On the induced-fit mechanism of substrate-enzyme binding structures of nylon-oligomer hydrolase

Journal of Computational Chemistry

Volumn 35, Issue 16, 2014, Pages 1240-1247

  Baba, Takeshi ^a   Harada, Ryuhei ^b,c   Nakano, Masayoshi ^a   Shigeta, Yasuteru ^a,c  

^a OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^b RIKEN   (Japan)

^c JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

Author keywords

enzyme substrate binding; free energy landscape; induced fit; nylon oligomer hydrolase NylB; parallel cascade selection molecular dynamics

Indexed keywords

FREE ENERGY; HYDROLASES; MOLECULAR DYNAMICS; OLIGOMERS; POLYAMIDES; RAYON;

COMPUTATIONAL INVESTIGATION; ENZYME-SUBSTRATE BINDING; ENZYME-SUBSTRATE COMPLEXES; FREE ENERGY LANDSCAPE; GENERALIZED BORN/SURFACE AREA; INDUCED-FIT; NYLON-OLIGOMER HYDROLASE NYLB; STRUCTURAL INVESTIGATION;

SUBSTRATES;

6-AMINOHEXANOATE-DIMER HYDROLASE; AMIDASE; ENZYME; PROTEIN BINDING;

BINDING SITE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ENZYME SPECIFICITY; METABOLISM; PROTEIN CONFORMATION; THERMODYNAMICS;

AMIDOHYDROLASES; BINDING SITES; ENZYMES; MODELS, CHEMICAL; PROTEIN BINDING; PROTEIN CONFORMATION; SUBSTRATE SPECIFICITY; THERMODYNAMICS;

EID: 84900477708     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.23614     Document Type: Article

References (46)

1. E. Fischer, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1894, 27, 2985.
2. D. E. Koshland, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1958, 44, 98.
3. K. Okazaki, S. Takada, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105 11182.
4. Y. Sugita, Y. Okamoto, Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 141.
5. Y. Sugita, A. Kitao, Y. Okamoto, J. Chem. Phys. 2000, 113, 6042.
6. C. Dellago, P. G. Bolhuis, F. S. Csajka, D. Chandler, J. Chem. Phys. 1998, 108, 1964.
7. L. Margaliano, E. Vanden-Eijnden, Chem. Phys. Lett. 2007, 446, 182.
8. J. L. Adelman, M. Grabe, J. Chem. Phys. 2013, 138, 044105.
9. W. Gan, S. Yang, B. Roux, Biophys. J. 2009, 97, L8.
10. Y. Matsunaga, H. Fujisaki, T. Terada, T. Furuta, K. Moritsugu, PLoS Comput. Biol. 2012, 8, e1002555.
11. L. Maragliano, E. Vanden-Eijnden, Chem. Phys. Lett. 2006, 426, 168.
12. C. F. Abrams, E. Vanden-Eijnden, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 4961.
13. J. Kästner, Comput. Mol. Sci. 2011, 1, 932.
14. M. Sprik, G. Ciccotti, J. Chem. Phys. 1998, 109, 7737.
15. A. Laio, M. Parrinello, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12562.
16. M. Iannuzzi, A. Laio, M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 238302.
17. M. Boero, J. Phys. Chem. B 2011, 115, 12276.
18. H. Kokubo, T. Tanaka, Y. Okamoto, J. Comput. Chem. 2011, 32, 2810.
19. R. Harada, A. Kitao, J. Chem. Phys. 2013, 139, 035103.
20. H. Okada, S. Negoro, H. Kimura, S. Nakamura, Nature 1983, 306, 203.
21. K. Kato, K. Ohtsuki, Y. Koda, T. Maekawa, T. Yomo, S. Negoro, I. Urabe, Microbiology 1995, 141, 2585.
22. S. Negoro, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000, 54, 461.
23. S. Negoro, Biopolymers 2002, 9, 395.
24. S. Negoro, T. Ohki, N. Shibata, N. Mizuno, Y. Wakitani, J. Tsurukame, K. Matsumoto, I. Kawamoto, M. Takeo, Y. Higuchi, J. Biol. Chem. 2005, 280, 39644.
25. S. Negoro, T. Mitamura, K. Oka, K. Kanagawa, H. Okada, Eur. J. Biochem. 1989, 185, 521.
26. K. Kato, K. Fujiyama, H. S. Hatanaka, I. D. Priyambada, S. Negoro, I. Urabe, H. Okada, Eur. J. Biochem. 1991, 200, 165.
27. T. Ohki, N. Mizuno, N. Shibata, M. Takeo, S. Negoro, Y. Higuchi, Acta Crystallogr. 2005, F61, 928.
28. H. S. Hatanaka, K. Fujiyama, S. Negoro, I. Urabe, H. Okada, J. Ferment. Bioeng. 1991, 3, 191.
29. T. Ohki, Y. Wakitani, M. Takeo, K. Yasuhira, N. Shibata, Y. Higuchi, S. Negoro, FEBS Lett. 2006, 580, 5054.
30. K. Kato, K. Fujiyama, H. S. Hatanaka, I. D. Priyambada, S. Negoro, I. Urabe, H. Okada, Eur. J. Biochem. 1991, 200, 165.
31. T. Ohki, N. Shibata, Y. Higuchi, Y. Kawashima, M. Takeo, D. Kato, S. Negoro, Protein Sci. 2009, 18, 1662.
32. S. Negoro, T. Ohki, N. Shibata, K. Sasa, H. Hayashi, H. Nakano, K. Yasuhira, D. Kato, M. Takeo, Y. Higuchi, J. Mol. Biol. 2007, 370, 142.
33. Y. Kawashima, T. Ohki, N. Shibata, Y. Higuchi, Y. Wakitani, Y. Matsuura, Y. Nakata, M. Takeo, D. Kato, S. Negoro, FEBS J. 2009, 276, 2547.
34. T. Baba, K. Kamiya, T. Matsui, N. Shibata, Y. Higuchi, T. Kobayashi, S. Negoro, Y. Shigeta, Chem. Phys. Lett. 2011, 507, 157.
35. M. Souaille, B. Roux, Comput. Phys. Commun. 2001, 135, 40.
36. D.A. Case, T.A. Darden, T.E. Cheatham, III, C.L. Simmerling, J. Wang, R.E. Duke, R. Luo, R.C. Walker, W. Zhang, K.M. Merz, B. Roberts, S. Hayik, A. Roitberg, G. Seabra, J. Swails, A.W. Götz, I. Kolossváry, K.F. Wong, F. Paesani, J. Vanicek, R.M. Wolf, J. Liu, X. Wu, S.R. Brozell, T. Steinbrecher, H. Gohlke, Q. Cai, X. Ye, J. Wang, M.-J. Hsieh, G. Cui, D.R. Roe, D.H. Mathews, M.G. Seetin, R. Salomon-Ferrer, C. Sagui, V. Babin, T. Luchko, S. Gusarov, A. Kovalenko, P. A. Kollman, AMBER 12; University of California: San Francisco, 2012.
37. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople,., Gaussian 03, Revision E.01; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
38. W. D. Cornell, P. Cieplak, C. I. Bayly, I. R. Gould, K. M. Merz, D. M. Ferguson, D. C. Spellmeyer, T. Fox, J. W. Caldwell, P. A. Kollman, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
39. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, J. Comput. Phys. 1983, 79, 926.
40. S. Miyamoto, P. A. Kollman, J. Comput. Chem. 1992, 13, 952.
41. T. Darden, D. York, L. Pedersen, J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
42. C. H. J. Berendsen, M. P. J. Postma, F. W. Gunsteren, A. Dinola, R. J. Haak, J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
43. A. Grossfield, WHAM: The Weighted Histogram Analysis Method, Version 2.07. Available at: http://membrane.urmc.rochester.edu/content/wham. Accessed April 15, 2014.
44. W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten, J. Mol. Graphics 1996, 14, 33.
45. T. Ishida, S. Kato, J Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12035.
46. K. Kamiya, T. Baba, M. Boero, T. Matsui, S. Negoro, Y. Shigeta, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1210.