Diversity and distribution of plant metallothioneins: A review of structure, properties and functions

Metallomics

Volumn 5, Issue 9, 2013, Pages 1146-1169

  Leszczyszyn, Oksana I ^a   Imam, Hasan T ^a   Blindauer, Claudia A ^a  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGICAL PROCESS; EXOGENOUS AGENTS; METAL BINDING; METALLOTHIONEINS; MOLECULAR PROPERTIES; PHYSIOLOGICAL FUNCTIONS; PLANT SURVIVAL; STRUCTURE , PROPERTIES;

CADMIUM; COPPER; LEAD; METALLOTHIONEIN; METALLOTHIONEIN 4A; METALLOTHIONEIN 4B; PLANT METALLOTHIONEIN 4; UNCLASSIFIED DRUG; VEGETABLE PROTEIN; ZINC;

ANGIOSPERM; ARABIDOPSIS THALIANA; AVICENNIA MARINA; BANANA; BARLEY; BIOCHEMICAL COMPOSITION; BIOLOGICAL PHENOMENA AND FUNCTIONS CONCERNING THE ENTIRE ORGANISM; BIOPHYSICS; BRUGUIERA GYMNORRHIZA; CHICKPEA; COLOCASIA ESCULENTA; ELAEIS GUINEENSIS; GENE EXPRESSION; HUMAN; IN VIVO STUDY; KANDELIA CANDEL; METAL BINDING; NOCCAEA CAERULESCENS; NONHUMAN; OAK; PEA; PLANT DEVELOPMENT; PLANT STRUCTURES; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN EXPRESSION; PROTEIN FOLDING; PROTEIN FUNCTION; PROTEIN LOCALIZATION; PROTEIN PROPERTY; PROTEIN STRUCTURE; QUERCUS SUBER; REVIEW; SESAME; SOYBEAN; SPATIAL ANALYSIS; STOICHIOMETRY; SURVIVAL; TEMPORAL ANALYSIS; TRITICUM AESTIVUM; TRITICUM DURUM; VICIA FABA; WATERMELON; WHEAT; YEAST;

AMINO ACID SEQUENCE; GENETIC VARIATION; METALLOTHIONEIN; METALS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR SEQUENCE DATA; PLANT PROTEINS; PLANTS; PROTEIN BINDING; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; SEQUENCE HOMOLOGY, AMINO ACID;

EID: 84882942490     PISSN: 17565901     EISSN: 1756591X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3mt00072a     Document Type: Review

References (130)

1. S. Husted D. P. Persson K. H. Laursen T. H. Hansen P. Pedas M. Schiller J. N. Hegelund J. K. Schjoerring J. Anal. At. Spectrom. 2011 26 52 79
2. Z. L. L. He X. E. Yang P. J. Stoffella J. Trace Elem. Med. Biol. 2005 19 125 140
3. I. Baxter C. Hermans B. Lahner E. Yakubova M. Tikhonova N. Verbruggen D. Y. Chao D. E. Salt PLoS One 2012 7 e35121
4. M. L. Guerinot D. E. Salt Plant Physiol. 2001 125 164 167
5. F. J. Zhao S. P. McGrath Curr. Opin. Plant Biol. 2009 12 373 380
6. C. A. Blindauer R. Schmid Metallomics 2010 2 510 529
7. C. M. Palmer M. L. Guerinot Nat. Chem. Biol. 2009 5 333 340
8. C. A. Blindauer O. I. Leszczyszyn Nat. Prod. Rep. 2010 27 720 741
9. V. H. Hassinen A. I. Tervahauta H. Schat S. O. Karenlampi Plant Biol. 2011 13 225 232
10. L. Hanley-Bowdoin B. G. Lane Eur. J. Biochem. 1983 135 9 15
11. B. Lane R. Kajioka T. Kennedy Biochem. Cell Biol. 1987 65 1001 1005
12. N. J. Robinson A. M. Tommey C. Kuske P. J. Jackson Biochem. J. 1993 295 1 10
13. W. E. Rauser Cell Biochem. Biophys. 1999 31 19 48
14. C. Cobbett P. Goldsbrough Annu. Rev. Plant Biol. 2002 53 159 182
15. E. Freisinger Dalton Trans. 2008 6663 6675
16. E. Freisinger JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2011 16 1035 1045
17. E. Freisinger, in Metal Ions in Life Sciences, ed., A. Sigel, H. Sigel, and, R. K. O. Sigel, Royal Soc Chemistry, Cambridge, UK, 2009, vol. 5, pp. 107-153
18. P. A. Binz and J. H. R. Kägi, in Metallothionein IV, ed., C. D. Klaassen, Birkhäuser Verlag AG, Basel, 1999, pp. 7-13
19. C. A. Blindauer M. D. Harrison J. A. Parkinson A. K. Robinson J. S. Cavet N. J. Robinson P. J. Sadler Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 9593 9598
20. C. A. Blindauer M. T. Razi D. J. Campopiano P. J. Sadler JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2007 12 393 405
21. O. I. Leszczyszyn C. D. Evans S. E. Keiper G. Z. L. Warren C. A. Blindauer Inorg. Chim. Acta 2007 360 3 13
22. I. Kawashima T. D. Kennedy M. Chino B. G. Lane Eur. J. Biochem. 1992 209 971 976
23. N. J. Robinson D. A. Thurman Proc. R. Soc. London, Ser. B 1986 227 493 501
24. J. R. de Miranda M. A. Thomas D. A. Thurman A. B. Tomsett FEBS Lett. 1990 260 277 280
25. I. M. Evans L. N. Gatehouse J. A. Gatehouse N. J. Robinson R. R. D. Croy FEBS Lett. 1990 262 29 32
26. W. J. Guo M. Meetam P. B. Goldsbrough Plant Physiol. 2008 146 1697 1706
27. P. Kille D. R. Winge J. L. Harwood J. Kay FEBS Lett. 1991 295 171 175
28. K. M. Evans J. A. Gatehouse W. P. Lindsay J. Shi A. M. Tommey N. J. Robinson Plant Mol. Biol. 1992 20 1019 1028
29. A. M. Tommey J. Shi W. P. Lindsay P. E. Urwin N. J. Robinson FEBS Lett. 1991 292 48 52
30. S. N. A. Abdullah S. C. Cheah D. J. Murphy Plant Physiol. Biochem. 2002 40 255 263
31. K. J. Waldron J. C. Rutherford D. Ford N. J. Robinson Nature 2009 460 823 830
32. I. D. Rodriguez-Llorente P. Perez-Palacios B. Doukkali M. A. Caviedes E. Pajuelo Plant Sci. 2010 178 327 332
33. J. N. Hegelund M. Schiller T. Kichey T. H. Hansen P. Pedas S. Husted J. K. Schjoerring Plant Physiol. 2012 159 1125 1137
34. M. L. Sereno R. S. Almeida D. S. Nishimura A. Figueira J. Plant Physiol. 2007 164 1499 1515
35. P. Ferraz F. Fidalgo A. Almeida J. Teixeira Plant Physiol. Biochem. 2012 57 254 260
36. N. Gautam P. Verma S. Verma R. Tripathi P. Trivedi B. Adhikari D. Chakrabarty Funct. Integr. Genomics 2012 12 635 647
37. M. A. Pagani M. Tomas J. Carrillo R. Bofill M. Capdevila S. Atrian C. S. Andreo J. Inorg. Biochem. 2012 117 306 315
38. T. Moriguchi M. Kita S. Hisada T. Endo-Inagaki M. Omura Gene 1998 211 221 227
39. P. Liu C.-J. Goh C.-S. Loh E.-C. Pua Physiol. Plant. 2002 114 241 250
40. S. E. Ledger R. C. Gardner Plant Mol. Biol. 1994 25 877 886
41. D. L. E. Waters T. A. Holton E. M. Ableff L. S. Lee R. J. Henry Funct. Integr. Genomics 2005 5 40 58
42. R. Moyle D. J. Fairbairn J. Ripi M. Crowe J. R. Botella J. Exp. Bot. 2005 56 101 112
43. M. Woodhead M. A. Taylor R. Brennan R. J. McNicol H. V. Davies J. Plant Physiol. 1998 153 381 393
44. E. Breeze C. Wagstaff E. Harrison I. Bramke H. Rogers A. Stead B. Thomas V. Buchanan-Wollaston Plant Biotechnol. J. 2004 2 155 168
45. T. L. Reynolds R. L. Crawford Plant Cell Rep. 1997 16 458 463
46. T. L. Reynolds Plant Sci. 2000 150 201 207
47. H. J. Wu Z. H. Zhang J. Y. Wang D. H. Oh M. Dassanayake B. H. Liu Q. F. Huang H. X. Sun R. Xia Y. R. Wu Y. N. Wang Z. Yang Y. Liu W. K. Zhang H. W. Zhang J. F. Chu C. Y. Yan S. Fang J. S. Zhang Y. Q. Wang F. X. Zhang G. D. Wang S. Y. Lee J. M. Cheeseman B. C. Yang B. Li J. M. Min L. F. Yang J. Wang C. C. Chu S. Y. Chen H. J. Bohnert J. K. Zhu X. J. Wang Q. Xie Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 12219 12224
48. H. Collett A. Shen M. Gardner J. M. Farrant K. J. Denby N. Illing Physiol. Plant. 2004 122 39 53
49. D. Winter B. Vinegar H. Nahal R. Ammar G. V. Wilson N. J. Provart PLoS One 2007 2 e718
50. Y. Ren Y. Liu H. Chen G. Li X. Zhang J. Zhao Plant, Cell Environ. 2012 35 770 789
51. C. N. White C. J. Rivin Plant Physiol. 1995 108 831 832
52. G. K. Zhou Y. F. Xu J. Y. Liu J. Plant Physiol. 2005 162 686 696
53. W. J. Guo W. Bundithya P. B. Goldsbrough New Phytol. 2003 159 369 381
54. R. Cozza L. Bruno M. Bitonti Protoplasma 2012 1 9
55. T. Furumoto S. Hata K. Izui Plant Cell Physiol. 2000 41 1200 1209
56. J. T. Samardzic D. B. Nikolic G. S. Timotijevic Z. S. Jovanovic M. D. Milisavljevic V. R. Maksimovic J. Plant Physiol. 2010 167 1407 1411
57. T. Endo T. Shimada H. Fujii T. Moriguchi M. Omura Sci. Hortic. 2007 112 207 214
58. V. Buchanan-Wollaston Plant Physiol. 1994 105 839 846
59. S. J. Reid G. S. Ross Physiol. Plant. 1997 100 183 189
60. H. J. Chen W. C. Hou C. Y. Yang D. J. Huang J. S. Liu Y. H. Lin J. Plant Physiol. 2003 160 547 555
61. J. M. Brkljacic J. T. Samardzic G. S. Timotijevic V. R. Maksimovic J. Plant Physiol. 2004 161 741 746
62. R. Bhalerao J. Keskitalo F. Sterky R. Erlandsson H. Bjorkbacka S. J. Birve J. Karlsson P. Gardestrom P. Gustafsson J. Lundeberg S. Jansson Plant Physiol. 2003 131 430 442
63. A. l. L. Dauch S. H. Jabaji-Hare Phytopathology 2006 96 1116 1123
64. N. Nejat G. Vadamalai M. Dickinson Int. J. Mol. Sci. 2012 13 2301 2313
65. S. Kim I. P. Ahn Y. H. Lee Mol. Plant-Microbe Interact. 2001 14 1340 1346
66. A. K. Chaturvedi A. Mishra V. Tiwari B. Jha Gene 2012 499 280 287
67. C. A. Whitelaw J. A. LeHuquet D. A. Thurman A. B. Tomsett Plant Mol. Biol. 1997 33 503 511
68. B. Usha G. Venkataraman A. Parida Mol. Genet. Genomics 2009 281 99 108
69. B. Usha N. S. Keeran M. Harikrishnan K. Kavitha A. Parida Biol. Plant. 2011 55 119 124
70. V. Omidvar S. N. A. Abdullah A. Izadfard C. L. Ho M. Mahmood Planta 2010 232 925 936
71. V. H. Hassinen M. Tuomainen S. Peraniemi H. Schat S. O. Karenlampi A. I. Tervahauta J. Exp. Bot. 2009 60 187 196
72. N. H. Roosens C. Bernard R. Leplae N. Verbruggen FEBS Lett. 2004 577 9 16
73. N. H. Roosens R. Leplae C. Bernard N. Verbruggen Planta 2005 222 716 729
74. G. Mir J. Domenech G. Huguet W. J. Guo P. Goldsbrough S. Atrian M. Molinas J. Exp. Bot. 2004 55 2483 2493
75. C. Jacob W. Maret B. L. Vallee Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 3489 3494
76. Y. Hathout D. Fabris C. Fenselau Int. J. Mass Spectrom. 2001 204 1 6
77. A. Murphy J. M. Zhou P. B. Goldsbrough L. Taiz Plant Physiol. 1997 113 1293 1301
78. G. Y. Huang Y. S. Wang G. G. Ying J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2011 405 128 132
79. G. Y. Huang Y. S. Wang Aquat. Toxicol. 2010 99 86 92
80. G. Y. Huang Y. S. Wang G. G. Ying A. C. Dang Trees 2012 26 1537 1544
81. Y. O. Kim Y. G. Lee D. H. Patel H. M. Kim S. J. Ahn H. J. Bae J. Plant Res. 2012 125 793 804
82. Y. O. Kim D. H. Patel D. S. Lee Y. Song H. J. Bae Biosci., Biotechnol., Biochem. 2011 75 1912 1920
83. L. R. Fernandez G. Vandenbussche N. Roosens C. Govaerts E. Goormaghtigh N. Verbruggen Biochim. Biophys. Acta, Proteins Proteomics 2012 1824 1016 1023
84. D. E. K. Sutherland M. J. Stillman Metallomics 2011 3 444 463
85. V. Calderone B. Dolderer H. J. Hartmann H. Echner C. Luchinat C. Del Bianco S. Mangani U. Weser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 51 56
86. C. A. Blindauer P. J. Sadler Acc. Chem. Res. 2005 38 62 69
87. D. H. Petering J. Zhu S. Krezoski J. Meeusen C. Kiekenbush S. Krull T. Specher M. Dughish Exp. Biol. Med. 2006 231 1528 1534
88. A. Krezel W. G. Maret JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2008 13 401 409
89. O. I. Leszczyszyn C. A. Blindauer Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 13408 13418
90. A. Krezel W. Maret Biochem. J. 2007 402 551 558
91. R. Bofill M. Capdevila S. Atrian Metallomics 2009 1 229 234
92. E. A. Peroza E. Freisinger JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2007 12 377 391
93. O. I. Leszczyszyn R. Schmid C. A. Blindauer Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2007 68 922 935
94. C. L. Chyan T. T. Lee C. P. Liu Y. C. Yang J. T. Tzen W. M. Chou Biosci., Biotechnol., Biochem. 2005 69 2319 2325
95. C. A. Blindauer M. D. Harrison A. K. Robinson J. A. Parkinson P. W. Bowness P. J. Sadler N. J. Robinson Mol. Microbiol. 2002 45 1421 1432
96. M. Capdevila J. Domenech A. Pagani L. Tio L. Villarreal S. Atrian Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 4618 4622
97. R. Orihuela F. Monteiro A. Pagani M. Capdevila S. Atrian Chem.-Eur. J. 2010 16 12363 12372
98. J. Domenech R. Orihuela G. Mir M. Molinas S. Atrian M. Capdevila JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2007 12 867 882
99. X. Wan E. Freisinger Metallomics 2009 1 489 500
100. X. Wan E. Freisinger Inorg. Chem. 2013 52 785 792
101. J. Domenech G. Mir G. Huguet M. Capdevila M. Molinas S. Atrian Biochimie 2006 88 583 593
102. Z. G. Xiao A. G. Wedd Nat. Prod. Rep. 2010 27 768 789
103. A. W. Foster N. J. Robinson BMC Biol. 2011 9 25
104. K. J. Waldron N. J. Robinson Nat. Rev. Microbiol. 2009 7 25 35
105. O. I. Leszczyszyn S. Zeitoun-Ghandour S. R. Stürzenbaum C. A. Blindauer Chem. Commun. 2011 47 448 450
106. O. Schicht E. Freisinger Inorg. Chim. Acta 2009 362 714 724
107. E. Freisinger Inorg. Chim. Acta 2007 360 369 380
108. M. E. Merrifield J. Chaseley P. Kille M. J. Stillman Chem. Res. Toxicol. 2006 19 365 375
109. C. A. Blindauer J. Inorg. Biochem. 2013 121 145 155
110. R. C. Foley Z. M. Liang K. B. Singh Plant Mol. Biol. 1997 33 583 591
111. A. M. Zimeri O. P. Dhankher B. McCaig R. B. Meagher Plant Mol. Biol. 2005 58 839 855
112. J. Domenech A. Tinti M. Capdevila S. Atrian A. Torreggiani Biopolymers 2007 86 240 248
113. A. Torreggiani J. Domenech R. Orihuela C. Ferreri S. Atrian M. Capdevila C. Chatgilialoglu Chem.-Eur. J. 2009 15 6015 6024
114. K. Bilecen U. H. Oztürk A. D. Duru T. Sutlu M. V. Petoukhov D. I. Svergun M. H. Koch U. O. Sezerman I. Cakmak Z. Sayers J. Biol. Chem. 2005 280 13701 13711
115. C. A. Blindauer J. Inorg. Biochem. 2008 102 507 521
116. E. A. Peroza R. Schmucki P. Güntert E. Freisinger O. Zerbe J. Mol. Biol. 2009 387 207 218
117. J. Loebus E. A. Peroza N. Blüthgen T. Fox W. Meyer-Klaucke O. Zerbe E. Freisinger JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2011 16 683 694
118. T. Pan J. E. Coleman Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990 87 2077 2081
119. E. A. Peroza A. Al Kaabi W. Meyer-Klaucke G. Wellenreuther E. Freisinger J. Inorg. Biochem. 2009 103 342 353
120. O. I. Leszczyszyn C. R. J. White C. A. Blindauer Mol. BioSyst. 2010 6 1592 1603
121. R. A. Bradshaw W. W. Brickey K. W. Walker Trends Biochem. Sci. 1998 23 263 267
122. A. T. Miles G. M. Hawksworth J. H. Beattie V. Rodilla Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2000 35 35 70
123. J. M. Farrant J. P. Moore Curr. Opin. Plant Biol. 2011 14 340 345
124. S. Conn M. Gilliham Ann. Bot. 2010 105 1081 1102
125. A. Hartwig Antioxid. Redox Signaling 2001 3 625 634
126. K. Vogel-Mikus I. Arcon A. Kodre Plant Soil 2010 331 439 451
127. B. Tauris S. Borg P. L. Gregersen P. B. Holm J. Exp. Bot. 2009 60 1333 1347
128. N. Ahsan T. Nakamura S. Komatsu Amino Acids 2012 42 317 327
129. J. R. Peralta-Videa M. L. Lopez M. Narayan G. Saupe J. Gardea-Torresdey Int. J. Biochem. Cell Biol. 2009 41 1665 1677
130. K. Akashi N. Nishimura Y. Ishida A. Yokota Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004 323 72 78