Quantum chemical calculations of amide-15N chemical shift anisotropy tensors for a membrane-bound cytochrome-b5

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 3, 2013, Pages 859-867

  Pandey, Manoj Kumar ^a   Ramamoorthy, Ayyalusamy ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDES; BIOLOGICAL MEMBRANES; CHEMICAL SHIFT; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DYNAMICS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PARAMAGNETISM; PORPHYRINS; QUANTUM CHEMISTRY; TENSORS;

CHEMICAL SHIFT ANISOTROPY; INTERNUCLEAR DISTANCES; MEMBRANE PROTEINS; MEMBRANE-BOUND; MODEL PEPTIDES; MODEL SYSTEM; PARAMAGNETIC HEMES; PRINCIPAL COMPONENTS; PROTEIN-PROTEIN COMPLEXES; QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS; SOLID-STATE NMR SPECTROSCOPY; SOLUTION NMR; STRUCTURAL STUDIES; STRUCTURE AND DYNAMICS;

PROTEINS;

EID: 84872865387     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp311116p     Document Type: Article

References (117)

1. Bouvignies, G.; Vallurupalli, P.; Hansen, D. F.; Correia, B. E.; Lange, O.; Bah, A.; Vernon, R. M.; Dahlquist, F. W.; Baker, D.; Kay, L. E. Nature 2011, 477, 111
2. Hansen, D. F.; Neudecker, P.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7589
3. Hansen, D. F.; Neudecker, P.; Vallurupalli, P.; Mulder, F. A. A.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 42
4. McDermott, A. Ann. Rev. Biophys. 2009, 38, 385
5. Shen, Y.; Lange, O.; Delaglio, F.; Rossi, P.; Aramini, J. M.; Liu, G.; Eletsky, A.; Wu, Y.; Singarapu, K. K.; Lemak, A.; Ignatchenko, A.; Arrowsmith, C. H.; Szyperski, T.; Montelione, G. T.; Baker, D.; Bax, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 4685
6. Shen, Y.; Vernon, R.; Baker, D.; Bax, A. J. Biomol. NMR 2009, 43, 63
7. Wylie, B. J.; Sperling, L. J.; Nieuwkoop, A. J.; Franks, W. T.; Oldfield, E.; Rienstra, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 16974
8. Facelli, J. C. Concepts Magn. Reson., Part A 2004, 20A, 42
9. Cornilescu, G.; Delaglio, F.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 13, 289
10. Lipsitz, R. S.; Tjandra, N. J. Magn. Reson. 2003, 164, 171
11. Shen, Y.; Bax, A. J. Biomol. NMR 2007, 38, 289
12. Robustelli, P.; Cavalli, A.; Vendruscolo, M. Structure 2008, 16, 1764
13. Robustelli, P.; Stafford, K. A.; Palmer, A. G., 3rd J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6365
14. Robustelli, P.; Kohlhoff, K.; Cavalli, A.; Vendruscolo, M. Structure 2010, 18, 923
15. Robustelli, P.; Cavalli, A.; Dobson, C. M.; Vendruscolo, M.; Salvatella, X. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7890
16. Hall, J. B.; Fushman, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7855
17. Damberg, P.; Jarvet, J.; Graslund, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1995
18. Loth, K.; Pelupessy, P.; Bodenhausen, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6062
19. Durr, U. H.; Gildenberg, M.; Ramamoorthy, A. Chem. Rev. 2012, 112, 6054
20. Kroenke, C. D.; Rance, M.; Palmer, A. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10119
21. Cornilescu, G.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10143
22. Fushman, D.; Tjandra, N.; Cowburn, D. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10947
23. Fushman, D.; Cowburn, D. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7109
24. Poon, A.; Birn, J.; Ramamoorthy, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16577
25. Brender, J. R.; Taylor, D. M.; Ramamoorthy, A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 914
26. Shen, Y.; Bax, A. J. Biomol. NMR 2010, 48, 13
27. Xu, X. P.; Case, D. A. Biopolymers 2002, 65, 408
28. Xu, X. P.; Case, D. A. J. Biomol. NMR 2001, 21, 321
29. Neal, S.; Nip, A. M.; Zhang, H. Y.; Wishart, D. S. J. Biomol. NMR 2003, 26, 215
30. Wishart, D. S.; Sykes, B. D.; Richards, F. M. Biochemistry 1992, 31, 1647
31. Shen, Y.; Delaglio, F.; Cornilescu, G.; Bax, A. J. Biomol. NMR 2009, 44, 213
32. Shen, Y.; Bryan, P. N.; He, Y.; Orban, J.; Baker, D.; Bax, A. Protein Sci. 2010, 19, 349
33. Tjandra, N.; Szabo, A.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6986
34. Fruh, D.; Chiarparin, E.; Pelupessy, P.; Bodenhausen, G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4050
35. Pandey, M. K.; Vivekanandan, S.; Ahuja, S.; Pichumani, K.; Im, S. C.; Waskell, L.; Ramamoorthy, A. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 7181
36. Ying, J. F.; Grishaev, A.; Bryce, D. L.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11443
37. Shekar, S. C.; Ramamoorthy, A.; Wittebort, R. J. J. Magn. Reson. 2002, 155, 257
38. Naito, A.; Ganapathy, S.; Akasaka, K.; Mcdowell, C. A. J. Chem. Phys. 1981, 74, 3190
39. Hartzell, C. J.; Whitfield, M.; Oas, T. G.; Drobny, G. P. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5966
40. Oas, T. G.; Hartzell, C. J.; Dahlquist, F. W.; Drobny, G. P. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5962
41. Oas, T. G.; Hartzell, C. J.; Mcmahon, T. J.; Drobny, G. P.; Dahlquist, F. W. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5956
42. Linder, M.; Hohener, A.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1980, 73, 4959
43. Maricq, M. M.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1979, 70, 3300
44. Herzfeld, J.; Berger, A. E. J. Chem. Phys. 1980, 73, 6021
45. Ramamoorthy, A.; Opella, S. J. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1995, 4, 387
46. Wylie, B. J.; Franks, W. T.; Graesser, D. T.; Rienstra, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11946
47. Wylie, B. J.; Sperling, L. J.; Frericks, H. L.; Shah, G. J.; Franks, W. T.; Rienstra, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5318
48. Tycko, R.; Dabbagh, G.; Mirau, P. A. J. Magn. Reson. 1989, 85, 265
49. Wu, C. H.; Ramamoorthy, A.; Opella, S. J. J. Magn. Reson., Ser A 1994, 109, 270
50. Hester, R. K.; Ackerman, J. L.; Neff, B. L.; Waugh, J. S. Phys. Rev. Lett. 1976, 36, 1081
51. Yao, X. L.; Hong, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2730
52. Chan, J. C. C.; Tycko, R. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8378
53. Saito, H.; Ando, I.; Ramamoorthy, A. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2010, 57, 181
54. Oldfield, E. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 349
55. Oldfield, E. Philos. Trans. R. Soc., B 2005, 360, 1347
56. Frank, A.; Onila, I.; Moller, H. M.; Exner, T. E. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2011, 79, 2189
57. Frank, A.; Moller, H. M.; Exner, T. E. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1480
58. Mulder, F. A. A.; Filatov, M. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 578
59. Facelli, J. C. Modeling NMR Chemical Shifts. In Modern Magnetic Resonance; Webb, G. A., Ed.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2006; Vol. 1, p 53.
60. Walling, A. E.; Pargas, R. E.; deDios, A. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7299
61. Sitkoff, D.; Case, D. A. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1998, 32, 165
62. Casabianca, L. B.; De Dios, A. C. J. Chem. Phys. 2008, 128, 052201
63. Vila, J. A.; Arnautova, Y. A.; Martin, O. A.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 16972
64. Vila, J. A.; Scheraga, H. A. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 71, 641
65. Johnson, E. R.; DiLabio, G. A. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2009, 898, 56
66. Sefzik, T. H.; Turco, D.; Iuliucci, R. J.; Facelli, J. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1180
67. Sefzik, T. H.; Fidler, J. M.; Luliucci, R. J.; Facelli, J. C. Magn. Reson. Chem. 2006, 44, 390
68. Moon, S.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2006, 27, 825
69. Prochnow, E.; Auer, A. A. J. Chem. Phys. 2010, 132, 064109
70. Cheeseman, J. R.; Trucks, G. W.; Keith, T. A.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5497
71. He, X.; Wang, B.; Merz, K. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10380
72. Zhu, T.; He, X.; Zhang, J. Z. H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 7837
73. Tang, S.; Case, D. A. J. Biomol. NMR 2011, 51, 303
74. Tang, S.; Case, D. A. J. Biomol. NMR 2007, 38, 255
75. Ramamoorthy, A.; Wu, C. H.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10479
76. Wei, Y.; de Dios, A. C.; McDermott, A. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10389
77. Dedios, A. C.; Pearson, J. G.; Oldfield, E. Science 1993, 260, 1491
78. Ferraro, M. B.; Repetto, V.; Facelli, J. C. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1998, 10, 185
79. Scheurer, C.; Skrynnikov, N. R.; Lienin, S. F.; Straus, S. K.; Bruschweiler, R.; Ernst, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4242
80. Hu, J. Z.; Facelli, J. C.; Alderman, D. W.; Pugmire, R. J.; Grant, D. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9863
81. Strohmeier, M.; Grant, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 966
82. Cai, L.; Fushman, D.; Kosov, D. S. J. Biomol. NMR 2008, 41, 77
83. Cai, L.; Fushman, D.; Kosov, D. S. J. Biomol. NMR 2009, 45, 245
84. Cai, L.; Kosov, D. S.; Fushman, D. J. Biomol. NMR 2011, 50, 19
85. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Gaussian 03, revision C.2; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
86. Ditchfield, R. Mol. Phys. 1974, 27, 789
87. London, F. J. Phys. (Paris) 1937, 8, 397
88. Wolinski, K.; Hinton, J. F.; Pulay, P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 8251
89. Rauhut, G.; Puyear, S.; Wolinski, K.; Pulay, P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6310
90. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
91. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265
92. Ahuja, S.; Vivekanandan, S.; Popovych, N.; Le Clair, S. V.; Soong, R.; Yamamoto, K.; Xu, J.; Nanga, R. P. R.; Im, S.-C.; Waskell, L.; Ramamoorthy, A. NMR Structural Studies of a Membrane-Associated (>70 kDa) Complex between Cytochrome P450 and b5, 2011, Poster-204 in The 52nd Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference April 10-15, Asilomar, CA.
93. Guntert, P. Methods Mol. Biol. 2004, 278, 353
94. De Vries, S. J.; van Dijk, A. D. J.; Krzeminski, M.; van Dijk, M.; Thureau, A.; Hsu, V.; Wassenaar, T.; Bonvin, A. M. J. J. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2007, 69, 726
95. Dominguez, C.; Boelens, R.; Bonvin, A. M. J. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1731
96. Banci, L.; Bertini, I.; Rosato, A.; Scacchieri, S. Eur. J. Biochem. 2000, 267, 755
97. Jameson, C. J.; Jameson, A. K.; Cohen, S. M.; Parker, H.; Oppusunggu, D.; Burrell, P. M.; Wille, S. J. Chem. Phys. 1981, 74, 1608
98. Im, S. C.; Waskell, L. Arch. Biochem. Biophys. 2011, 507, 144
99. Schenkman, J. B.; Jansson, I. Pharmacol. Ther. 2003, 97, 139
100. Dumez, J. N.; Pickard, C. J. J. Chem. Phys. 2009, 130, 104701
101. Woodford, J. N. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1464
102. Eriksen, J. J.; Olsen, J. M. H.; Aidas, K.; Agren, H.; Mikkelsen, K. V.; Kongsted, J. J. Comput. Chem. 2011, 32, 2853
103. Bertini, I.; Luchinat, C.; Turano, P. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 761
104. Lienin, S. F.; Bremi, T.; Brutscher, B.; Bruschweiler, R.; Ernst, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9870
105. Case, D. A. J. Biomol. NMR 1999, 15, 95
106. Lee, D. K.; Wittebort, R. J.; Ramamoorthy, A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8868
107. Lee, D. K.; Santos, J. S.; Ramamoorthy, A. Chem. Phys. Lett. 1999, 309, 209
108. Fukutani, A.; Naito, A.; Tuzi, S.; Saito, H. J. Mol. Struct. 2002, 602, 491
109. Lee, D. K.; Wei, Y. F.; Ramamoorthy, A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4752
110. Ashikawa, M.; Shoji, A.; Ozaki, T.; Ando, I. Macromolecules 1999, 32, 2288
111. Boyd, J.; Redfield, C. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7441
112. Kurita, J.; Shimahara, H.; Utsunomiya-Tate, N.; Tate, S. J. Magn. Reson. 2003, 163, 163
113. Wylie, B. J.; Franks, W. T.; Rienstra, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10926
114. Wylie, B. J.; Rienstra, C. M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 052207
115. Yao, L. S.; Grishaev, A.; Cornilescu, G.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4295
116. Wu, C. H.; Ramamoorthy, A.; Gierasch, L. M.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6148
117. Roberts, J. E.; Harbison, G. S.; Munowitz, M. G.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4163