Fibril elongation by Aβ17-42: Kinetic network analysis of hybrid-resolution molecular dynamics simulations

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 35, 2014, Pages 12450-12460

  Han, Wei ^a,b   Schulten, Klaus ^a,b,c  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^c University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMYLOID; AMYLOID BETA PROTEIN; AMYLOID BETA-PROTEIN (17-42); PEPTIDE FRAGMENT;

CHEMISTRY; HUMAN; KINETICS; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEIN CONFORMATION;

AMYLOID; AMYLOID BETA-PEPTIDES; HUMANS; KINETICS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN CONFORMATION;

EID: 84906888345     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja507002p     Document Type: Article

References (78)

1. De Strooper, B. Physiol. Rev. 2010, 90, 465-494
2. Holtzman, D. M.; Morris, J. C.; Goate, A. M. Sci. Transl. Med. 2011, 3, 77sr1-77sr1
3. Yankner, B. A.; Lu, T. J. Biol. Chem. 2009, 284, 4755-4759
4. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z.; Yau, W.-M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262-265
5. Qiang, W.; Yau, W.-M.; Luo, Y.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 4443-4448
6. Walsh, D. M.; Hartley, D. M.; Kusumoto, Y.; Fezoui, Y.; Condron, M. M.; Lomakin, A.; Benedek, G. B.; Selkoe, D. J.; Teplow, D. B. J. Biol. Chem. 1999, 274, 25945-25952
7. Chimon, S.; Shaibat, M. A.; Jones, C. R.; Calero, D. C.; Aizezi, B.; Ishii, Y. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007, 14, 1157-1164
8. Lu, J.-X.; Qiang, W.; Yau, W.-M.; Schwieters, C. D.; Meredith, S. C.; Tycko, R. Cell 2013, 154, 1257-1268
9. Reinke, A. A.; Gestwicki, J. E. Chem. Biol. Drug Des. 2007, 70, 206-215
10. Härd, T.; Lendel, C. J. Mol. Biol. 2012, 421, 441-465
11. Wetzel, R. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 671-679
12. Kusumoto, Y.; Lomakin, A.; Teplow, D. B.; Benedek, G. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 12277-12282
13. Esler, W. P.; Stimson, E. R.; Jennings, J. M.; Vinters, H. V.; Ghilardi, J. R.; Lee, J. P.; Mantyh, P. W.; Maggio, J. E. Biochemistry 2000, 39, 6288-6295
14. Cannon, M. J.; Williams, A. D.; Wetzel, R.; Myszka, D. G. Anal. Biochem. 2004, 328, 67-75
15. ONuallain, B.; Shivaprasad, S.; Kheterpal, I.; Wetzel, R. Biochemistry 2005, 44, 12709-12718
16. Ban, T.; Yamaguchi, K.; Goto, Y. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 663-670
17. Buell, A. K.; Dhulesia, A.; White, D. A.; Knowles, T. P.; Dobson, C. M.; Welland, M. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5247-5251
18. Qiang, W.; Kelley, K.; Tycko, R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6860-6871
19. Cohen, S. I.; Linse, S.; Luheshi, L. M.; Hellstrand, E.; White, D. A.; Rajah, L.; Otzen, D. E.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M.; Knowles, T. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 9758-9763
20. Petkova, A. T.; Ishii, Y.; Balbach, J. J.; Antzutkin, O. N.; Leapman, R. D.; Delaglio, F.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 16742-16747
21. Lührs, T.; Ritter, C.; Adrian, M.; Riek-Loher, D.; Bohrmann, B.; Döbeli, H.; Schubert, D.; Riek, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 17342-17347
22. Petkova, A. T.; Yau, W.-M.; Tycko, R. Biochemistry 2006, 45, 498-512
23. Ma, B.; Nussinov, R. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 445-452
24. Miller, Y.; Ma, B.; Nussinov, R. Chem. Rev. 2010, 110, 4820-4838
25. Zhang, S.; Iwata, K.; Lachenmann, M.; Peng, J.; Li, S.; Stimson, E.; Lu, Y.-A.; Felix, A.; Maggio, J.; Lee, J. J. Struct. Biol. 2000, 130, 130-141
26. Sgourakis, N. G.; Yan, Y.; McCallum, S. A.; Wang, C.; Garcia, A. E. J. Mol. Biol. 2007, 368, 1448-1457
27. Ball, K. A.; Phillips, A. H.; Nerenberg, P. S.; Fawzi, N. L.; Wemmer, D. E.; Head-Gordon, T. Biochemistry 2011, 50, 7612-7628
28. Ball, K.; Phillips, A. H.; Wemmer, D. E.; Head-Gordon, T. Biophys. J. 2013, 104, 2714-2724
29. Lam, A.; Rodriguez, J.; Rojas, A.; Scheraga, H.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 342-350
30. Straub, J. E.; Thirumalai, D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2011, 62, 437-463
31. Massi, F.; Straub, J. E. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2001, 42, 217-229
32. Li, M. S.; Klimov, D.; Straub, J.; Thirumalai, D. J. Chem. Phys. 2008, 129, 175101
33. Santini, S.; Mousseau, N.; Derreumaux, P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11509-11516
34. Nguyen, P. H.; Li, M. S.; Stock, G.; Straub, J. E.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 111-116
35. Baumketner, A.; Krone, M. G.; Shea, J.-E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 6027-6032
36. Reddy, G.; Straub, J. E.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 11948-11953
37. OBrien, E. P.; Okamoto, Y.; Straub, J. E.; Brooks, B. R.; Thirumalai, D. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 14421-14430
38. Takeda, T.; Klimov, D. K. Biophys. J. 2009, 96, 4428-4437
39. Takeda, T.; Klimov, D. K. Biophys. J. 2009, 96, 442-452
40. Fawzi, N. L.; Okabe, Y.; Yap, E.-H.; Head-Gordon, T. J. Mol. Biol. 2007, 365, 535-550
41. Rojas, A.; Liwo, A.; Browne, D.; Scheraga, H. A. J. Mol. Biol. 2010, 404, 537-552
42. Ban, T.; Hoshino, M.; Takahashi, S.; Hamada, D.; Hasegawa, K.; Naiki, H.; Goto, Y. J. Mol. Biol. 2004, 344, 757-767
43. Kellermayer, M. S.; Karsai, á.; Benke, M.; Soós, K.; Penke, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 141-144
44. Han, W.; Wan, C.-K.; Jiang, F.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3373-3389
45. Han, W.; Schulten, K. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4413-4424
46. Marrink, S. J.; Risselada, H. J.; Yefimov, S.; Tieleman, D. P.; de Vries, A. H. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7812-7824
47. Han, W.; Wan, C.-K.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3390-3402
48. Han, W.; Schulten, K. J. Phys. Chem. B 2013, 117, 13367-13377
49. Chen, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2088-2089
50. Zheng, W.; Gallicchio, E.; Deng, N.; Andrec, M.; Levy, R. M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 1512-1523
51. Deng, N.-j.; Zheng, W.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9387-9394
52. Berezhkovskii, A.; Hummer, G.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 2009, 130, 205102
53. Noé, F.; Schütte, C.; Vanden-Eijnden, E.; Reich, L.; Weikl, T. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 19011-19016
54. Han, W.; Wu, Y.-D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15408-15416
55. Tarus, B.; Straub, J. E.; Thirumalai, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16159-16168
56. Rosenman, D. J.; Connors, C. R.; Chen, W.; Wang, C.; García, A. E. J. Mol. Biol. 2013, 425, 3338-3359
57. Dovidchenko, N.; Galzitskaya, O. Biochemistry (Moscow) 2011, 76, 366-373
58. Schmit, J. D. J. Chem. Phys. 2013, 138, 185102
59. Gallicchio, E.; Andrec, M.; Felts, A. K.; Levy, R. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6722-6731
60. Hwang, W.; Zhang, S.; Kamm, R. D.; Karplus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 12916-12921
61. Yang, M.; Teplow, D. B. J. Mol. Biol. 2008, 384, 450-464
62. Hoyer, W.; Grönwall, C.; Jonsson, A.; Ståhl, S.; Härd, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 5099-5104
63. Buchete, N.-V.; Hummer, G. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6057-6069
64. Han, W.; Wu, Y.-D. Proteins 2007, 66, 575-587
65. Masman, M. F.; Eisel, U. L.; Csizmadia, I. G.; Penke, B.; Enriz, R. D.; Marrink, S. J.; Luiten, P. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11710-11719
66. Lazo, N. D.; Grant, M. A.; Condron, M. C.; Rigby, A. C.; Teplow, D. B. Protein Sci. 2005, 14, 1581-1596
67. Baumketner, A.; Shea, J.-E. J. Mol. Biol. 2007, 366, 275-285
68. Sandberg, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 15595-15600
69. Larini, L.; Shea, J.-E. Biophys. J. 2012, 103, 576-586
70. Kirkitadze, M. D.; Condron, M. M.; Teplow, D. B. J. Mol. Biol. 2001, 312, 1103-1119
71. Lu, H.; Isralewitz, B.; Krammer, A.; Vogel, V.; Schulten, K. Biophys. J. 1998, 75, 662-671
72. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
73. Chodera, J. D.; Singhal, N.; Pande, V. S.; Dill, K. A.; Swope, W. C. J. Chem. Phys. 2007, 126, 155101
74. Noé, F.; Fischer, S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 154-162
75. Andrec, M.; Felts, A. K.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 6801-6806
76. Zheng, W.; Andrec, M.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11702-11709
77. Metzner, P.; Schütte, C.; Vanden-Eijnden, E. Multiscale Model. Simul. 2009, 7, 1192-1219
78. Du, R.; Pande, V. S.; Grosberg, A. Y.; Tanaka, T.; Shakhnovich, E. S. J. Chem. Phys. 1998, 108, 334