Ultrafast infrared spectroscopy reveals water-mediated coherent dynamics in an enzyme active site

Chemical Science

Volumn 6, Issue 1, 2015, Pages 505-516

  Adamczyk, Katrin ^a,d   Simpson, Niall ^a   Greetham, Gregory M ^b   Gumiero, Andrea ^c   Walsh, Martin A ^c   Towrie, Michael ^b   Parker, Anthony W ^b   Hunt, Neil T ^a  

^a UNIVERSITY OF STRATHCLYDE   (United Kingdom)

^b Science and Technology Facilities Council   (United Kingdom)

^c DIAMOND LIGHT SOURCE LTD   (United Kingdom)

^d UNIVERSITY OF HAMBURG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DYNAMICS; HYDROGEN BONDS; INFRARED SPECTROSCOPY; LIGANDS; MOLECULES; PLANTS (BOTANY); PROBES; SOLVENTS; STRETCHING;

COHERENT SUPERPOSITIONS; CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM; HYDROGEN BONDING STRUCTURES; INTERMEDIATE COMPOUND; LOW-FREQUENCY VIBRATIONAL MODES; STRETCHING VIBRATIONS; ULTRAFAST INFRARED SPECTROSCOPY; VIBRATIONAL DYNAMICS;

ENZYMES;

EID: 84918799260     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4sc02752c     Document Type: Article

References (71)

1. D. Antoniou S. D. Schwartz J. Phys. Chem. B 2011 115 15147
2. J. N. Bandaria S. Dutta M. W. Nydegger W. Rock A. Kohen C. M. Cheatum Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 17974
3. S. E. Hill J. N. Bandaria M. Fox E. Vanderah A. Kohen C. M. Cheatum J. Phys. Chem. B 2009 113 11505
4. C. R. Pudney A. Guerriero N. J. Baxter L. O. Johannissen J. P. Waltho S. Hay N. S. Scrutton J. Am. Chem. Soc. 2013 135 2512
5. L. Masgrau A. Roujeinikova L. O. Johannissen P. Hothi J. Basran K. E. Ranaghan A. J. Mulholland M. J. Sutcliffe N. S. Scrutton D. Leys Science 2006 312 237
6. J. Manor P. Mukherjee Y.-S. Lin H. Leonov J. L. Skinner M. T. Zanni I. T. Arkin Structure 2009 17 247
7. D. G. Kuroda J. D. Bauman J. R. Challa D. Patel T. Troxler K. Das E. Arnold R. M. Hochstrasser Nat. Chem. 2013 5 174
8. A. Ghosh J. Qiu W. F. DeGrado R. M. Hochstrasser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 6115
9. Y. S. Kim L. Liu P. H. Axelsen R. M. Hochstrasser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 17751
10. P. Jones H. B. Dunford J. Inorg. Biochem. 2005 99 2292
11. P. Jones J. Biol. Chem. 2001 276 13791
12. Y. Arita S. H. Harkness J. A. Kazzaz H. Koo A. Joseph Am. J. Physiol.: Lung Cell. Mol. Physiol. 2006 290 L978
13. K. Isobe N. Inoue Y. Takamatsu K. Kamada N. Wakao J. Biosci. Bioeng. 2006 101 73
14. B. Halliwell and J. M. C. Gutteridge. Free radicals in biology and medicine, xxxvi, Oxford University Press, Oxford, New York, 2007
15. P. Chelikani I. Fita P. C. Loewen Cell. Mol. Life Sci. 2004 61 192
16. I. Fita M. G. Rossmann J. Mol. Biol. 1985 185 21
17. I. Fita A. M. Silva M. R. N. Murthy M. G. Rossmann Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 1986 42 497
18. P. Nicholls I. Fita P. C. Loewen Adv. Inorg. Chem. 2001 51 51
19. S. Kato T. Ueno S. Fukuzumi Y. Watanabe J. Biol. Chem. 2004 279 52376
20. T. Matsui S. Ozaki E. Liong G. N. Phillips Y. Watanabe J. Biol. Chem. 1999 274 2838
21. Y. Watanabe H. Nakajima T. Ueno Acc. Chem. Res. 2007 40 554
22. M. Alfonso-Prieto P. Vidossich C. Rovira Arch. Biochem. Biophys. 2012 525 121
23. G. I. Berglund G. H. Carlsson A. T. Smith H. Szoke A. Henriksen J. Hajdu Nature 2002 417 463
24. S. G. Kalko J. L. Gelpi I. Fita M. Orozco J. Am. Chem. Soc. 2001 123 9665
25. M. Candelaresi A. Gumiero K. Adamczyk K. Robb C. Bellota-Antón V. Sangul J. T. Munnoch G. M. Greetham M. Towrie P. A. Hoskisson A. W. Parker N. P. Tucker M. A. Walsh N. T. Hunt Org. Biomol. Chem. 2013 11 7778
26. N. Purwar J. M. McGarry J. Kostera A. A. Pacheco M. Schmidt Biochemistry 2011 50 4491
27. M. Alfonso-Prieto A. Borovik X. Carpena G. Murshudov W. Melik-Adamyan I. Fita C. Rovira P. C. Loewen J. Am. Chem. Soc. 2007 129 4193
28. E. Derat S. Shaik J. Am. Chem. Soc. 2006 128 13940
29. B. Zelent A. D. Kaposi N. V. Nucci K. A. Sharp S. D. Dalosto W. W. Wright J. M. Vanderkooi J. Phys. Chem. B 2004 108 10317
30. A. Henriksen A. T. Smith M. Gajhede J. Biol. Chem. 1999 274 35005
31. A. Gumiero S. K. Badyal T. Leeks P. C. E. Moody E. L. Raven Dalton Trans. 2013 42 16972
32. I. Efimov S. K. Badyal C. L. Metcalfe I. Macdonald A. Gumiero E. L. Raven P. C. E. Moody J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15376
33. P. Vidossich G. Florin M. Alfonso-Prieto E. Derat S. Shaik C. Rovira J. Phys. Chem. B 2010 114 5161
34. E. Derat S. Shaik C. Rovira P. Vidossich M. Alfonso-Prito J. Am. Chem. Soc. 2007 129 6346
35. T. L. Poulos Chem. Rev. 2014 114 3919
36. J. P. Roth C. J. Cramer J. Am. Chem. Soc. 2008 130 7802
37. I. J. Finkelstein H. Ishikawa S. Kim A. M. Massari M. D. Fayer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 2637
38. X. Ye A. Yu P. M. Champion J. Am. Chem. Soc. 2006 128 1444
39. M. Gajhede D. J. Schuller A. Henriksen A. T. Smith T. L. Poulos Nat. Struct. Biol. 1997 4 1032
40. M. C. Thielges J. K. Chung M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3995
41. S. Bagchi B. T. Nebgen R. F. Loring M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2010 132 18367
42. H. Ishikawa I. J. Finkelstein S. Kim K. Kwak J. K. Chung K. Wakasugi A. M. Massari M. D. Fayer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 16116
43. K. Adamczyk M. Candelaresi R. Kania K. Robb C. Bellota-Antón G. M. Greetham M. R. Pollard M. Towrie A. W. Parker P. A. Hoskisson N. P. Tucker N. T. Hunt Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 7411
44. E. S. Park M. R. Thomas S. G. Boxer J. Am. Chem. Soc. 2000 2000 12297
45. R. B. Williams R. F. Loring M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2001 105 4068
46. I. J. Finkelstein J. R. Zheng H. Ishikawa S. Kim K. Kwak M. D. Fayer Phys. Chem. Chem. Phys. 2007 9 1533
47. S. T. Roberts J. J. Loparo A. Tokmakoff J. Chem. Phys. 2006 125 084502
48. A. M. Woys Y.-S. Lin A. S. Reddy W. Xiong J. J. de Pablo J. L. Skinner M. T. Zanni J. Am. Chem. Soc. 2010 132 2832
49. S. M. Arrivo V. D. Kleiman W. T. Grubbs T. P. Dougherty E. J. Heilweil Laser Chem. 1999 19 1
50. P. Hamm M. Lim R. M. Hochstrasser J. Chem. Phys. 1997 107 10523
51. K. Ohta H. Maekawa K. Tominaga Chem. Phys. Lett. 2004 386 32
52. P. Yu F. Yang J. Zhao J. Wang J. Phys. Chem. B 2014 118 3104
53. J. T. King M. R. Ross K. J. Kubarych J. Phys. Chem. B 2012 116 3754
54. V. Karunakaran I. Denisov S. G. Sligar P. M. Champion J. Phys. Chem. B 2011 115 5665
55. V. Karunakaran A. Benabbas H. Youn P. M. Champion J. Am. Chem. Soc. 2011 133 18816
56. F. Gruia M. Kubo X. Ye D. Ionascu C. Lu R. K. Poole S.-R. Yeh P. M. Champion J. Am. Chem. Soc. 2008 130 5231
57. E. T. J. Nibbering T. Elsaesser Chem. Rev. 2004 104 1887
58. J. Stenger D. Madsen J. Dreyer E. T. J. Nibbering P. Hamm T. Elsaesser J. Phys. Chem. A 2001 105 2929
59. D. Madsen J. Stenger J. Dreyer E. T. J. Nibbering P. Hamm T. Elsaesser Chem. Phys. Lett. 2001 341 56
60. K. Heyne N. Huse J. Dreyer E. T. J. Nibbering T. Elsaesser J. Chem. Phys. 2004 121 902
61. N. T. Hunt L. Kattner R. P. Shanks K. Wynne J. Am. Chem. Soc. 2007 129 3168
62. N. T. Hunt A. R. Turner K. Wynne J. Phys. Chem. B 2005 109 19008
63. S. Bagchi D. G. Thorpe I. F. Thorpe G. A. Voth M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2010 114 17187
64. J. F. Brookes K. M. Slenkamp M. S. Lynch M. Khalil J. Phys. Chem. A 2013 117 6234
65. E. E. Fenn D. B. Wong C. H. Giammanco M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2011 115 11658
66. B. Kozlikova E. Sebestova V. Sustr J. Brezovsky O. Strnad L. Daniel D. Bednar A. Pavelka M. Manak M. Bezdeka P. Benes M. Kotry A. Gora J. Damborsky J. Sochor Bioinformatics 2014 30 2684 2685
67. J. D. Soper S. V. Kryatov E. V. Rybak-Akimova D. G. Nocera J. Am. Chem. Soc. 2007 129 5069
68. C. M. Casadei A. Gumiero C. L. Metcalfe E. J. Murphy J. Basran M. G. Concilio S. C. Teixeira T. E. Schrader A. J. Fielding A. Ostermann M. P. Blakeley E. L. Raven P. C. Moody Science 2014 345 193
69. L. P. DeFlores R. A. Nicodemus A. Tokmakoff Opt. Lett. 2007 32 2966
70. S.-H. Shim M. T. Zanni Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 748
71. The PyMOL Molecular Graphics System Version 1.3r1, Schrodinger LLC, 2010