Calcium inhibition of ribonuclease H1 two-metal ion catalysis

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 8, 2014, Pages 3137-3144

  Rosta, Edina ^a,b   Yang, Wei ^a   Hummer, Gerhard ^a,c  

^a NATIONAL INSTITUTE OF DIABETES AND DIGESTIVE AND KIDNEY DISEASES   (United States)

^b KING'S COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^c MAX PLANCK INSTITUTE OF BIOPHYSICS   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING AFFINITIES; CALCIUM INHIBITION; CATALYZED REACTIONS; ENZYMATIC ACTIVITIES; FREE-ENERGY CALCULATIONS; GEOMETRIC CHANGES; OPTIMIZED STRUCTURES; TRANSFER REACTION;

BINDING ENERGY; CATALYSIS; CATALYST ACTIVITY; METAL IONS; NUCLEIC ACIDS; NUCLEOPHILES; NUCLEOTIDES; OPTIMIZATION;

CALCIUM;

CALCIUM; MAGNESIUM; NUCLEIC ACID; NUCLEOPHILE; OXYGEN; PHOSPHATE; RIBONUCLEASE H; WATER; RIBONUCLEASE HI;

ARTICLE; CATALYSIS; DNA RNA HYBRIDIZATION; GEOMETRY; MOLECULAR MECHANICS; NUCLEIC ACID METABOLISM; QUANTUM MECHANICS; ANTAGONISTS AND INHIBITORS; BINDING SITE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; KINETICS; MOLECULAR DYNAMICS;

BINDING SITES; CALCIUM; KINETICS; MAGNESIUM; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; RIBONUCLEASE H;

EID: 84896819934     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja411408x     Document Type: Article

References (93)

1. Stahley, M. R.; Strobel, S. A. Science 2005, 309, 1587
2. Sträter, N.; Lipscomb, W. N.; Klabunde, T.; Krebs, B. Angew. Chem., Int. Ed. 1996, 35, 2024
3. Yang, W.; Lee, J. Y.; Nowotny, M. Mol. Cell 2006, 22, 5
4. Beese, L. S.; Steitz, T. A. EMBO J. 1991, 10, 25
5. Gerlt, J. A.; Coderre, J. A.; Mehdi, S. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1983, 55, 291
6. Yang, W. Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, 15, 1228
7. Yang, W. Q. Rev. Biophys. 2011, 44, 1
8. Cisneros, G. A.; Perera, L.; Schaaper, R. M.; Pedersen, L. C.; London, R. E.; Pedersen, L. G.; Darden, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1550
9. Fothergill, M.; Goodman, M. F.; Petruska, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11619
10. Brautigam, C. A.; Steitz, T. A. J. Mol. Biol. 1998, 277, 363
11. Bellamy, S. R. W.; Kovacheva, Y. S.; Zulkipli, I. H.; Halford, S. E. Nucleic Acids Res. 2009, 37, 5443
12. Perona, J. J. Methods 2002, 28, 353
13. Brautigam, C. A.; Sun, S.; Piccirilli, J. A.; Steitz, T. A. Biochemistry 1999, 38, 696
14. Bowman, J. C.; Lenz, T. K.; Hud, N. V.; Williams, L. D. Curr. Opin. Struct. Biol. 2012, 22, 262
15. Zheng, X. H.; Mueller, G. A.; DeRose, E. F.; London, R. E. Nucleic Acids Res. 2012, 40, 10543
16. Rink, T. J.; Tsien, R. Y.; Pozzan, T. J. Cell Biol. 1982, 95, 189
17. Carafoli, E. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003, 4, 326
18. Orrenius, S.; Zhivotovsky, B.; Nicotera, P. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2003, 4, 552
19. Neuhaus, F. C.; Byrne, W. L. J. Biol. Chem. 1959, 234, 113
20. Peeraer, Y.; Rabijns, A.; Collet, J. F.; Van Schaftingen, E.; De Ranter, C. Eur. J. Biochem. 2004, 271, 3421
21. Beauge, L.; Campos, M. A. Biochim. Biophys. Acta.-Biomembr. 1983, 729, 137
22. Skou, J. C. Biochim. Biophys. Acta 1957, 23, 394
23. Fukushima, Y.; Post, R. L. J. Biol. Chem. 1978, 253, 6853
24. Knauf, P. A.; Proverbio, F.; Hoffman, J. F. J. Gen. Physiol. 1974, 63, 324
25. Collins, K.; Sellers, J. R.; Matsudaira, P. J. Cell Biol. 1990, 110, 1137
26. Colvin, R. A.; Oibo, J. A.; Allen, R. A. Cell Calcium 1991, 12, 19
27. Oldham, S. B.; Rude, R. K.; Molloy, C. T.; Lipson, L. G.; Boggs, T. T. Endocrinology 1984, 115, 1883
28. Ryves, W. J.; Dajani, R.; Pearl, L.; Harwood, A. J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002, 290, 967
29. Lu, S.-Y.; Huang, Z.-M.; Huang, W.-K.; Liu, X.-Y.; Chen, Y.-Y.; Shi, T.; Zhang, J. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2013, 81, 740
30. Mol, C. D.; Harris, J. M.; McIntosh, E. M.; Tainer, J. A. Structure 1996, 4, 1077
31. Irimia, A.; Zang, H.; Loukachevitch, L. V.; Eoff, R. L.; Guengerich, F. P.; Egli, M. Biochemistry 2006, 45, 5949
32. Bennett, S. P.; Halford, S. E. Curr. Top. Cell. Regul. 1989, 30, 57
33. Pingoud, V.; Wende, W.; Friedhoff, P.; Reuter, M.; Alves, J.; Jeltsch, A.; Mones, L.; Fuxreiter, M.; Pingoud, A. J. Mol. Biol. 2009, 393, 140
34. Vipond, I. B.; Baldwin, G. S.; Halford, S. E. Biochemistry 1995, 34, 697
35. Junop, M. S.; Haniford, D. B. EMBO J. 1996, 15, 2547
36. Deweese, J. E.; Osheroff, N. Metallomics 2010, 2, 450
37. Osheroff, N.; Zechiedrich, E. L. Biochemistry 1987, 26, 4303
38. Horton, N. C.; Perona, J. J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2001, 8, 290
39. Steitz, T. A.; Steitz, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 6498
40. Erat, M. C.; Sigel, R. K. O. J Biol Inorg Chem 2008, 13, 1025
41. Jacobsen, D. M.; Bao, Z.-Q.; O'Brien, P.; Brooks, C. L.; Young, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15357
42. Newman, M.; Lunnen, K.; Wilson, G.; Greci, J.; Schildkraut, I.; Phillips, S. E. V. EMBO J. 1998, 17, 5466
43. Casareno, R. L. B.; Cowan, J. A. Chem. Commun. 1996, 1813
44. Babu, C. S.; Dudev, T.; Casareno, R.; Cowan, J. A.; Lim, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9318
45. Mordasini, T.; Curioni, A.; Andreoni, W. J. Biol. Chem. 2003, 278, 4381
46. Hougland, J. L.; Kravchuk, A. V.; Herschlag, D.; Piccirilli, J. A. PLoS Biol. 2005, 3, e277
47. Forconi, M.; Lee, J.; Lee, J. K.; Piccirilli, J. A.; Herschlag, D. Biochemistry 2008, 47, 6883
48. Cohn, M.; Shih, N.; Nick, J. J. Biol. Chem. 1982, 257, 7646
49. Rosta, E.; Nowotny, M.; Yang, W.; Hummer, G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8934
50. Le Grice, S. F. J. J. Biol. Chem. 2012, 287, 40850
51. Nowotny, M.; Gaidamakov, S. A.; Crouch, R. J.; Yang, W. Cell 2005, 121, 1005
52. Nowotny, M.; Cerritelli, S. M.; Ghirlando, R.; Gaidamakov, S. A.; Crouch, R. J.; Yang, W. EMBO J. 2008, 27, 1172
53. Nowotny, M.; Gaidamakov, S. A.; Ghirlando, R.; Cerritelli, S. M.; Crouch, R. J.; Yang, W. Mol. Cell 2007, 28, 264
54. Nowotny, M.; Yang, W. EMBO J. 2006, 25, 1924
55. Ho, M.-H.; De Vivo, M.; Dal Peraro, M.; Klein, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13702
56. De Vivo, M.; Dal Peraro, M.; Klein, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10955
57. Rosta, E.; Woodcock, H. L.; Brooks, B. R.; Hummer, G. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1634
58. Elsasser, B.; Fels, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11081
59. Aaqvist, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2860
60. Chaudret, R.; Piquemal, J.-P.; Cisneros, G. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11239
61. Solt, I.; Simon, I.; Csaszar, A. G.; Fuxreiter, M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6272
62. Coleman, J. E.; Nakamura, K.; Chlebowski, J. F. J. Biol. Chem. 1983, 258, 386
63. Koutsioulis, D.; Lyskowski, A.; Mäki, S.; Guthrie, E.; Feller, G.; Bouriotis, V.; Heikinheimo, P. Protein Sci. 2010, 19, 75
64. Garcin, E. D.; Hosfield, D. J.; Desai, S. A.; Haas, B. J.; Bjoras, M.; Cunningham, R. P.; Tainer, J. A. Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, 15, 515
65. Nakamura, T.; Zhao, Y.; Yamagata, Y.; Hua, Y.-j.; Yang, W. Nature 2012, 487, 196
66. Ivanov, I.; Tainer, J. A.; McCammon, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 1465
67. Hosfield, D. J.; Guan, Y.; Haas, B. J.; Cunningham, R. P.; Tainer, J. A. Cell 1999, 98, 397
68. Lans, I.; Medina, M.; Rosta, E.; Hummer, G.; Garcia-Viloca, M.; Lluch, J. M.; González-Lafont, À. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20544
69. E, W.; Ren, W.; Vanden-Eijnden, E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6688
70. Shao, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172
71. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
72. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187
73. Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1545
74. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Gilbert, A. T. B.; Gill, P. M. W.; Schaefer, H. F., III; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1485
75. Fukunishi, H.; Watanabe, O.; Takada, S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9058
76. Kumar, S.; Rosenberg, J. M.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1011
77. Truhlar, D. G.; Garrett, B. C. Acc. Chem. Res. 1980, 13, 440
78. Pavlov, M.; Siegbahn, P. E. M.; Sandstrom, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 219
79. Baldwin, G. S.; Sessions, R. B.; Erskine, S. G.; Halford, S. E. J. Mol. Biol. 1999, 288, 87
80. Dudev, T.; Lim, C. Annu. Rev. Biophys 2008, 37, 97
81. Yatsimirskii, K. B.; Vasilév, V. P. Instability Constants of Complex Compounds; Pergamon Press: Elmsford, NY, 1960.
82. Nowotny, M. EMBO Rep. 2009, 10, 144
83. Yang, W.; Steitz, T. A. Structure 1995, 3, 131
84. Uchiyama, Y.; Miura, Y.; Inoue, H.; Ohtsuka, E.; Ueno, Y.; Ikehara, M.; Iwai, S. J. Mol. Biol. 1994, 243, 782
85. Reiter, N. J.; Osterman, A.; Torres-Larios, A.; Swinger, K. K.; Pan, T.; Mondragon, A. Nature 2010, 468, 784
86. Mondragón, A. Ann. Rev. Biophys. 2013, 42, 537
87. Smith, D.; Pace, N. R. Biochemistry 1993, 32, 5273
88. Grosshans, C. A.; Cech, T. R. Biochemistry 1989, 28, 6888
89. McConnell, T. S.; Herschlag, D.; Cech, T. R. Biochemistry 1997, 36, 8293
90. Marcia, M.; Pyle, A. M. Cell 2012, 151, 497
91. Lehman, N.; Joyce, G. F. Nature 1993, 361, 182
92. Keck, J. L.; Goedken, E. R.; Marqusee, S. J. Biol. Chem. 1998, 273, 34128
93. Weston, J. Chem. Rev. 2005, 105, 2151