Stability mechanisms of laccase isoforms using a modified FoldX protocol applicable to widely different proteins

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 7, 2013, Pages 3210-3223

  Christensen, Niels J ^a   Kepp, Kasper P ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84880023622     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct4002152     Document Type: Article

References (101)

1. Robertson, A. D.; Murphy, K. P. Chem. Rev. 1997, 97, 1251-1268
2. Vogt, G.; Argos, P. Folding Des. 1997, 2 (Supplement 1) S40-S46
3. Kumar, S.; Tsai, C.-J.; Nussinov, R. Protein Eng. 2000, 13, 179-191
4. Jaenicke, R.; Böhm, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 1998, 8, 738-748
5. Vieille, C.; Zeikus, G. J. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2001, 65, 1-43
6. Schoemaker, H. E.; Mink, D.; Wubbolts, M. G. Science 2003, 299, 1694-1697
7. Schmid, A.; Dordick, J. S.; Hauer, B.; Kiener, A.; Wubbolts, M.; Witholt, B. Nature 2001, 409, 258-268
8. Arnold, F. H.; Wintrode, P. L.; Miyazaki, K.; Gershenson, A. Trends Biochem. Sci. 2001, 26, 100-106
9. Romero, P. A.; Arnold, F. H. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 866-876
10. Matsui, I.; Harata, K. FEBS J. 2007, 274, 4012-4022
11. Chen, J.; Stites, W. E. Biochemistry 2001, 40, 15280-15289
12. Trevino, S. R.; Schaefer, S.; Scholtz, J. M.; Pace, C. N. J. Mol. Biol. 2007, 373, 211-218
13. Fu, H.; Grimsley, G. R.; Razvi, A.; Scholtz, J. M.; Pace, C. N. Proteins 2009, 77, 491-498
14. Solá, R.; Rodríguez-Martínez, J.; Griebenow, K. Cell. Mol. Life Sci. 2007, 64, 2133-2152
15. Walsh, C. T.; Garneau-Tsodikova, S.; Gatto, G. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2005, 44, 7342-7372
16. Tokuriki, N.; Stricher, F.; Serrano, L.; Tawfik, D. S. PLoS. Comput. Biol. 2008, 4 (2) e1000002 10.1371/journal.pcbi.1000002 (Pubitemid 351328489)
17. Bornscheuer, U. T.; Pohl, M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 137-143
18. Eijsink, V. G.; Bjørk, A.; GaÌŠseidnes, S.; SirevaÌŠg, R.; Synstad, B.; van den Burg, B.; Vriend, G. J. Biotechnol. 2004, 113, 105-20
19. Mark, A. E.; Van Gunsteren, W. F. J. Mol. Biol. 1994, 240, 167-176
20. Patrick Brady, G.; Sharp, K. A. J. Mol. Biol. 1995, 254, 77-85
21. Patrick Brady, G.; Szabo, A.; Sharp, K. A. J. Mol. Biol. 1996, 263, 123-125
22. Noskov, S. Y.; Lim, C. Biophys. J. 2001, 81, 737-750
23. Potapov, V.; Cohen, M.; Schreiber, G. Protein Engin. Des. Select. 2009, 22, 553-560
24. Guerois, R.; Nielsen, J. E.; Serrano, L. J. Mol. Biol. 2002, 320, 369-387
25. Khan, S.; Vihinen, M. Hum. Mutat. 2010, 31, 675-684
26. Christensen, N. J.; Kepp, K. P. J. Chem. Inf. Model. 2012, 52, 3028-3042
27. Koschorreck, K.; Richter, S. M.; Swierczek, A.; Beifuss, U.; Schmid, R. D.; Urlacher, V. B. Arch. Biochem. Biophys. 2008, 474, 213-219
28. Nakamura, K.; Go, N. Cell. Mol. Life Sci. 2005, 62, 2050-2066
29. Dwivedi, U. N.; Singh, P.; Pandey, V. P.; Kumar, A. J. Mol. Catal. B 2011, 68, 117-128
30. Mot, A. C.; Silaghi-Dumirescu, R. Biochemistry 2012, 77, 1395-1407
31. Quintanar, L.; Stoj, C.; Taylor, A. B.; Hart, P. J.; Kosman, D. J.; Solomon, E. I. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 445-452
32. Sirim, D.; Wagner, F.; Wang, L.; Schmid, R. D.; Pleiss, J. Database 2011, 10.1093/database/bar006
33. Rodríguez, C. S.; Herrera, J. L. T. Biotechnol. Adv. 2006, 24, 500-513
34. Mayer, A. M.; Staples, R. C. Phytochemistry 2002, 60, 551-565
35. Piscitelli, A.; Del Vecchio, C.; Faraco, V.; Giardina, P.; Macellaro, G.; Miele, A.; Pezzella, C.; Sannia, G. C. R. Biol. 2011, 334, 789-794
36. Wesenberg, D.; Kyriakides, I.; Agathos, S. N. Biotechnol. Adv. 2003, 22, 161-187
37. Stoilova, I.; Krastanov, A.; Stanchev, V. Adv. Biosci. Biotechnol. 2010, 1, 208-215
38. Madhavi, V.; Lele, S. S. Bioresources 2009, 4, 1694-1717
39. Necochea, R.; Valderrama, B.; Díaz-Sandoval, S.; Folch-Mallol, J. L.; Vázquez-Duhalt, R.; Iturriaga, G. FEMS Microbiol. Lett. 2005, 244, 235-241
40. Mikuni, J.; Morohoshi, N. FEMS Microbiol. Lett. 1997, 155, 79-84
41. Jönsson, L.; Sjöström, K.; Häggström, I.; Nyman, P. O. Biochim. Biophys. Acta, Protein Struct. Mol. Enzymol. 1995, 1251, 210-215
42. Olsson, M. H. M.; Søndergaard, C. R.; Rostkowski, M.; Jensen, J. H. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 525-537
43. Khatun, J.; Khare, S. D.; Dokholyan, N. V. J. Mol. Biol. 2004, 336, 1223-1238
44. Benson, D. A.; Karsch-Mizrachi, I.; Lipman, D. J.; Ostell, J.; Wheeler, D. L. Nucleic Acids Res. 2005, 33, 34-38
45. Bernstein, F. C.; Koetzle, T. F.; Williams, G. J. B.; Meyer, E. F., Jr.; Brice, M. D.; Rodgers, J. R.; Kennard, O.; Shimanouchi, T.; Tasumi, M. J. Mol. Biol. 1977, 112, 535-542
46. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235-242
47. Piontek, K.; Antorini, M.; Choinowski, T. J. Biol. Chem. 2002, 277, 37663-37669
48. Bertrand, T.; Jolivalt, C.; Briozzo, P.; Caminade, E.; Joly, N.; Madzak, C.; Mougin, C. Biochemistry 2002, 41, 7325-7333
49. Polyakov, K. M.; Fedorova, T. V.; Stepanova, E. V.; Cherkashin, E. A.; Kurzeev, S. A.; Strokopytov, B. V.; Lamzin, V. S.; Koroleva, O. V. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2009, 65, 611-617
50. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
51. Pieper, U.; Eswar, N.; Braberg, H.; Madhusudhan, M. S.; Davis, F. P.; Stuart, A. C.; Mirkovic, N.; Rossi, A.; Marti-Renom, M. A.; Fiser, A.; Webb, B.; Greenblatt, D.; Huang, C. C.; Ferrin, T. E.; Sali, A. Nucleic Acids Res. 2004, 32, D217-D222
52. Russell, R. B.; Barton, G. J. Proteins 1992, 14, 309-323
53. Roberts, E.; Eargle, J.; Wright, D.; Luthey-Schulten, Z. BMC Bioinf. 2006, 7, 382
54. Kelley, L. A.; Sternberg, M. J. E. Nat. Protocols 2009, 4, 363-371
55. Maestro, version 9.2; Schrödinger, LLC: New York, 2011.
56. Maestro-Desmond Interoperability Tools, version 3.0; Schrödinger: New York, 2011.
57. Shleev, S. V.; Morozova, O. V.; Nikitina, O. V.; Gorshina, E. S.; Rusinova, T. V.; Serezhenkov, V. A.; Burbaev, D. S.; Gazaryan, I. G.; Yaropolov, A. I. Biochimie 2004, 86, 693-703
58. Desmond Molecular Dynamics System, version 3.0; D. E. Shaw Research: New York, 2011.
59. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
60. Nose, S. J. Chem. Phys. 1984, 81, 511-519
61. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695-1697
62. Martyna, G. J.; Tobias, D. J.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1994, 101, 4177-4189
63. Tuckerman, M.; Berne, B. J.; Martyna, G. J. J. Chem. Phys. 1992, 97, 1990-2001
64. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593
65. Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2773-2781
66. Banks, J. L.; Beard, H. S.; Cao, Y.; Cho, A. E.; Damm, W.; Farid, R.; Felts, A. K.; Halgren, T. A.; Mainz, D. T.; Maple, J. R.; Murphy, R.; Philipp, D. M.; Repasky, M. P.; Zhang, L. Y.; Berne, B. J.; Friesner, R. A.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1752-1780
67. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
68. Jensen, K. P.; Jorgensen, W. L. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1499-1509
69. Sedlák, E.; Stagg, L.; Wittung-Stafshede, P. Arch. Biochem. Biophys. 2008, 479, 69-73
70. Tadeo, X.; López-Méndez, B.; Castaño, D.; Trigueros, T.; Millet, O. Biophys. J. 2009, 97, 2595-2603
71. Baldwin, R. L. Biophys. J. 1996, 71, 2056-2063
72. Vogel, R.; fan, G. B.; Sheves, M.; Siebert, F. Biochemistry 2001, 40, 483-493
73. Jensen, K. P. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1820-1827
74. Christensen, N. J.; Kepp, K. P. PLoS ONE 2013, 8, e61985
75. Kallio, J. P.; Gasparetti, C.; Andberg, M.; Boer, H.; Koivula, A.; Kruus, K.; Rouvinen, J.; Hakulinen, N. FEBS J. 2011, 278, 2283-2295
76. Watanabe, K.; Kitamura, K.; Suzuki, Y. Appl. Environ. Microbiol. 1996, 62, 2066-2073
77. Suzuki, Y.; Oishi, K.; Nakano, H.; Nagayama, T. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1987, 26, 546-551
78. Bleve, G.; Lezzi, C.; Spagnolo, S.; Tasco, G.; Tufariello, M.; Casadio, R.; Mita, G.; Rampino, P.; Grieco, F. Protein Eng., Des. Sel. 2013, 26, 1-13
79. Hakulinen, N.; Kiiskinen, L. L.; Kruus, K.; Saloheimo, M.; Paananen, A.; Koivula, A.; Rouvinen, J. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 601-605
80. Gelo-Pujic, M.; Kim, H. H.; Butlin, N. G.; Palmore, G. T. Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65, 5515-5521
81. Robert, V.; Mekmouche, Y.; Pailley, P.; Tron, T. Curr. Genomics 2011, 12, 123-129
82. Pegasova, T. V.; Zwart, P.; Koroleva, O. V.; Stepanova, E. V.; Rebrikov, D. V.; Lamzin, V. S. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2003, 59, 1459-1461
83. Necochea, R.; Valderrama, B.; Díaz-Sandoval, S.; Folch-Mallol, J. L.; Vázquez-Duhalt, R.; Iturriaga, G. FEMS Microbiol. Lett. 2005, 244, 235-241
84. Mikuni, J.; Morohoshi, N. FEMS Microbiol. Lett. 1997, 155, 79-84
85. Jönsson, L.; Sjöström, K.; Häggström, I.; Nyman, P. O. BBA, Biochim. Biophys. Acta, Protein. Struct. Mol. Enzymol. 1995, 1251, 210-215
86. Hildén, K.; Mäkelä, M.; Lundell, T.; Kuuskeri, J.; Chernykh, A.; Golovleva, L.; Archer, D.; Hatakka, A. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013, 97, 1589-1599
87. Dedeyan, B.; Klonowska, A.; Tagger, S.; Tron, T.; Iacazio, G.; Gil, G.; Le Petit, J. Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, 925-929
88. Coll, P. M.; Tabernero, C.; Santamaría, R.; Pérez, P. Appl. Environ. Microb. 1993, 59, 4129-4135
89. Giardina, P.; Cannio, R.; Martirani, L.; Marzullo, L.; Palmieri, G.; Sannia, G. Appl. Environ. Microbiol. 1995, 61, 2408-2413
90. Giardina, P.; Aurilia, V.; Cannio, R.; Marzullo, L.; Amoresano, A.; Siciliano, R.; Pucci, P.; Sannia, G. Eur. J. Biochem. 1996, 235, 508-515
91. Pezzella, C.; Autore, F.; Giardina, P.; Piscitelli, A.; Sannia, G.; Faraco, V. Curr. Genet. 2009, 55, 45-57
92. Giardina, P.; Palmieri, G.; Scaloni, A.; Fontanella, B.; Faraco, V.; Cennamo, G.; Sannia, G. Biochem. J. 1999, 341, 655-663
93. Janusz, G.; Mazur, A.; Checinsks, A.; Malek, W.; Rogalski, J.; Ohga, S. J. Fac. Agric., Kyushu Univ. 2012, 57, 41-49
94. Ferraroni, M.; Matera, I.; Chernykh, A.; Kolomytseva, M.; Golovleva, L. A.; Scozzafava, A.; Briganti, F. J. Inorg. Biochem. 2012, 111, 203-209
95. Garavaglia, S.; Teresa Cambria, M.; Miglio, M.; Ragusa, S.; Iacobazzi, V.; Palmieri, F.; D'Ambrosio, C.; Scaloni, A.; Rizzi, M. J. Mol. Biol. 2004, 342, 1519-1531
96. Ducros, V.; Brzozowski, A. M.; Wilson, K. S.; Ostergaard, P.; Schneider, P.; Svendson, A.; Davies, G. J. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2001, 57, 333-336
97. De la Mora, E.; Lovett, J. E.; Blanford, C. F.; Garman, E. F.; Valderrama, B.; Rudino-Pinera, E. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2012, 68, 564-577
98. Galhaup, C.; Goller, S.; Peterbauer, C. K.; Strauss, J.; Haltrich, D. Microbiology 2002, 148, 2159-2169
99. Dantán-González, E.; Vite-Vallejo, O.; Martínez- Anaya, C.; Méndez-Sánchez, M.; González, M. C.; Palomares, L. A.; Folch-Mallol, J. Int. Microbiol. 2008, 11, 163-169
100. Pezzella, C.; Autore, F.; Giardina, P.; Piscitelli, A.; Sannia, G.; Faraco, V. Curr. Genet. 2009, 55, 45-57
101. Beadle, B. M.; Shoichet, B. K. J. Mol. Biol. 2002, 321, 285-296