Electrostatic versus nonelectrostatic effects in DNA sequence discrimination by divalent ions Mg2+ and Mn2+

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 22, 2007, Pages 6272-6279

  Solt, Iván ^a,b   Simon, István ^a   Császár, Attila G ^b   Fuxreiter, Monika ^a  

^a INSTITUTE OF EXPERIMENTAL MEDICINE   (Hungary)

^b EÖTVÖS LORÁND UNIVERSITY   (Hungary)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING SITES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; ELECTROSTATICS; ENZYME KINETICS; MAGNESIUM; POSITIVE IONS;

NUCLEOBASE; PHOSPHORYL TRANSFER ENZYMES; RESTRICTION ENDONUCLEASES;

DNA SEQUENCES;

EID: 84962439569     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0668192     Document Type: Article

References (74)

1. Serganov, A.; Polonskaia, A.; Phan, A. T.; Breaker, R. R.; Patel, D. J. Nature 2006, 441, 1167.
2. Choi, C. J.; Kanthasamy, A.; Anantharam, V.; Kanthasamy, A. G. Neurotoxicology 2006, 27, 777.
3. Duan, J.; Nilsson, L. Biochemistry 2006, 45, 7483.
4. Binolfi, A.; Rasia, R. M.; Bertoncini, C. W.; Ceolin, M.; Zweck-stetter, M.; Griesinger, C.; Jovin, T. M.; Fernandez, C. O. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9893.
5. Minagawa, A.; Takaku, H.; Ishii, R.; Takagi, M.; Yokoyama, S.; Nashimoto, M. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 3811.
6. Ye, Q. Z.; Xie, S. X.; Ma, Z. Q.; Huang, M.; Hanzlik, R. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 9470.
7. Cowan, I. A. Biometals 2002, 15, 225.
8. Sreedhara, A.; Cowan, J. A. Biometals 2002, 15, 211.
9. Yang, W.; Lee, J. Y.; Nowotny, M. Mol Cell 2006, 22, 5.
10. Sträter, N.; Lipscomb, W. N.; Klabunde, T.; Krebs, B. Angew. Chem., Int. Ed. Eng. 1996, 35, 2024.
11. Herschlag, D.; Jencks, W. P. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7587.
12. Woodson, S. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 104.
13. Hud, N. V.; Polak, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 293.
14. Cowan, J. A.; Huang, H. W.; Hsu, L. Y. J. Inorg. Biochem. 1993, 52, 121.
15. Subirana, J. A.; Soler-Lopez, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 27.
16. Minasov, G.; Tereshko, V.; Egli, M. J. Mol. Biol. 1999, 291, 83.
17. Chiu, T. K.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 2000, 301, 915.
18. Huang, H. W.; Li, D.; Cowan, J. A. Biochimie 1995, 77, 729.
19. Roberts, R. J.; Halford, S. E. Type II restriction endonucleases. In Nucleuses; Linn, S. M., Lloyd, R. S., Roberts, R. I., Eds.; Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, NY 1993; pp 35.
20. Taylor, J. D.; Halford, S. Biochemistry 1989, 28, 6198.
21. Engler, L. E.; Sapienza, P.; Dorner, L. F.; Kucera, R.; Schildkraut, I.; Jen-Jacobson, L. J. Mol. Biol. 2001, 307, 619.
22. Conlan, L. H.; Dupureur, C. M. Biochemistry 2002, 41, 1335.
23. Bowen, L. M.; Dupureur, C. M. Biochemistry 2003, 42, 12643.
24. Vermote, C. L.; Halford, S. E. Biochemistry 1992, 31, 6082.
25. Hsu, M.; Berg, P. Biochemistry 1978, 17, 131.
26. Xu, S. Y.; Schildkraut, I. J. Bacterial. 1991, 173, 5030.
27. Thielking, V.; Selent, U.; Kohler, E.; Landgraf, A.; Wolfes, H.; Alves, J.; Pingoud, A. Biochemistry 1992, 31, 3727.
28. Pingoud, A.; Fuxreiter, M.; Pingoud, V.; Wende, W. Cell. Mol. Life Sci. 2005, 62, 685.
29. Dupureur, C. M.; Dominguez, M. A., Jr. Biochemistry 2001, 40, 387.
30. Etzkorn, C.; Horton, N. C. J. Mol. Biol. 2004, 343, 833.
31. Horton, N. C.; Perona, J. J. Biochemistry 2004, 43, 6841.
32. Kielkopf, C. L.; Ding, S.; Kuhn, P.; Rees, D. C. J. Mol. Biol. 2000, 296, 787.
33. Sponer, J.; Burda, J. V.; Sabat, M.; Leszczynski, J.; Hobza, P. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5951.
34. Sponer, J.; Sychrovsky, V.; Hobza, P.; Sponer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 2772.
35. Petrov, A. S.; Lamm, G.; Pack, G. R. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3294.
36. Petrov, A. S.; Pack, G. R.; Lamm, G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6072.
37. Baldwin, G. S.; Vipond, I. B.; Halford, S. E. Biochemistry 1995, 34, 705.
38. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618.
39. Jansen, H. B.; Ross, P. Chem. Phys. Lett. 1969, 3, 140.
40. Boys, S. B.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
41. Glendening, E. D.; Streitwieser, A. J. Chem. Phys. 1993, 100, 2900.
42. Glendening, E. D. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2473.
43. Schenter, G. K.; Glendening, E. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17152.
44. GaussView 3.09; Gaussian, Inc.: Pittsbourgh, PA, 2005.
45. Roothan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.
46. Roothan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1960, 32, 179.
47. Pulay, P. Mol. Phys. 1969, 17, 197.
48. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. V.; Pople, J. A. Molecular Orbital Theory, Wiley: New York, 1986.
49. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. Comput. Chem. 1983, 4.
50. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
51. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
52. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
53. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
54. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
55. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. 1980, 58, 1200.
56. McLean, A. D.; Chandler, G. S. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639.
57. Schäfer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571.
58. Hurley, M. M.; Pacios, L. F.; Christiansen, P. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 6840.
59. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta. 1973, 28, 213.
60. Francl, M. M.; Petro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
61. Rassolov, V.; Pople, J. A.; Ratner, M.; Windus, T. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1223.
62. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Kiene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. I.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.; Wallingford, CT, 2004.
63. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
64. Balabanov, N. B.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064107.
65. Weinhold, F.; Landis, C. R. Chem. Educ.: Res. Pract. 2001, 2, 91.
66. Glendening, E. D.; Badenhoop, J. K.; Reed, A. E.; Carpenter, J. E.; Bohmann, J. A.; Morales, C. M.; Weinhold., F. NBO 5.0; Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin: Madison, 2001.
67. Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. In Theory and Applications of Computational Chemistry, The First Forty Years; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam 2005; pp 1167.
68. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. J.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
69. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117.
70. Miertus, S.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1982, 65, 239.
71. Glusker, J. P. Adv. Prot. Chem. 1991, 42, 1.
72. Dudev, T.; Cowan, J. A.; Linn, C. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7665.
73. Lamm, G.; Pack, G. R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 959.
74. Sam, M. D.; Horton, N. C.; Nissan, T. A.; Perona, J. J. J. Mol. Biol. 2001, 306, 851.