Fluorescent probes for tracking the transfer of iron-sulfur cluster and other metal cofactors in biosynthetic reaction pathways

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 1, 2015, Pages 390-398

  Vranish, James N ^a   Russell, William K ^a   Yu, Lusa E ^a   Cox, Rachael M ^a   Russell, David H ^a   Barondeau, David P ^a  

^a TEXAS A AND M UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOSYNTHESIS; CHEMICAL REACTIONS; CHROMOPHORES; FLUORESCENCE; LIGANDS; MACHINERY; MASS SPECTROMETRY; PROBES; SUBSTITUTION REACTIONS; SULFUR; SYNTHESIS (CHEMICAL);

BIOSYNTHETIC PATHWAY; FLUORESCENT LABELING; FLUORESCENT PROBES; IRON-SULFUR CLUSTERS; KINETIC EXPERIMENT; LIGAND SUBSTITUTION REACTIONS; PROTEIN COFACTORS; SPECTROSCOPIC PROPERTY;

PROTEINS;

BINDING PROTEIN; DITHIOTHREITOL; FERREDOXIN; FLUORESCENT DYE; GLUTAREDOXIN; HYBRID PROTEIN; IRON; METAL; SULFUR; IRON SULFUR PROTEIN;

ARTICLE; BIOSYNTHESIS; ENVIRONMENT; FLUORESCENCE ANALYSIS; KINETICS; MASS SPECTROMETRY; MOLECULE; OXIDATION; PROTEIN ANALYSIS; REACTION ANALYSIS; SUBSTITUTION REACTION; CATALYSIS; CHEMISTRY; FLUORESCENCE; METABOLISM;

BIOSYNTHETIC PATHWAYS; CATALYSIS; DITHIOTHREITOL; FLUORESCENCE; FLUORESCENT DYES; IRON-SULFUR PROTEINS; KINETICS;

EID: 84921033132     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja510998s     Document Type: Article

References (57)

1. Ba, L. A.; Doering, M.; Burkholz, T.; Jacob, C. Metallomics 2009, 1, 292
2. Nevitt, T.; Ohrvik, H.; Thiele, D. J. Biochim. Biophys. Acta 2012, 1823, 1580
3. Lill, R.; Hoffmann, B.; Molik, S.; Pierik, A. J.; Rietzschel, N.; Stehling, O.; Uzarska, M. A.; Webert, H.; Wilbrecht, C.; Muhlenhoff, U. Biochim. Biophys. Acta 2012, 1823, 1491
4. Rouault, T. A.; Tong, W.-H. Trends Genet. 2008, 24, 398
5. Kaler, S. G. Handb. Clin. Neurol. 2013, 113, 1745
6. Sheftel, A.; Stehling, O.; Lill, R. Trends Endocrinol. Metab. 2010, 21, 302
7. Johnson, D. C.; Dean, D. R.; Smith, A. D.; Johnson, M. Annu. Rev. Biochem. 2005, 74, 247
8. Py, B.; Barras, F. Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 436
9. Takahashi, Y.; Tokumoto, U. J. Biol. Chem. 2002, 277, 28380
10. Jacobson, M. R.; Brigle, K. E.; Bennett, L. T.; Setterquist, R. A.; Wilson, M. S.; Cash, V. L.; Beynon, J.; Newton, W. E.; Dean, D. R. J. Bacteriol. 1989, 171, 1017
11. Zheng, L.; Cash, V. L.; Flint, D. H.; Dean, D. R. J. Biol. Chem. 1998, 273, 13264
12. Lill, R.; Mühlenhoff, U. Annu. Rev. Biochem. 2008, 77, 669
13. Py, B.; Gerez, C.; Angelini, S.; Planel, R.; Vinella, D.; Loiseau, L.; Talla, E.; Brochier-Armanet, C.; Garcia-Serres, R.; Latour, J.-M.; Ollagnier de Choudens, S.; Fontecave, M.; Barras, F. Mol. Microbiol. 2012, 86, 155
14. Wollenberg, M.; Berndt, C.; Bill, E.; Schwenn, J. D.; Seidler, A. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 1662
15. Mühlenhoff, U.; Richter, N.; Pines, O.; Pierik, A. J.; Lill, R. J. Biol. Chem. 2011, 286, 41205
16. Krebs, C.; Agar, J.; Smith, A. D.; Frazzon, J.; Dean, D. R.; Huynh, B. H.; Johnson, M. Biochemistry 2001, 40, 14069
17. Agar, J.; Krebs, C.; Frazzon, J.; Huynh, B. H.; Dean, D. R.; Johnson, M. Biochemistry 2000, 39, 7856
18. Maio, N.; Singh, A.; Uhrigshardt, H.; Saxena, N.; Tong, W.-H.; Rouault, T. A. Cell Metab. 2014, 19, 445
19. Chandramouli, K.; Johnson, M. Biochemistry 2006, 45, 11087
20. Bonomi, F.; Iametti, S.; Morleo, A.; Ta, D. T.; Vickery, L. E. Biochemistry 2011, 50, 9641
21. Krebs, C.; Agar, J.; Smith, A. D.; Frazzon, J.; Dean, D. R.; Huynh, B. H.; Johnson, M. Biochemistry 2001, 40, 14069
22. Tan, G.; Lu, J.; Bitoun, J.; Huang, H.; Ding, H. Biochem. J. 2009, 420, 463
23. Tong, W.-H.; Jameson, G. N. L.; Huynh, B. H.; Rouault, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 9762
24. Shakamuri, P.; Zhang, B.; Johnson, M. K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15213
25. Bandyopadhyay, S.; Naik, S.; O'Carroll, I.; Huynh, B. H.; Dean, D. R.; Johnson, M.; Dos Santos, P. J. Biol. Chem. 2008, 283, 14092
26. Gupta, V.; Sendra, M.; Naik, S. G.; Chahal, H. K.; Huynh, B. H.; Outten, F. W.; Fontecave, M.; Ollagnier de Choudens, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6149
27. Sheftel, A. D.; Stehling, O.; Pierik, A. J.; Netz, D. J.; Kerscher, S.; Elsasser, H. P.; Wittig, I.; Balk, J.; Brandt, U.; Lill, R. Mol. Cell. Biol. 2009, 29, 6059
28. Mapolelo, D. T.; Zhang, B.; Randeniya, S.; Albetel, A.-N.; Li, H.; Couturier, J.; Outten, C. E.; Rouhier, N.; Johnson, M. K. Dalton Trans. 2013, 42, 3107
29. Gao, H. Y.; Subramanian, S.; Couturier, J.; Naik, S. G.; Kim, S. K.; Leustek, T.; Knaff, D. B.; Wu, H. C.; Vignols, F.; Huynh, B. H.; Rouhier, N.; Johnson, M. K. Biochemistry 2013, 52, 6633
30. Mapolelo, D. T.; Zhang, B.; Naik, S. G.; Huynh, B. H.; Johnson, M. K. Biochemistry 2012, 51, 8056
31. Bonomi, F.; Iametti, S.; Morleo, A.; Ta, D.; Vickery, L. Biochemistry 2008, 47, 12795
32. Ryle, M. J.; Lanzilotta, W. N.; Seefeldt, L. C.; Scarrow, R. C.; Jensen, G. M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 1551
33. Drsata, J.; Bousova, I.; Malon, P. J. Pharm. Biomed. Anal. 2005, 37, 1173
34. Unciuleac, M.-C.; Chandramouli, K.; Naik, S.; Mayer, S.; Huynh, B. H.; Johnson, M.; Dean, D. R. Biochemistry 2007, 46, 6812
35. Qi, W.; Cowan, J. A. Chem. Commun. (Cambridge, U. K.) 2011, 47, 4989
36. Miyawaki, A.; Llopis, J.; Heim, R.; McCaffery, J. M.; Adams, J. A.; Ikura, M.; Tsien, R. Y. Nature 1997, 388, 882
37. Hoff, K. G.; Goodlitt, R.; Li, R.; Smolke, C. D.; Silberg, J. J. ChemBioChem 2009, 10, 667
38. Domaille, D. W.; Que, E. L.; Chang, C. J. Nat. Chem. Biol. 2008, 4, 168
39. Honda, M.; Park, J.; Pugh, R. A.; Ha, T.; Spies, M. Mol. Cell 2009, 35, 694
40. Balint, E. E.; Petres, J.; Szabo, M.; Orban, C. K.; Szilagyi, L.; Abraham, B. J. Fluoresc. 2013, 23, 273
41. Krishnamoorthy, K.; Begley, T. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11608
42. Landry, A. P.; Ding, H. J. Biol. Chem. 2014, 289, 4307
43. Lepore, B. W.; Ruzicka, F. J.; Frey, P. A.; Ringe, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 13819
44. Iwema, T.; Picciocchi, A.; Traore, D. A.; Ferrer, J. L.; Chauvat, F.; Jacquamet, L. Biochemistry 2009, 48, 6041
45. MacDonald, R. I. J. Biol. Chem. 1990, 265, 13533
46. Kakuta, Y.; Horio, T.; Takahashi, Y.; Fukuyama, K. Biochemistry 2001, 40, 11007
47. Senda, M.; Kishigami, S.; Kimura, S.; Fukuda, M.; Ishida, T.; Senda, T. J. Mol. Biol. 2007, 373, 382
48. Que, L.; Holm, R. H.; Mortenson, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 463
49. Qi, W.; Li, J.; Chain, C. Y.; Pasquevich, G. A.; Pasquevich, A. F.; Cowan, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10745
50. Comini, M. A.; Krauth-Siegel, R. L.; Bellanda, M. Antioxid. Redox Signaling 2012, 16, 636
51. Kurra, Y.; Odoi, K. A.; Lee, Y. J.; Yang, Y.; Lu, T.; Wheeler, S. E.; Torres-Kolbus, J.; Deiters, A.; Liu, W. R. Bioconjugate Chem. 2014, 25, 1730
52. Barondeau, D. P.; Putnam, C. D.; Kassmann, C. J.; Tainer, J. A.; Getzoff, E. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 12111
53. Miyazaki, K. Methods Enzymol. 2011, 498, 399
54. Koziol, J. Methods Enzymol. 1971, 18, 253
55. Haugland, R. Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals, 6 th ed.; Molecular Probes: Eugene, OR, 1996.
56. Stookey, L. L. Anal. Chem. 1970, 42, 779
57. Suhara, K.; Takemori, S.; Katagiri, M.; Wada, K.; Kobayashi, H. Anal. Biochem. 1975, 68, 632