Studying the conformation of a silaffin-derived pentalysine peptide embedded in bioinspired silica using solution and dynamic nuclear polarization magic-angle spinning NMR

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 17, 2016, Pages 5561-5567

  Geiger, Yasmin ^a   Gottlieb, Hugo E ^a   Akbey, Ümit ^b,c   Oschkinat, Hartmut ^b   Goobes, Gil ^a  

^a BAR ILAN UNIVERSITY   (Israel)

^b LEIBNIZ INSTITUT FÜR MOLEKULARE PHARMAKOLOGIE   (Germany)

^c AARHUS UNIVERSITY   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACIDS; CONFORMATIONS; INTERFACES (MATERIALS); NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PEPTIDES; SILICA;

BIOGENIC MATERIALS; CONFORMATIONAL CHANGE; DYNAMIC NUCLEAR POLARIZATION; FUNCTIONAL PEPTIDES; ISOTOPE ENRICHMENTS; MAGIC ANGLE SPINNING NMR; SECONDARY STRUCTURES; SOLID-STATE NMR SPECTROSCOPY;

MAGIC ANGLE SPINNING;

LYSINE; PENTALYSINE PEPTIDE; PEPTIDE; SILICATE; SILICON DIOXIDE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CARBON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; CONFORMATIONAL TRANSITION; DIATOM; DYNAMIC NUCLEAR POLARIZATION MAGIC ANGLE SPINNING NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; HETERONUCLEAR MULTIPLE BOND CORRELATION; HETERONUCLEAR MULTIPLE QUANTUM COHERENCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN SECONDARY STRUCTURE; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE;

EID: 84969262832     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b07809     Document Type: Article

References (65)

1. Hildebrand, M.; Holton, G.; Joy, D. C.; Doktycz, M. J.; Allison, D. P. J. Microsc. 2009, 235, 172-187.
2. Kröger, N.; Poulsen, N. Annu. Rev. Genet. 2008, 42, 83-107.
3. Fang, Y.; Wu, Q.; Dickerson, M. B.; Cai, Y.; Shian, S.; Berrigan, J. D.; Poulsen, N.; Kroger, N.; Sandhage, K. H. Chem. Mater. 2009, 21, 5704-5710.
4. Lee, S. J.; Huang, C. H.; Shian, S.; Sandhage, K. H. J. Am. Ceram. Soc. 2007, 90, 1632-1636.
5. Bao, Z.; Weatherspoon, M. R.; Shian, S.; Cai, Y.; Graham, P. D.; Allan, S. M.; Ahmad, G.; Dickerson, M. B.; Church, B. C.; Kang, Z.; Abernathy, H. W., III; Summers, C. J.; Liu, M.; Sandhage, K. H. Nature 2007, 446, 172-175.
6. Payne, E. K.; Rosi, N. L.; Xue, C.; Mirkin, C. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5064-5067.
7. Coradin, T.; Lopez, P. J. ChemBioChem 2003, 4, 251-259.
8. Foo, C. W.; Huang, J.; Kaplan, D. L. Trends Biotechnol. 2004, 22, 577-585.
9. Naik, R.; Stone, O. Mater. Today 2005, 8, 18-26.
10. Vrieling, E. G.; Hazelaar, S.; Gieskes, W. W.; Sun, Q.; Beelen, T. P.; Van Santen, R. A. Progress in Molecular and Subcellular Biology; Progress in Molecular and Subcellular Biology; Springer: Berlin, 2003; Vol. 33, pp 301-334.
11. Sumper, M. Science 2002, 295, 2430-2433.
12. Kroger, N.; Sandhage, K. H. MRS Bull. 2010, 35, 122-126.
13. Poulsen, N.; Scheffel, A.; Sheppard, V. C.; Chesley, P. M.; Kröger, N. J. Biol. Chem. 2013, 288, 20100-20109.
14. Kröger, N.; Deutzmann, R.; Sumper, M. Science 1999, 286, 1129-1132.
15. lopez, P. J.; Descles, J.; Allen, A. E.; Bowler, C. Curr. Opin. Biotechnol. 2005, 16, 180-186.
16. Wieneke, R.; Bernecker, A.; Riedel, R.; Sumper, M.; Steinem, C.; Geyer, A. Org. Biomol. Chem. 2011, 9, 5482-5486.
17. Knecht, M. R.; Wright, D. W. Chem. Commun. 2003, 24, 3038-3039.
18. Belton, D.; Paine, G.; Patwardhan, S. V.; Perry, C. C. J. Mater. Chem. 2004, 14, 2231-2241.
19. Kröger, N.; Lorenz, S.; Brunner, E.; Sumper, M. Science 2002, 298, 584-586.
20. Lechner, C. C.; Becker, C. F. W. J. Pept. Sci. 2014, 20, 152-158.
21. Brunner, E.; Richthammer, P.; Ehrlich, H.; Paasch, S.; Simon, P.; Ueberlein, S.; van Pée, K. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9724-9727.
22. Patwardhan, S. V.; Emami, F. S.; Berry, R. J.; Jones, S. E.; Naik, R. R.; Deschaume, O.; Heinz, H.; Perry, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6244-6256.
23. Christiansen, S. C.; Hedin, N.; Epping, J. D.; Janicke, M. T.; del Amo, Y.; Demarest, M.; Brzezinski, M.; Chmelka, B. F. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2006, 29, 170-182.
24. Wisser, D.; Brückner, S. I.; Wisser, F. M.; Althoff-Ospelt, G.; Getzschmann, J.; Kaskel, S.; Brunner, E. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2015, 66-67, 33-39.
25. Roehrich, A.; Drobny, G. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2136-2144.
26. Zane, A. C.; Michelet, C.; Roehrich, A.; Emani, P. S.; Drobny, G. P. Langmuir 2014, 30, 7152-7161.
27. Mirau, P. A.; Serres, J. L.; Lyons, M. Chem. Mater. 2008, 20, 2218-2223.
28. Song, X.; Jiang, Z.; Li, L.; Wu, H. Front. Chem. Sci. Eng. 2014, 8, 353-361.
29. Ravera, E.; Schubeis, T.; Martelli, T.; Fragai, M.; Parigi, G.; Luchinat, C. J. Magn. Reson. 2015, 253, 60-70.
30. Fragai, M.; Luchinat, C.; Martelli, T.; Ravera, E.; Sagi, I.; Solomonov, I.; Udi, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 421-423.
31. Vitzthum, V.; Miéville, P.; Carnevale, D.; Caporini, M. A.; Gajan, D.; Copéret, C.; Lelli, M.; Zagdoun, A.; Rossini, A. J.; Lesage, A.; Emsley, L.; Bodenhausen, G. Chem. Commun. 2012, 48, 1988-1990.
32. Samantaray, M. K.; Alauzun, J.; Gajan, D.; Kavitake, S.; Mehdi, A.; Veyre, L.; Lelli, M.; Lesage, A.; Emsley, L.; Coperet, C.; Thieuleux, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3193-3199.
33. Linden, A. H.; Lange, S.; Franks, W. T.; Akbey, U.; Specker, E.; van Rossum, B. J.; Oschkinat, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19266-19269.
34. Blanc, F.; Chong, S. Y.; McDonald, T. O.; Adams, D. J.; Pawsey, S.; Caporini, M. A.; Cooper, A. I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15290-15293.
35. Ouari, O.; Phan, T.; Ziarelli, F.; Casano, G.; Aussenac, F.; Thureau, P.; Gigmes, D.; Tordo, P.; Viel, S. ACS Macro Lett. 2013, 2, 715-719.
36. Lafon, O.; Thankamony, A. S. L.; Rosay, M.; Aussenac, F.; Lu, X.; Trébosc, J.; Bout-Roumazeilles, V.; Vezin, H.; Amoureux, J. P. Chem. Commun. 2013, 49, 2864-2866.
37. Lafon, O.; Thankamony, A. S. L.; Kobayashi, T.; Carnevale, D.; Vitzthum, V.; Slowing, I. I.; Kandel, K.; Vezin, H.; Amoureux, J. P.; Bodenhausen, G.; Pruski, M. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 1375-1382.
38. Ravera, E.; Michaelis, V. K.; Ong, T. C.; Keeler, E. G.; Martelli, T.; Fragai, M.; Griffin, R. G.; Luchinat, C. ChemPhysChem 2015, 16, 2751-2754.
39. Akbey, Ü.; Altin, B.; Linden, A.; Özçelik, S.; Gradzielski, M.; Oschkinat, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 20706-20716.
40. Lelli, M.; Gajan, D.; Lesage, A.; Caporini, M. A.; Vitzthum, V.; Mieville, P.; Heroguel, F.; Rascon, F.; Roussey, A.; Thieuleux, C.; Boualleg, M.; Veyre, L.; Bodenhausen, G.; Coperet, C.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2104-2107.
41. Corzilius, B.; Michaelis, V. K.; Penzel, S. A.; Ravera, E.; Smith, A. A.; Luchinat, C.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11716-11727.
42. Lesage, A.; Lelli, M.; Gajan, D.; Caporini, M. A.; Vitzthum, V.; Mieville, P.; Alauzun, J.; Roussey, A.; Thieuleux, C.; Mehdi, A.; Bodenhausen, G.; Coperet, C.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15459-15461.
43. Vitzthum, V.; Borcard, F.; Jannin, S.; Morin, M.; Miéville, P.; Caporini, M. A.; Sienkiewicz, A.; Gerber-Lemaire, S.; Bodenhausen, G. ChemPhysChem 2011, 12, 2929-2932.
44. Lafon, O.; Rosay, M.; Aussenac, F.; Lu, X.; Trebosc, J.; Cristini, O.; Kinowski, C.; Touati, N.; Vezin, H.; Amoureux, J. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8367-8370.
45. Lee, D.; Monin, G.; Duong, N. T.; Lopez, I. Z.; Bardet, M.; Mareau, V.; Gonon, L.; De Paepe, G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13781-13788.
46. Hall, D. A. D.; Gerfen, G. L.; Inati, S. J.; Becerra, L. R.; Dahlquist, F. W.; Griffin, R. G. Science 1997, 276, 930-932.
47. Rosay, M.; Lansing, J. C.; Haddad, K. C.; Bachovchin, W. W.; Herzfeld, J.; Temkin, R. J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13626.
48. Bajaj, V. S.; Mak-Jurkauskas, M. L.; Belenky, M.; Herzfeld, J.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 9244.
49. Debelouchina, G. T.; Bayro, M. J.; Fitzpatrick, A. W.; Ladizhansky, V.; Colvin, M. T.; Caporini, M. A.; Jaroniec, C. P.; Bajaj, V. S.; Rosay, M.; MacPhee, C. E.; Vendruscolo, M.; Maas, W. E.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19237-19247.
50. Takahashi, H.; Ayala, I.; Bardet, M.; De Paepe, G.; Simorre, J. P.; Hediger, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5105-5110.
51. Ben Shir, I.; Kababya, S.; Schmidt, A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9691-9702.
52. Bertermann, R.; Kröger, N.; Tacke, R. Anal. Bioanal. Chem. 2003, 375, 630-634.
53. Lutz, K.; Gröger, C.; Sumper, M.; Brunner, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2812-2815.
54. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. Y.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7587-7593.
55. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. I.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3057-3068.
56. L'Espinose de la Caillerie, J. B.; Aimeur, M. R.; El Kortobi, Y.; Legrand, A. P. J. J. Colloid Interface Sci. 1997, 194, 434-439.
57. Patwardhan, S. V.; Maheshwari, R.; Mukherjee, N.; Kiick, K. L.; Clarson, S. J. Biomacromolecules 2006, 7, 491-497.
58. Linden, A. H.; Franks, W. T.; Akbey, Ü.; Lange, S.; van Rossum, B. J.; Oschkinat, H. J. Biomol. NMR 2011, 51, 283-292.
59. Hohwy, M.; Rienstra, C. M.; Jaroniec, C. P.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1999, 110, 7983-7992.
60. Takahashi, H.; Lee, D.; Dubois, L.; Bardet, M.; Hediger, S.; De Paëpe, G. Angew. Chem. 2012, 124, 11936-11939.
61. Yokoi, T.; Seo, S.; Chino, N.; Shimojima, A.; Okubo, T. Microporous Mesoporous Mater. 2009, 124, 123-130.
62. Srinivasan, G.; Sander, L. C.; Müller, K. Anal. Bioanal. Chem. 2005, 384, 514-524.
63. Ossenkamp, G. C.; Kemmitt, T.; Johnston, J. H. Chem. Mater. 2001, 13, 3975-3980.
64. Senior, L.; Crump, M. P.; Williams, C.; Booth, P. J.; Mann, S.; Perriman, A. W.; Curnow, P. J. Mater. Chem. B 2015, 3, 2607-2614.
65. Massiot, D.; Fayon, F.; Capron, M.; King, I.; Le Calve, S.; Alonso, A.; Durand, J. O.; Bujoli, B.; Gan, Z.; Hoatson, G. Magn. Reson. Chem. 2002, 40, 70-76.