Direct correlation of DNA binding and single protein domain motion via dual illumination fluorescence microscopy

Nano Letters

Volumn 14, Issue 10, 2014, Pages 5920-5931

  Ghoneim, Mohamed ^a,b   Spies, Maria ^b  

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

^b UNIVERSITY OF IOWA   (United States)

Author keywords

DNA damage recognition; DNA repair; multicolor single molecule detection; protein domain motion; total internal reflection fluorescence microscopy; XPD helicase

Indexed keywords

DNA DAMAGES; DNA REPAIR; PROTEIN DOMAINS; SINGLE-MOLECULE DETECTION; TOTAL INTERNAL REFLECTIONS; XPD HELICASE;

ARCHAEAL DNA; ARCHAEAL PROTEIN; DNA HELICASE; PROTEIN BINDING;

ARCHAEON; BINDING SITE; CHEMISTRY; DEVICES; DNA REPAIR; EQUIPMENT DESIGN; FLUORESCENCE MICROSCOPY; METABOLISM; PROTEIN TERTIARY STRUCTURE;

ARCHAEA; ARCHAEAL PROTEINS; BINDING SITES; DNA HELICASES; DNA REPAIR; DNA, ARCHAEAL; EQUIPMENT DESIGN; MICROSCOPY, FLUORESCENCE; PROTEIN BINDING; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY;

EID: 84907867363     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl502890g     Document Type: Article

References (64)

1. Jia, H.; Korolev, S.; Niedziela-Majka, A.; Maluf, N. K.; Gauss, G. H.; Myong, S.; Ha, T.; Waksman, G.; Lohman, T. M. J. Mol. Biol. 2011, 411 (3) 633-48
2. Berlow, R. B.; Swain, M.; Dalal, S.; Sweasy, J. B.; Loria, J. P. J. Mol. Biol. 2012, 419 (3-4) 171-182
3. Golan, G.; Zharkov, D. O.; Feinberg, H.; Fernandes, A. S.; Zaika, E. I.; Kycia, J. H.; Grollman, A. P.; Shoham, G. Nucleic Acids Res. 2005, 33 (15) 5006-16
4. Zharkov, D. O.; Golan, G.; Gilboa, R.; Fernandes, A. S.; Gerchman, S. E.; Kycia, J. H.; Rieger, R. A.; Grollman, A. P.; Shoham, G. EMBO J. 2002, 21 (4) 789-800
5. Kuper, J.; Kisker, C. Curr. Opin. Struct. Biol. 2012, 22 (1) 88-93
6. Juette, M. F.; Terry, D. S.; Wasserman, M. R.; Zhou, Z.; Altman, R. B.; Zheng, Q.; Blanchard, S. C. Curr. Opin. Chem. Biol. 2014, 20, 103-11
7. Hohng, S.; Lee, S.; Lee, J.; Jo, M. H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43 (4) 1007-13
8. Kim, E.; Lee, S.; Jeon, A.; Choi, J. M.; Lee, H. S.; Hohng, S.; Kim, H. S. Nat. Chem. Biol. 2013, 9 (5) 313-8
9. Rudolf, J.; Rouillon, C.; Schwarz-Linek, U.; White, M. F. Nucleic Acids Res. 2010, 38 (3) 931-41
10. Mathieu, N.; Kaczmarek, N.; Naegeli, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107 (41) 17545-50
11. Mathieu, N.; Kaczmarek, N.; Ruthemann, P.; Luch, A.; Naegeli, H. Curr. Biol.: CB 2013, 23 (3) 204-12
12. Wolski, S. C.; Kuper, J.; Hanzelmann, P.; Truglio, J. J.; Croteau, D. L.; Van Houten, B.; Kisker, C. PLoS Biol. 2008, 6 (6) e149
13. Fan, L.; Fuss, J. O.; Cheng, Q. J.; Arvai, A. S.; Hammel, M.; Roberts, V. A.; Cooper, P. K.; Tainer, J. A. Cell 2008, 133 (5) 789-800
14. Liu, H.; Rudolf, J.; Johnson, K. A.; McMahon, S. A.; Oke, M.; Carter, L.; McRobbie, A. M.; Brown, S. E.; Naismith, J. H.; White, M. F. Cell 2008, 133 (5) 801-12
15. Kuper, J.; Wolski, S. C.; Michels, G.; Kisker, C. EMBO J. 2012, 31 (2) 494-502
16. Pugh, R. A.; Honda, M.; Leesley, H.; Thomas, A.; Lin, Y.; Nilges, M. J.; Cann, I. K.; Spies, M. J. Biol. Chem. 2008, 283 (3) 1732-43
17. Pugh, R. A.; Lin, Y.; Eller, C.; Leesley, H.; Cann, I. K.; Spies, M. J. Mol. Biol. 2008, 383 (5) 982-98
18. Pugh, R. A.; Wu, C. G.; Spies, M. EMBO J. 2012, 31 (2) 503-14
19. Honda, M.; Park, J.; Pugh, R. A.; Ha, T.; Spies, M. Mol. Cell 2009, 35 (5) 694-703
20. Qi, Z.; Pugh, R. A.; Spies, M.; Chemla, Y. R. eLife 2013, 2, e00334
21. Spies, M. DNA Repair 2014, 20, 58-70
22. Wu, Y.; Brosh, R. M., Jr. Nucleic Acids Res. 2012, 40 (10) 4247-60
23. White, M. F.; Dillingham, M. S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2012, 22 (1) 94-100
24. Pugh, R. A.; Honda, M.; Spies, M. Methods 2010, 51 (3) 313-21
25. Carrico, I. S.; Carlson, B. L.; Bertozzi, C. R. Nat. Chem. Biol. 2007, 3 (6) 321-2
26. Shi, X.; Jung, Y.; Lin, L. J.; Liu, C.; Wu, C.; Cann, I. K.; Ha, T. Nat. Methods 2012, 9 (5) 499-503
27. Masuda-Ozawa, T.; Hoang, T.; Seo, Y. S.; Chen, L. F.; Spies, M. Nucleic Acids Res. 2013, 41 (6) 3576-87
28. Haghighat Jahromi, A.; Honda, M.; Zimmerman, S. C.; Spies, M. Nucleic Acids Res. 2013, 41 (13) 6687-97
29. Xie, X. S.; Dunn, R. C. Science 1994, 265 (5170) 361-4
30. Jin, H.; Heller, D. A.; Kim, J. H.; Strano, M. S. Nano Lett. 2008, 8 (12) 4299-304
31. Zhou, R.; Kunzelmann, S.; Webb, M. R.; Ha, T. Nano Lett. 2011, 11 (12) 5482-8
32. Sachs, F.; Neil, J.; Barkakati, N. Pflugers Arch. (Eur. J. Physiol.) 1982, 395 (4) 331-40
33. Colquhoun, D.; Sigworth, F. J. Fitting and Statistical Analysis of Single-Channel Records. In Single-Channel Recording; Sakmann, B.; Neher, E., Eds.; Springer: New York, 1995; pp 483-587.
34. Lu, H. P.; Xie, X. S. Nature 1997, 385 (6612) 143-146
35. Lia, G.; Michel, B.; Allemand, J.-F. Science 2012, 335 (6066) 328-331
36. Brender, J. R.; Dertouzos, J.; Ballou, D. P.; Massey, V.; Palfey, B. A.; Entsch, B.; Steel, D. G.; Gafni, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (51) 18171-8
37. Akyuz, N.; Altman, R. B.; Blanchard, S. C.; Boudker, O. Nature 2013, 502 (7469) 114-8
38. Henzler-Wildman, K.; Kern, D. Nature 2007, 450 (7172) 964-72
39. Ratzke, C.; Berkemeier, F.; Hugel, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (1) 161-6
40. Hanson, J. A.; Duderstadt, K.; Watkins, L. P.; Bhattacharyya, S.; Brokaw, J.; Chu, J. W.; Yang, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104 (46) 18055-60
41. Balci, H.; Arslan, S.; Myong, S.; Lohman, T. M.; Ha, T. Biophys. J. 2011, 101 (4) 976-984
42. Abdulrahman, W.; Iltis, I.; Radu, L.; Braun, C.; Maglott-Roth, A.; Giraudon, C.; Egly, J. M.; Poterszman, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110 (8) E633-42
43. Yu, B.; Edstrom, W. C.; Benach, J.; Hamuro, Y.; Weber, P. C.; Gibney, B. R.; Hunt, J. F. Nature 2006, 439 (7078) 879-84
44. Kesseler, K. J.; Kaufmann, W. K.; Reardon, J. T.; Elston, T. C.; Sancar, A. J. Theor. Biol. 2007, 249 (2) 361-75
45. Chen, J.; Tsai, A.; Petrov, A.; Puglisi, J. D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (13) 5734-7
46. Ha, T. Methods 2001, 25 (1) 78-86
47. Buechner, C. N.; Heil, K.; Michels, G.; Carell, T.; Kisker, C.; Tessmer, I. J. Biol. Chem. 2014, 289 (6) 3613-24
48. Compe, E.; Egly, J. M. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012, 13 (6) 343-54
49. Giglia-Mari, G.; Miquel, C.; Theil, A. F.; Mari, P. O.; Hoogstraten, D.; Ng, J. M.; Dinant, C.; Hoeijmakers, J. H.; Vermeulen, W. PLoS Biol. 2006, 4 (6) e156
50. Ma, B.; Nussinov, R. Top. Curr. Chem. 2013, 337, 123-37
51. Hopfield, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1974, 71 (10) 4135-9
52. Ninio, J. Biochimie 1975, 57 (5) 587-95
53. Qian, H. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 113-42
54. Chen, J.; Petrov, A.; Tsai, A.; O'Leary, S. E.; Puglisi, J. D. Nat. Struct. Mol. Biol. 2013, 20 (6) 718-27
55. Heckman, K. L.; Pease, L. R. Nat. Protoc. 2007, 2 (4) 924-32
56. Vincent, S. G.; Cunningham, P. R.; Stephens, N. L.; Halayko, A. J.; Fisher, J. T. Electrophoresis 1997, 18 (1) 67-71
57. Knight, M. I.; Chambers, P. J. Mol. Biotechnol. 2003, 23 (1) 19-28
58. Cordes, T.; Vogelsang, J.; Tinnefeld, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (14) 5018-9
59. Zhao, Y.; Terry, D. S.; Shi, L.; Quick, M.; Weinstein, H.; Blanchard, S. C.; Javitch, J. A. Nature 2011, 474 (7349) 109-13
60. Haller, A.; Rieder, U.; Aigner, M.; Blanchard, S. C.; Micura, R. Nat. Chem. Biol. 2011, 7 (6) 393-400
61. Sung, J.; Sivaramakrishnan, S.; Dunn, A. R.; Spudich, J. A. Methods Enzymol. 2010, 475, 321-75
62. Gebhardt, J. C.; Clemen, A. E.; Jaud, J.; Rief, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103 (23) 8680-5
63. Okamoto, K.; Terazima, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112 (24) 7308-14
64. Bartley, L. E.; Zhuang, X.; Das, R.; Chu, S.; Herschlag, D. J. Mol. Biol. 2003, 328 (5) 1011-26