Increased dynamic effects in a catalytically compromised variant of escherichia coli dihydrofolate reductase

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 49, 2013, Pages 18689-18696

  Ruiz Pernia, J Javier ^a   Luk, Louis Y P ^b   García Meseguer, Rafael ^c   Martí, Sergio ^a   Loveridge, E Joel ^b   Tuñón, Iñaki ^c   Moliner, Vicent ^a   Allemann, Rudolf K ^b  

^a UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

^b CARDIFF UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c UNIVERSITY OF VALENCIA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYZED REACTIONS; CHEMICAL COORDINATES; DIHYDROFOLATE REDUCTASE; DIVIDING SURFACES; DYNAMIC COUPLINGS; FEMTOSECOND TIME SCALE; HYDROGEN TRANSFER; ISOTOPIC SUBSTITUTION;

ESCHERICHIA COLI; RATE CONSTANTS;

CATALYSIS;

CARBON 13; DEUTERIUM; DIHYDROFOLATE REDUCTASE; DIHYDROFOLIC ACID; ISOTOPE; NITROGEN 15; TETRAHYDROFOLIC ACID;

ARTICLE; BACTERIAL MUTATION; CATALYSIS; ENERGY; ESCHERICHIA COLI; MOLECULAR DYNAMICS; MOTION; PROTON TRANSPORT; SUBSTITUTION REACTION; TEMPERATURE DEPENDENCE;

BIOCATALYSIS; ESCHERICHIA COLI; TETRAHYDROFOLATE DEHYDROGENASE;

EID: 84890500765     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja410519h     Document Type: Article

References (53)

1. Warshel, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81, 444-448
2. Nagel, Z. D.; Klinman, J. P. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 543-550
3. Antoniou, D.; Caratzoulas, S.; Kalyanaraman, C.; Mincer, J. S.; Schwartz, S. D. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 3103-3112
4. Scrutton, N. S.; Basran, J.; Sutcliffe, M. J. Eur. J. Biochem. 1999, 264, 666-671
5. Allemann, R. K.; Evans, R. M.; Loveridge, E. J. Biochem. Soc. Trans. 2009, 37, 349-353
6. Sikorski, R. S.; Wang, L.; Markham, K. A.; Rajagopalan, P. T. R.; Benkovic, S. J.; Kohen, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4778-4779
7. Wang, L.; Tharp, S.; Selzer, T.; Benkovic, S. J.; Kohen, A. Biochemistry 2006, 45, 1383-1392
8. Anandarajah, K.; Schowen, K. B.; Schowen, R. L. Z. Phys. Chem. 2008, 222, 1333-1347
9. Hay, S.; Pudney, C. R.; Scrutton, N. S. FEBS J. 2009, 276, 3930-3941
10. Chowdhury, S.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5417-5418
11. Heyes, D. J.; Sakuma, M.; de Visser, S. P.; Scrutton, N. S. J. Biol. Chem. 2009, 284, 3762-3767
12. Henzler-Wildman, K.; Kern, D. Nature 2007, 450, 964-972
13. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598-1603
14. Henzler-Wildman, K. A.; Lei, M.; Thai, V.; Kerns, S. J.; Karplus, M.; Kern, D. Nature 2007, 450, 913-916
15. Pineda, J. R. E. T.; Antoniou, D.; Schwartz, S. D. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15985-15990
16. Liu, H. B.; Warshel, A. Biochemistry 2007, 46, 6011-6025
17. Pisliakov, A. V; Cao, J.; Kamerlin, S. C. L.; Warshel, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 17359-17364
18. Glowacki, D. R.; Harvey, J. N.; Mulholland, A. J. Nat. Chem. 2012, 4, 169-176
19. Roca, M.; Oliva, M.; Castillo, R.; Moliner, V.; Tunon, I. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 11399-11411
20. Ruiz-Pernia, J. J.; Tunon, I.; Moliner, V.; Hynes, J. T.; Roca, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7477-7488
21. Doll, K. M.; Finke, R. G. Inorg. Chem. 2003, 42, 4849-4856
22. Doll, K. M.; Bender, B. R.; Finke, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10877-10884
23. Loveridge, E. J.; Allemann, R. K. Biochemistry 2010, 49, 5390-5396
24. Loveridge, E. J.; Tey, L. H.; Allemann, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1137-1143
25. Loveridge, E. J.; Allemann, R. K. ChemBioChem 2011, 12, 1258-1262
26. Loveridge, E. J.; Tey, L.-H.; Behiry, E. M.; Dawson, W. M.; Evans, R. M.; Whittaker, S. B.-M.; Guenther, U. L.; Williams, C.; Crump, M. P.; Allemann, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20561-20570
27. Loveridge, E. J.; Behiry, E. M.; Guo, J.; Allemann, R. K. Nat. Chem. 2012, 4, 292-297
28. Luk, L. Y. P.; Ruiz-Pernia, J. J.; Dawson, W. M.; Roca, M.; Loveridge, E. J.; Glowacki, D. R.; Harvey, J. N.; Mulholland, A. J.; Tuñón, I.; Moliner, V.; Allemann, R. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 16344-16349
29. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Science 2003, 301 (80) 1196-1202
30. Nashine, V. C.; Hammes-Schiffer, S.; Benkovic, S. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2010, 14, 644-651
31. Liu, H. B.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7852-7861
32. Khavrutskii, I. V; Price, D. J.; Lee, J.; Brooks, C. L. Protein Sci. 2007, 16, 1087-1100
33. Boehr, D. D.; McElheny, D.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Science 2006, 313, 1638-1642
34. Sawaya, M. R.; Kraut, J. Biochemistry 1997, 36, 586-603
35. Fierke, C. A.; Johnson, K. A.; Benkovic, S. J. Biochemistry 1987, 26, 4085-4092
36. Bhabha, G.; Lee, J.; Ekiert, D. C.; Gam, J.; Wilson, I. A.; Dyson, H. J.; Benkovic, S. J.; Wright, P. E. Science 2011, 332, 234-238
37. Adamczyk, A. J.; Cao, J.; Kamerlin, S. C. L.; Warshel, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 14115-14120
38. Dametto, M.; Antoniou, D.; Schwartz, S. D. Mol. Phys. 2012, 110, 531-536
39. Born, M.; Oppenheimer, J. R. Ann. Phys. 1927, 389, 457-484
40. Kipp, D. R.; Silva, R. G.; Schramm, V. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19358-19361
41. Silva, R. G.; Murkin, A. S.; Schramm, V. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 18661-18665
42. Pudney, C. R.; Guerriero, A.; Baxter, N. J.; Johannissen, L. O.; Waltho, J. P.; Hay, S.; Scrutton, N. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2512-2517
43. Toney, M. D.; Castro, J. N.; Addington, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2509-2511
44. Venkitakrishnan, R. P.; Zaborowski, E.; McElheny, D.; Benkovic, S. J.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Biochemistry 2005, 44, 5948
45. Glasstone, S.; Laidler, K. J.; Eyring, H. The theory of rate processes: the kinetics of chemical reactions, viscosity, diffusion and electrochemical phenomena; McGraw-Hill: New York, 1941.
46. Keck, J. C. Adv. Chem. Phys. 1967, 13, 85-121
47. Truhlar, D. G.; Garrett, B. C.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12771-12800
48. Alhambra, C.; Corchado, J.; Sanchez, M. L.; Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11326-11340
49. García-Meseguer, R.; Martí, S.; Ruiz-Pernía, J. J.; Moliner, V.; Tuñón, I. Nat Chem 2013, 5, 566-571
50. Marcus, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155-196
51. Garcia-Viloca, M.; Truhlar, D. G.; Gao, J. Biochemistry 2003, 42, 13558-13575
52. Liu, C. T.; Hanoian, P.; French, J. B.; Pringle, T. H.; Hammes-Schiffer, S.; Benkovic, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 10159-10164
53. Van den Bedem, H.; Bhabha, G.; Yang, K.; Wright, P. E.; Fraser, J. S. Nat. Methods 2013, 10, 896-902