Precision vs Flexibility in GPCR signaling

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 33, 2013, Pages 12305-12312

  Elgeti, Matthias ^a   Rose, Alexander S ^a   Bartl, Franz J ^a,b   Hildebrand, Peter W ^a   Hofmann, Klaus Peter ^a,b   Heck, Martin ^a  

^a CHARITÉ UNIVERSITÄTSMEDIZIN BERLIN   (Germany)

^b HUMBOLDT UNIVERSITY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONFORMATIONAL SPACE; CONFORMATIONAL SUBSTATES; DIFFERENT EFFECTS; G-PROTEIN COUPLED RECEPTORS; HETEROTRIMERIC G PROTEINS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; SYNTHETIC PEPTIDE; TRANSMEMBRANE HELICES;

AMINO ACIDS; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR DYNAMICS;

PROTEINS;

G PROTEIN COUPLED RECEPTOR; RHODOPSIN; TRANSDUCIN;

ACCURACY; ANIMAL TISSUE; ARTICLE; CRYSTAL STRUCTURE; FOURIER TRANSFORM INFRARED PHOTOACOUSTIC SPECTROSCOPY; MOLECULAR DOCKING; MOLECULAR DYNAMICS; NONHUMAN; PROTEIN STRUCTURE; SIGNAL TRANSDUCTION; SYNTHESIS;

AMINO ACID SEQUENCE; ANIMALS; BINDING SITES; CATTLE; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; MUTAGENESIS, SITE-DIRECTED; MUTATION; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN CONFORMATION; RHODOPSIN; SIGNAL TRANSDUCTION; SPECTROSCOPY, FOURIER TRANSFORM INFRARED; TRANSDUCIN;

EID: 84883072253     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja405133k     Document Type: Article

References (58)

1. Hepler, J. R.; Gilman, A. G. Trends Biochem. Sci. 1992, 17, 383-7
2. Rosenbaum, D. M.; Rasmussen, S. G. F.; Kobilka, B. K. Nature 2009, 459, 356-63
3. Katritch, V.; Cherezov, V.; Stevens, R. C. Trends Pharmacol. Sci. 2012, 33, 17-27
4. Farrens, D. L.; Altenbach, C.; Yang, K.; Hubbell, W. L.; Khorana, H. G. Science 1996, 274, 768-70
5. Altenbach, C.; Kusnetzow, A. K.; Ernst, O. P.; Hofmann, K. P.; Hubbell, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 7439-44
6. Deupi, X.; Kobilka, B. K. Physiology 2010, 25, 293-303
7. Hofmann, K. P.; Scheerer, P.; Hildebrand, P. W.; Choe, H.-W.; Park, J. H.; Heck, M.; Ernst, O. P. Trends Biochem. Sci. 2009, 34, 540-52
8. Franke, R. R.; Konig, B.; Sakmar, T. P.; Khorana, H. G.; Hofmann, K. P.; König, B. Science 1990, 250, 123-5
9. Ernst, O. P.; Hofmann, K. P.; Sakmar, T. P. J. Biol. Chem. 1995, 270, 10580-6
10. Scheerer, P.; Park, J. H.; Hildebrand, P. W.; Kim, Y. J.; Krauss, N.; Choe, H.-W.; Hofmann, K. P.; Ernst, O. P. Nature 2008, 455, 497-502
11. Tate, C. G.; Schertler, G. F. Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 19, 386-395
12. Rasmussen, S. G. F.; DeVree, B. T.; Zou, Y.; Kruse, A. C.; Chung, K. Y.; Kobilka, T. S.; Thian, F. S.; Chae, P. S.; Pardon, E.; Calinski, D.; Mathiesen, J. M.; Shah, S. T. A.; Lyons, J. A.; Caffrey, M.; Gellman, S. H.; Steyaert, J.; Skiniotis, G.; Weis, W. I.; Sunahara, R. K.; Kobilka, B. K. Nature 2011, 477, 549-55
13. Rasmussen, S. G. F.; Choi, H.-J.; Fung, J. J.; Pardon, E.; Casarosa, P.; Chae, P. S.; Devree, B. T.; Rosenbaum, D. M.; Thian, F. S.; Kobilka, T. S.; Schnapp, A.; Konetzki, I.; Sunahara, R. K.; Gellman, S. H.; Pautsch, A.; Steyaert, J.; Weis, W. I.; Kobilka, B. K. Nature 2011, 469, 175-80
14. Wright, P. E.; Dyson, H. J. J. Mol. Biol. 1999, 293, 321-31
15. Papermaster, D. S. Methods Enzymol. 1982, 81, 48-52
16. Kisselev, O. G.; Downs, M. A. Biochemistry 2006, 45, 9386-92
17. Elgeti, M.; Kazmin, R.; Heck, M.; Morizumi, T.; Ritter, E.; Scheerer, P.; Ernst, O. P.; Siebert, F.; Hofmann, K. P.; Bartl, F. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7159-65
18. Elgeti, M.; Ritter, E.; Bartl, F. J. Z. Phys. Chem. 2008, 222, 1117-1129
19. Vogel, R.; Siebert, F. J. Biol. Chem. 2001, 276, 38487-93
20. Mahalingam, M.; Martínez-Mayorga, K.; Brown, M. F.; Vogel, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 17795-800
21. Ye, S.; Zaitseva, E.; Caltabiano, G.; Schertler, G. F. X.; Sakmar, T. P.; Deupi, X.; Vogel, R. Nature 2010, 464, 1386-9
22. Zaitseva, E.; Brown, M. F.; Vogel, R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4815-21
23. Fahmy, K.; Jäger, F.; Beck, M.; Zvyaga, T. A.; Sakmar, T. P.; Siebert, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 10206
24. Kisselev, O. G.; Meyer, C. K.; Heck, M.; Ernst, O. P.; Hofmann, K. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 4898-4903
25. Nishimura, S.; Kandori, H.; Maeda, A. Biochemistry 1998, 37, 15816-24
26. Bartl, F. J.; Ritter, E.; Hofmann, K. P. FEBS Lett. 2000, 473, 259-64
27. Vogel, R.; Martell, S.; Mahalingam, M.; Engelhard, M.; Siebert, F. J. Mol. Biol. 2007, 366, 1580-8
28. Choe, H.-W.; Kim, Y. J.; Park, J. H.; Morizumi, T.; Pai, E. F.; Krauss, N.; Hofmann, K. P.; Scheerer, P.; Ernst, O. P. Nature 2011, 471, 651-5
29. Barth, A. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1767, 1073-101
30. Goormaghtigh, E.; Cabiaux, V.; Ruysschaert, J. M. Subcell. Biochem. 1994, 23, 405-50
31. Provasi, D.; Filizola, M. Biophys. J. 2010, 98, 2347-55
32. Okada, T.; Sugihara, M.; Bondar, A.-N.; Elstner, M.; Entel, P.; Buss, V. J. Mol. Biol. 2004, 342, 571-83
33. Frauenfelder, H.; Sligar, S.; Wolynes, P. Science 1991, 254, 1598-1603
34. Frauenfelder, H.; Chen, G.; Berendzen, J.; Fenimore, P. W.; Jansson, H.; McMahon, B. H.; Stroe, I. R.; Swenson, J.; Young, R. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 5129-34
35. Henzler-Wildman, K.; Kern, D. Nature 2007, 450, 964-72
36. Okada, T.; Ernst, O. P.; Palczewski, K.; Hofmann, K. P. Trends Biochem. Sci. 2001, 26, 318-24
37. Knierim, B.; Hofmann, K. P.; Ernst, O. P.; Hubbell, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 20290-5
38. Robinson, P. R.; Cohen, G. B.; Zhukovsky, E. A.; Oprian, D. D. Neuron 1992, 9, 719-25
39. Kisselev, O. G.; Kao, J.; Ponder, J. W.; Fann, Y. C.; Gautam, N.; Marshall, G. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 4270
40. Park, J. H.; Scheerer, P.; Hofmann, K. P.; Choe, H.-W.; Ernst, O. P. Nature 2008, 454, 183-7
41. Altenbach, C.; Yang, K.; Farrens, D. L.; Farahbakhsh, Z. T.; Khorana, H. G.; Hubbell, W. L. Biochemistry 1996, 35, 12470-8
42. Jaakola, V.-P.; Prilusky, J.; Sussman, J. L.; Goldman, A. Protein Eng., Des Sel. 2005, 18, 103-10
43. Lambright, D. G.; Sondek, J.; Bohm, A.; Skiba, N. P.; Hamm, H. E.; Sigler, P. B. Nature 1996, 379, 311-9
44. Ubbink, M. FEBS Lett. 2009, 583, 1060-6
45. Orban, T.; Jastrzebska, B.; Gupta, S.; Wang, B.; Miyagi, M.; Chance, M. R.; Palczewski, K. Structure 2012, 20, 826-40
46. Csermely, P.; Palotai, R.; Nussinov, R. Trends Biochem. Sci. 2010, 35, 539-46
47. Ma, B.; Kumar, S.; Tsai, C.-J.; Nussinov, R. Protein Eng. 1999, 12, 713-20
48. Herrmann, R.; Heck, M.; Henklein, P.; Henklein, P.; Kleuss, C.; Hofmann, K. P.; Ernst, O. P. J. Biol. Chem. 2004, 279, 24283-90
49. Lehmann, N.; Alexiev, U.; Fahmy, K. J. Mol. Biol. 2007, 366, 1129-41
50. Fritze, O.; Filipek, S.; Kuksa, V.; Palczewski, K.; Hofmann, K. P.; Ernst, O. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 2290-5
51. Ernst, O. P.; Gramse, V.; Kolbe, M.; Hofmann, K. P.; Heck, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 10859-64
52. Whorton, M. R.; Bokoch, M. P.; Rasmussen, S. G. F.; Huang, B.; Zare, R. N.; Kobilka, B.; Sunahara, R. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 7682-7
53. Jastrzebska, B.; Ringler, P.; Lodowski, D. T.; Moiseenkova-Bell, V.; Golczak, M.; Müller, S. A.; Palczewski, K.; Engel, A. J. Struct. Biol. 2011, 176, 387-94
54. Heck, M.; Hofmann, K. P. J. Biol. Chem. 2001, 276, 10000-9
55. Scheerer, P.; Heck, M.; Goede, A.; Park, J. H.; Choe, H.-W.; Ernst, O. P.; Hofmann, K. P.; Hildebrand, P. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 10660-10665
56. Shoemaker, B. A.; Portman, J. J.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8868-73
57. Chung, K. Y.; Rasmussen, S. G. F.; Liu, T.; Li, S.; DeVree, B. T.; Chae, P. S.; Calinski, D.; Kobilka, B. K.; Woods, V. L.; Sunahara, R. K. Nature 2011, 477, 611-5
58. Preininger, A. M.; Meiler, J.; Hamm, H. E. J. Mol. Biol. 2013, 425, 2288-98