Kinetic mechanism at the branchpoint between the DNA synthesis and editing pathways in individual dna polymerase complexes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 19, 2014, Pages 7117-7131

  Lieberman, Kate R ^a   Dahl, Joseph M ^a   Wang, Hongyun ^a  

^a University of California   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; ELECTRIC FIELDS; KINETICS; NUCLEOTIDES; POLYMERS;

DNA REPLICATIONS; DNA SYNTHESISS; DYNAMIC TRANSITIONS; FUNCTIONAL STATE; KINETIC MECHANISM; MATHEMATICAL METHOD; NANO-SCALE PORES; TEMPORAL RESOLUTION;

SYNTHESIS (CHEMICAL);

DNA POLYMERASE; EXONUCLEASE; SINGLE STRANDED DNA; DNA DIRECTED DNA POLYMERASE; VIRUS DNA;

ARTICLE; CATALYSIS; CRYSTAL STRUCTURE; DNA HAIRPIN; DNA REPLICATION; DNA SYNTHESIS; DNA TEMPLATE; ION CURRENT; KINETICS; LIPID BILAYER; MATHEMATICAL MODEL; NANOPORE; PATCH CLAMP TECHNIQUE; PREDICTION; SURVIVAL RATE; BACILLUS PHAGE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYMOLOGY; GENETICS; METABOLISM; NUCLEOTIDE SEQUENCE; POINT MUTATION; THERMODYNAMICS;

BACILLUS PHAGES; BASE SEQUENCE; CATALYTIC DOMAIN; DNA REPLICATION; DNA, VIRAL; DNA-DIRECTED DNA POLYMERASE; KINETICS; POINT MUTATION; THERMODYNAMICS;

EID: 84900831692     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja5026408     Document Type: Article

References (51)

1. Joyce, C. M.; Potapova, O.; Delucia, A. M.; Huang, X.; Basu, V. P.; Grindley, N. D. F. Biochemistry 2008, 47, 6103
2. Johnson, K. A. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1804, 1041
3. Kunkel, T. A. J. Biol. Chem. 2004, 279, 16895
4. Reha-Krantz, L. J. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1804, 1049
5. Berman, A. J.; Kamtekar, S.; Goodman, J. L.; Lázaro, J. E. M.; de Vega, M.; Blanco, L.; Salas, M.; Steitz, T. A. EMBO J. 2007, 26, 3494
6. Doublié, S.; Tabor, S.; Long, A. M.; Richardson, C. C.; Ellenberger, T. Nature 1998, 391, 251
7. Eom, S. H.; Wang, J.; Steitz, T. A. Nature 1996, 382, 278
8. Kamtekar, S.; Berman, A. J.; Wang, J.; Lázaro, J. E. M.; de Vega, M.; Blanco, L.; Salas, M.; Steitz, T. A. Mol. Cell 2004, 16, 609
9. Wang, J.; Sattar, A. K.; Wang, C. C.; Karam, J. D.; Konigsberg, W. H.; Steitz, T. A. Cell 1997, 89, 1087
10. Shamoo, Y.; Steitz, T. A. Cell 1999, 99, 155
11. Joyce, C. M. J. Biol. Chem. 1989, 264, 10858
12. Donlin, M. J.; Patel, S. S.; Johnson, K. A. Biochemistry 1991, 30, 538
13. Capson, T. L.; Peliska, J. A.; Kaboord, B. F.; Frey, M. W.; Lively, C.; Dahlberg, M.; Benkovic, S. J. Biochemistry 1992, 31, 10984
14. Hariharan, C.; Reha-Krantz, L. J. Biochemistry 2005, 44, 15674
15. Fidalgo da Silva, E.; Reha-Krantz, L. J. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 5452
16. Lamichhane, R.; Berezhna, S. Y.; Gill, J. P.; Van der Schans, E.; Millar, D. P. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4735
17. Baker, R. P.; Reha-Krantz, L. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 3507
18. Ibarra, B.; Chemla, Y. R.; Plyasunov, S.; Smith, S. B.; Lázaro, J. E. M.; Salas, M.; Bustamante, C. EMBO J. 2009, 28, 2794
19. Spacciapoli, P.; Nossal, N. G. J. Biol. Chem. 1994, 269, 438
20. Hogg, M.; Wallace, S. S.; Doublié, S. EMBO J. 2004, 23, 1483
21. Dahl, J. M.; Mai, A. H.; Cherf, G. M.; Jetha, N. N.; Garalde, D. R.; Marziali, A.; Akeson, M.; Wang, H.; Lieberman, K. R. J. Biol. Chem. 2012, 287, 13407
22. Lieberman, K. R.; Dahl, J. M.; Mai, A. H.; Akeson, M.; Wang, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18816
23. Kiefer, J. R.; Mao, C.; Braman, J. C.; Beese, L. S. Nature 1998, 391, 304
24. Li, Y.; Korolev, S.; Waksman, G. EMBO J. 1998, 17, 7514
25. Jain, R.; Nair, D. T.; Johnson, R. E.; Prakash, L.; Prakash, S.; Aggarwal, A. K. Structure 2009, 17, 974
26. Ummat, A.; Silverstein, T. D.; Jain, R.; Buku, A.; Johnson, R. E.; Prakash, L.; Prakash, S.; Aggarwal, A. K. J. Mol. Biol. 2012, 415, 627
27. Lieberman, K. R.; Dahl, J. M.; Mai, A. H.; Cox, A.; Akeson, M.; Wang, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9149-9155
28. Kasianowicz, J. J.; Robertson, J. W. F.; Chan, E. R.; Reiner, J. E.; Stanford, V. M. Annu. Rev. Anal. Chem. 2008, 1, 737
29. Howorka, S.; Siwy, Z. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2360
30. Reiner, J. E.; Balijepalli, A.; Robertson, J. W. F.; Campbell, J.; Suehle, J.; Kasianowicz, J. J. Chem. Rev. 2012, 112, 6431
31. Stoloff, D. H.; Wanunu, M. Curr. Opin. Biotechnol. 2013, 24, 699
32. Lieberman, K. R.; Cherf, G. M.; Doody, M. J.; Olasagasti, F.; Kolodji, Y.; Akeson, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17961
33. Cherf, G. M.; Lieberman, K. R.; Rashid, H.; Lam, C. E.; Karplus, K.; Akeson, M. Nat. Biotechnol. 2012, 30, 344
34. Manrao, E. A.; Derrington, I. M.; Laszlo, A. H.; Langford, K. W.; Hopper, M. K.; Gillgren, N.; Pavlenok, M.; Niederweis, M.; Gundlach, J. H. Nat. Biotechnol. 2012, 30, 349
35. Blanco, L.; Bernad, A.; Lázaro, J. M.; Mart i n, G.; Garmendia, C.; Salas, M. J. Biol. Chem. 1989, 264, 8935
36. Blanco, L.; Salas, M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 8509
37. Salas, M.; Blanco, L.; Lázaro, J. E. M.; de Vega, M. IUBMB Life 2008, 60, 82
38. Morin, J. A.; Cao, F. J.; Lázaro, J. M.; Arias-Gonzalez, J. R.; Valpuesta, J. M.; Carrascosa, J. L.; Salas, M.; Ibarra, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 8115
39. de Vega, M.; Blanco, L.; Salas, M. J. Mol. Biol. 1999, 292, 39
40. Garmendia, C.; Bernad, A.; Esteban, J. A.; Blanco, L.; Salas, M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 2594
41. Esteban, J. A.; Salas, M.; Blanco, L. J. Biol. Chem. 1993, 268, 2719
42. Esteban, J. A.; Soengas, M. S.; Salas, M.; Blanco, L. J. Biol. Chem. 1994, 269, 31946
43. Benner, S.; Chen, R. J. A.; Wilson, N. A.; Abu-Shumays, R.; Hurt, N.; Lieberman, K. R.; Deamer, D. W.; Dunbar, W. B.; Akeson, M. Nat. Nanotechnol 2007, 2, 718
44. Akeson, M.; Branton, D.; Kasianowicz, J. J.; Brandin, E.; Deamer, D. W. Biophys. J. 1999, 77, 3227
45. Garalde, D. R.; Simon, C. A.; Dahl, J. M.; Wang, H.; Akeson, M.; Lieberman, K. R. J. Biol. Chem. 2011, 286, 14480
46. Dahl, J. M.; Wang, H.; Lázaro, J. M.; Salas, M.; Lieberman, K. R. J. Biol. Chem. 2014, 289, 6350
47. Bernad, A.; Blanco, L.; Lázaro, J. M.; Martin, G.; Salas, M. Cell 1989, 59, 219
48. de Vega, M.; Lázaro, J. M.; Salas, M.; Blanco, L. EMBO J. 1996, 15, 1182
49. Soengas, M. S.; Esteban, J. A.; Lázaro, J. M.; Bernad, A.; Blasco, M. A.; Salas, M.; Blanco, L. EMBO J. 1992, 11, 4227
50. Truniger, V.; Lázaro, J. M.; Salas, M.; Blanco, L. EMBO J. 1996, 15, 3430
51. Henrickson, S. E.; Misakian, M.; Robertson, B.; Kasianowicz, J. J. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 3057