ATPase active-site electrostatic interactions control the global conformation of the 100 kDa SecA translocase

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 8, 2013, Pages 2999-3010

  Kim, Dorothy M ^a,d   Zheng, Haiyan ^b,c   Huang, Yuanpeng J ^b   Montelione, Gaetano T ^b,c   Hunt, John F ^a  

^a Howard Hughes Medical Institute   (United States)

^b RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

^c RUTGERS ROBERT WOOD JOHNSON MEDICAL SCHOOL   (United States)

^d WEILL CORNELL MEDICAL COLLEGE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACIDS; BACTERIOLOGY; CELL MEMBRANES; CELL PROLIFERATION; ELECTROSTATICS; ENZYMES; ESCHERICHIA COLI; HYDROLYSIS; MASS SPECTROMETRY;

CONFORMATIONAL TRANSITIONS; CYTOPLASMIC MEMBRANE; ELECTROSTATIC CHARGES; HYDROGEN-DEUTERIUM EXCHANGE; MULTI-DOMAIN ENZYMES; PROTEIN-CONDUCTING CHANNELS; STRUCTURAL INTERACTIONS; STRUCTURAL MECHANICS;

CONFORMATIONS;

ADENOSINE TRIPHOSPHATE; CARRIER PROTEIN; PROTEIN SECA; SECA TRANSLOCASE; UNCLASSIFIED DRUG;

AMINO ACID SEQUENCE; ARTICLE; BACILLUS SUBTILIS; CATALYSIS; CONFORMATIONAL TRANSITION; DEUTERIUM HYDROGEN EXCHANGE; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYME CONFORMATION; ENZYME KINETICS; ESCHERICHIA COLI; HYDROLYSIS; MASS SPECTROMETRY; NONHUMAN; PROTEIN DOMAIN; PROTEIN INTERACTION; PROTEIN TRANSPORT; STATIC ELECTRICITY; STEREOCHEMISTRY; TRANSPORT KINETICS;

EID: 84874621061     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja306361q     Document Type: Article

References (68)

1. Devillers-Thiery, A.; Kindt, T.; Scheele, G.; Blobel, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 5016
2. Oliver, D. B.; Beckwith, J. J. Bacteriol. 1982, 150, 686
3. Bieker-Brady, K.; Silhavy, T. J. EMBO J. 1992, 11, 3165
4. Huie, J. L.; Silhavy, T. J. J. Bacteriol. 1995, 177, 3518
5. Brundage, L.; Hendrick, J. P.; Schiebel, E.; Driessen, A. J.; Wickner, W. Cell 1990, 62, 649
6. Driessen, A. J. EMBO J. 1992, 11, 847
7. Hanada, M.; Nishiyama, K. I.; Mizushima, S.; Tokuda, H. J. Biol. Chem. 1994, 269, 23625
8. Eichler, J.; Brunner, J.; Wickner, W. EMBO J. 1997, 16, 2188
9. Eichler, J.; Wickner, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 5574
10. Schiebel, E.; Driessen, A. J.; Hartl, F. U.; Wickner, W. Cell 1991, 64, 927
11. van der Wolk, J. P.; de Wit, J. G.; Driessen, A. J. EMBO J. 1997, 16, 7297
12. Hunt, J. F.; Weinkauf, S.; Henry, L.; Fak, J. J.; McNicholas, P.; Oliver, D. B.; Deisenhofer, J. Science 2002, 297, 2018
13. Fak, J. J.; Itkin, A.; Ciobanu, D. D.; Lin, E. C.; Song, X. J.; Chou, Y. T.; Gierasch, L. M.; Hunt, J. F. Biochemistry 2004, 43, 7307
14. Velankar, S. S.; Soultanas, P.; Dillingham, M. S.; Subramanya, H. S.; Wigley, D. B. Cell 1999, 97, 75
15. Leslie, A. G.; Abrahams, J. P.; Braig, K.; Lutter, R.; Menz, R. I.; Orriss, G. L.; van Raaij, M. J.; Walker, J. E. Biochem. Soc. Trans. 1999, 27, 37
16. Sharma, V.; Arockiasamy, A.; Ronning, D. R.; Savva, C. G.; Holzenburg, A.; Braunstein, M.; Jacobs, W. R., Jr.; Sacchettini, J. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 2243
17. Cavanaugh, L. F.; Palmer, A. G., III; Gierasch, L. M.; Hunt, J. F. Nat. Struct. Mol. Biol. 2006, 13, 566
18. Economou, A.; Wickner, W. Cell 1994, 78, 835
19. Rajapandi, T.; Oliver, D. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 200, 1477
20. Driessen, A. J. Trends Biochem. Sci. 1992, 17, 219
21. Or, E.; Boyd, D.; Gon, S.; Beckwith, J.; Rapoport, T. J. Biol. Chem. 2005, 280, 9097
22. Ulbrandt, N. D.; London, E.; Oliver, D. B. J. Biol. Chem. 1992, 267, 15184
23. den Blaauwen, T.; Fekkes, P.; de Wit, J. G.; Kuiper, W.; Driessen, A. J. Biochemistry 1996, 35, 11994
24. den Blaauwen, T.; van der Wolk, J. P.; van der Does, C.; van Wely, K. H.; Driessen, A. J. FEBS Lett. 1999, 458, 145
25. Schmidt, M.; Ding, H.; Ramamurthy, V.; Mukerji, I.; Oliver, D. J. Biol. Chem. 2000, 275, 15440
26. Keramisanou, D.; Biris, N.; Gelis, I.; Sianidis, G.; Karamanou, S.; Economou, A.; Kalodimos, C. G. Nat. Struct. Mol. Biol. 2006, 13, 594
27. Karamanou, S.; Gouridis, G.; Papanikou, E.; Sianidis, G.; Gelis, I.; Keramisanou, D.; Vrontou, E.; Kalodimos, C. G.; Economou, A. EMBO J. 2007, 26, 2904
28. Vrontou, E.; Karamanou, S.; Baud, C.; Sianidis, G.; Economou, A. J. Biol. Chem. 2004, 279, 22490
29. Osborne, A. R.; Clemons, W. M., Jr.; Rapoport, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 10937
30. Vassylyev, D. G.; Mori, H.; Vassylyeva, M. N.; Tsukazaki, T.; Kimura, Y.; Tahirov, T. H.; Ito, K. J. Mol. Biol. 2006, 364, 248
31. Zimmer, J.; Li, W.; Rapoport, T. A. J. Mol. Biol. 2006, 364, 259
32. Zimmer, J.; Nam, Y.; Rapoport, T. A. Nature 2008, 455, 936
33. Jencks, W. P. Catalysis in chemistry and enzymology; McGraw-Hill: New York, 1969, pp 40, 111-115.
34. Jencks, W. P. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1980, 51, 75
35. Story, R. M.; Li, H.; Abelson, J. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 1465
36. Caruthers, J. M.; McKay, D. B. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 123
37. Singleton, M. R.; Wigley, D. B. J. Bacteriol. 2002, 184, 1819
38. de la Cruz, J.; Kressler, D.; Linder, P. Trends Biochem. Sci. 1999, 24, 192
39. Linder, P.; Lasko, P. F.; Ashburner, M.; Leroy, P.; Nielsen, P. J.; Nishi, K.; Schnier, J.; Slonimski, P. P. Nature 1989, 337, 121
40. Koonin, E. V.; Gorbalenya, A. E. FEBS Lett. 1992, 298, 6
41. Zito, C. R.; Antony, E.; Hunt, J. F.; Oliver, D. B.; Hingorani, M. M. J. Biol. Chem. 2005, 280, 14611
42. Abrahams, J. P.; Leslie, A. G.; Lutter, R.; Walker, J. E. Nature 1994, 370, 621
43. Smith, P. C.; Karpowich, N.; Millen, L.; Moody, J. E.; Rosen, J.; Thomas, P. J.; Hunt, J. F. Mol. Cell 2002, 10, 139
44. Moody, J. E.; Millen, L.; Binns, D.; Hunt, J. F.; Thomas, P. J. J. Biol. Chem. 2002, 277, 21111
45. Chen, J.; Lu, G.; Lin, J.; Davidson, A. L.; Quiocho, F. A. Mol. Cell 2003, 12, 651
46. Khare, D.; Oldham, M. L.; Orelle, C.; Davidson, A. L.; Chen, J. Mol. Cell 2009, 33, 528
47. Walker, J. E.; Saraste, M.; Runswick, M. J.; Gay, N. J. EMBO J. 1982, 1, 945
48. Ramamurthy, V.; Oliver, D. J. Biol. Chem. 1997, 272, 23239
49. Ding, H.; Mukerji, I.; Oliver, D. Biochemistry 2001, 40, 1835
50. van der Does, C.; Manting, E. H.; Kaufmann, A.; Lutz, M.; Driessen, A. J. Biochemistry 1998, 37, 201
51. Economou, A.; Pogliano, J. A.; Beckwith, J.; Oliver, D. B.; Wickner, W. Cell 1995, 83, 1171
52. Weber, J.; Senior, A. E. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1319, 19
53. Shimo-Kon, R.; Muneyuki, E.; Sakai, H.; Adachi, K.; Yoshida, M.; Kinosita, K. Biophys. J. 2010, 98, 1227
54. Rye, H. S.; Burston, S. G.; Fenton, W. A.; Beechem, J. M.; Xu, Z.; Sigler, P. B.; Horwich, A. L. Nature 1997, 388, 792
55. Roseman, A. M.; Chen, S.; White, H.; Braig, K.; Saibil, H. R. Cell 1996, 87, 241
56. Yuan, Y. R.; Blecker, S.; Martsinkevich, O.; Millen, L.; Thomas, P. J.; Hunt, J. F. J. Biol. Chem. 2001, 276, 32313
57. Sharma, S.; Zheng, H.; Huang, Y. J.; Ertekin, A.; Hamuro, Y.; Rossi, P.; Tejero, R.; Acton, T. B.; Xiao, R.; Jiang, M.; Zhao, L.; Ma, L. C.; Swapna, G. V.; Aramini, J. M.; Montelione, G. T. Proteins 2009, 76, 882
58. Sianidis, G.; Karamanou, S.; Vrontou, E.; Boulias, K.; Repanas, K.; Kyrpides, N.; Politou, A. S.; Economou, A. EMBO J. 2001, 20, 961
59. Natale, P.; Swaving, J.; van der Does, C.; de Keyzer, J.; Driessen, A. J. J. Biol. Chem. 2004, 279, 13769
60. Bennett, B. D.; Kimball, E. H.; Gao, M.; Osterhout, R.; Van Dien, S. J.; Rabinowitz, J. D. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 593
61. Chou, Y. T.; Swain, J. F.; Gierasch, L. M. J. Biol. Chem. 2002, 277, 50985
62. Bai, Y.; Englander, J. J.; Mayne, L.; Milne, J. S.; Englander, S. W. Methods Enzymol. 1995, 259, 344
63. Englander, J. J.; Del Mar, C.; Li, W.; Englander, S. W.; Kim, J. S.; Stranz, D. D.; Hamuro, Y.; Woods, V. L., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 7057
64. Ding, H.; Mukerji, I.; Oliver, D. Biochemistry 2003, 42, 13468
65. Papanikou, E.; Karamanou, S.; Economou, A. Nat. Rev. Microbiol. 2007, 5, 839
66. Das, S.; Grady, L. M.; Michtavy, J.; Zhou, Y.; Cohan, F. M.; Hingorani, M. M.; Oliver, D. B. J. Bacteriol. 2012, 194, 2205
67. Caruthers, J. M.; Johnson, E. R.; McKay, D. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13080
68. Liu, H.; Rudolf, J.; Johnson, K. A.; McMahon, S. A.; Oke, M.; Carter, L.; McRobbie, A. M.; Brown, S. E.; Naismith, J. H.; White, M. F. Cell 2008, 133, 801