri, B.; Voronine, D. V.; Sanda, F.; Mukamel, S. Chem. Rev. 2009, 109, 2350-2408
62. Bulheller, B. M.; Rodger, A.; Hirst, J. D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2020-2035
63. Read, E. L.; Engel, G. S.; Calhoun, T. R.; Mancal, T.; Ahn, T. K.; Blankenship, R. E.; Fleming, G. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 14203-14208
64. Lee, J. P.; Stimson, E. R.; Ghilardi, J. R.; Mantyh, P. W.; Lu, Y. A.; Felix, A. M.; Llanos, W.; Behbin, A.; Cummings, M.; Criekinge, M. V. Biochemistry 1995, 34, 5191-5200
65. Benzinger, T. L.; Gregory, D. M.; Burkoth, T. S.; Miller-Auer, H.; Lynn, D. G.; Botto, R. E.; Meredith, S. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 13407-13412
66. Benzinger, T. L.; Gregory, D. M.; Burkoth, T. S.; Miller-Auer, H.; Lynn, D. G.; Botto, R. E.; Meredith, S. C. Biochemistry 2000, 39, 3491-3499
67. Smith, A. W.; Lessing, J.; Ganim, Z.; Peng, C. S.; Tokmakoff, A.; Roy, S.; Jansen, T. L. C.; Knoester, J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 10913-10924
68. Kobus, M.; Nguyen, P. H.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2010, 133, 034512
69. Liang, C. W.; Jansen, T. L. C.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2011, 134, 044502
70. Wang, L.; Middleton, C. T.; Singh, S.; Reddy, A. S.; Woys, A. M.; Strasfeld, D. B.; Marek, P.; Raleigh, D. P.; de Pablo, J. J.; Zanni, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16062-16071
71. Rudack, T.; Xia, F.; Schlitter, J.; Kotting, C.; Gerwert, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 15295-15300
72. Suzuki, H.; Sugiura, M.; Noguchi, T. Biochemistry 2012, 51, 6776-6785