Journal of the American Chemical Society
Article
J. T.; Morrison, D. K.; Mungall, C.; O’Farrell, P. H.; Pickeral, O. K.;
Shue, C.; Vosshall, L. B.; Zhang, J.; Zhao, Q.; Zheng, X. Q. H.; Zhong,
F.; Zhong, W. Y.; Gibbs, R.; Venter, J. C.; Adams, M. D.; Lewis, S.
Science 2000, 287, 2204−2215.
(19) (a) Simanek, E. E.; Huang, D. H.; Pasternack, L.; Machajewski,
T. D.; Seitz, O.; Millar, D. S.; Dyson, H. J.; Wong, C. H. J. Am. Chem.
Soc. 1998, 120, 11567−11575. (b) Verdecia, M. A.; Bowman, M. E.;
Lu, K. P.; Hunter, T.; Noel, J. P. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 639−643.
(20) (a) Ruiz-Carrillo, D.; Koch, B.; Parthier, C.; Wermann, M.;
Dambe, T.; Buchholz, M.; Ludwig, H. H.; Heiser, U.; Rahfeld, J. U.;
Stubbs, M. T.; Schilling, S.; Demuth, H. U. Biochemistry 2011, 50,
6280−6288. (b) Patino, E.; Kotzsch, A.; Saremba, S.; Nickel, J.;
Schmitz, W.; Sebald, W.; Mueller, T. D. Structure 2011, 19, 1864−
1875.
(2) Hart, G. W.; Slawson, C.; Ramirez-Correa, G.; Lagerlof, O. Annu.
Rev. Biochem. 2011, 80, 825−858.
́ ̀ ́
(3) (a) Buee, L.; Bussiere, T.; Buee-Scherrer, V.; Delacourte, A.; Hof,
P. R. Brain Res. Rev. 2000, 33, 95−130. (b) Hernandez, F.; Avila, J.
Cell. Mol. Life Sci. 2007, 64, 2219−2233.
(4) Jeganathan, S.; von Bergen, M.; Brutlach, H.; Steinhoff, H.-J.;
Mandelkow, E. Biochemistry 2006, 45, 2283−2293.
(21) (a) Szilak, L.; Moitra, J.; Krylov, D.; Vinson, C. Nat. Struct. Biol.
1997, 4, 112−114. (b) Andrew, C. D.; Warwicker, J.; Jones, G. R.;
Doig, A. J. Biochemistry 2002, 41, 1897−1905.
(5) (a) Lippens, G.; Wieruszeski, J.-M.; Leroy, A.; Smet, C.; Sillen,
́
A.; Buee, L.; Landrieu, I. ChemBioChem 2004, 5, 73−78. (b) Smet, C.;
Leroy, A.; Sillen, A.; Wieruszeski, J.-M.; Landrieu, I.; Lippens, G.
ChemBioChem 2004, 5, 1639−1646. (c) Landrieu, I.; Lacosse, L.;
Leroy, A.; Wieruszeski, J. M.; Trivelli, X.; Sillen, A.; Sibille, N.;
Schwalbe, H.; Saxena, K.; Langer, T.; Lippens, G. J. Am. Chem. Soc.
2006, 128, 3575−3583. (d) Smet-Nocca, C.; Broncel, M.; Wieruszeski,
J. M.; Tokarski, C.; Hanoulle, X.; Leroy, A.; Landrieu, I.; Rolando, C.;
Lippens, G.; Hackenberger, C. P. R. Mol. BioSyst. 2011, 7, 1420−1429.
(e) Sibille, N.; Huvent, I.; Fauquant, C.; Verdegem, D.; Amniai, L.;
Leroy, A.; Wieruszeski, J. M.; Lippens, G.; Landrieu, I. Proteins 2012,
80, 454−462. (f) Theillet, F. X.; Smet-Nocca, C.; Liokatis, S.;
Thongwichian, R.; Kosten, J.; Yoon, M. K.; Kriwacki, R. W.; Landrieu,
I.; Lippens, G.; Selenko, P. J. Biomol. NMR 2012, 54, 217−236.
(6) Broncel, M.; Krause, E.; Schwarzer, D.; Hackenberger, C. P. R.
Chem.Eur. J. 2012, 18, 2488−2492.
(22) Wishart, D. S.; Sykes, B. D. J. Biomol. NMR 1994, 4, 171−180.
(23) (a) Serrano, L.; Fersht, A. R. Nature 1989, 342, 296−299.
(b) Doig, A. J.; Baldwin, R. L. Protein Sci. 1995, 4, 1325−1336.
(c) Aurora, R.; Rose, G. D. Protein Sci. 1998, 7, 21−38. (d) MacArthur,
M. W.; Thornton, J. M. J. Mol. Biol. 1991, 218, 397−412.
(24) Cammers-Goodwin, A.; Allen, T. J.; Oslick, S. L.; McClure, K.
F.; Lee, J. H.; Kemp, D. S. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3082−3090.
(25) Bibow, S.; Ozenne, V.; Biernat, J.; Blackledge, M.; Mandelkow,
E.; Zweckstetter, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15842−15845.
(26) (a) Cochran, D. A. E.; Doig, A. J. Protein Sci. 2001, 10, 1305−
1311. (b) Cochran, D. A. E.; Penel, S.; Doig, A. J. Protein Sci. 2001, 10,
463−470.
(27) (a) O’Neil, K. T.; Degrado, W. F. Science 1990, 250, 646−651.
(b) Blaber, M.; Zhang, X. J.; Matthews, B. W. Science 1993, 260,
1637−1640. (c) Zondlo, S. C.; Lee, A. E.; Zondlo, N. J. Biochemistry
2006, 45, 11945−11957.
(7) Bielska, A. A.; Zondlo, N. J. Biochemistry 2006, 45, 5527−5537.
(8) Liu, F.; Iqbal, K.; Grundke-Iqbal, I.; Hart, G. W.; Gong, C. X.
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 10804−10809.
(28) Mukrasch, M. D.; von Bergen, M.; Biernat, J.; Fischer, D.;
Griesinger, C.; Mandelkow, E.; Zweckstetter, M. J. Biol. Chem. 2007,
282, 12230−12239.
(9) Yuzwa, S. A.; Shan, X. Y.; Macauley, M. S.; Clark, T.;
Skorobogatko, Y.; Vosseller, K.; Vocadlo, D. J. Nat. Chem. Biol.
2012, 8, 393−399.
́
(29) (a) Radhakrishnan, I.; Perez-Alvarado, G. C.; Dyson, H. J.;
(10) Wang, J. Z.; Xia, Y. Y.; Grundke-Iqbal, I.; Iqbal, K. J. Alzheimer’s
Dis. 2013, 33, S123−S139.
Wright, P. E. FEBS Lett. 1998, 430, 317−322. (b) Tholey, A.;
Lindemann, A.; Kinzel, V.; Reed, J. Biophys. J. 1999, 76, 76−87.
(c) Bienkiewicz, E. A.; Lumb, K. J. J. Biomol. NMR 1999, 15, 203−206.
(d) Wong, S. E.; Bernacki, K.; Jacobson, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109,
5249−5258. (e) Lee, K. K.; Joo, C.; Yang, S.; Han, H.; Cho, M. J.
Chem. Phys. 2007, 126. (f) Kim, S. Y.; Jung, Y.; Hwang, G. S.; Han, H.;
Cho, M. Proteins 2011, 79, 3155−3165.
(11) Arsequell, G.; Krippner, L.; Dwek, R. A.; Wong, S. Y. C. Chem.
Commun. 1994, 2383−2384.
(12) Sjolin, P.; Elofsson, M.; Kihlberg, J. J. Org. Chem. 1996, 61,
̈
560−565.
(13) (a) Thomas, K. M.; Naduthambi, D.; Tririya, G.; Zondlo, N. J.
Org. Lett. 2005, 7, 2397−2400. (b) Pandey, A. K.; Naduthambi, D.;
Thomas, K. M.; Zondlo, N. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4333−
4363.
(30) Vuister, G. W.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 7772−7777.
(31) (a) Hol, W. G. J.; Vanduijnen, P. T.; Berendsen, H. J. C. Nature
1978, 273, 443−446. (b) Radhakrishnan, I.; Perez-Alvarado, G. C.;
Parker, D.; Dyson, H. J.; Montminy, M.; Wright, P. E. Cell 1997, 91,
741−752. (c) Szilak, L.; Moitra, J.; Vinson, C. Protein Sci. 1997, 6,
1273−1283. (d) Signarvic, R. S.; DeGrado, W. F. J. Mol. Biol. 2003,
334, 1−12. (e) Errington, N.; Doig, A. J. Biochemistry 2005, 44, 7553−
7558. (f) Balakrishnan, S.; Zondlo, N. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128,
5590−5591. (g) Zondlo, S. C.; Gao, F.; Zondlo, N. J. J. Am. Chem. Soc.
2010, 132, 5619−5621. (h) Smart, J. L.; McCammon, J. A. Biopolymers
1999, 49, 225−233.
(14) (a) Williamson, M. P. Biochem. J. 1994, 297, 249−260.
(b) Adzhubei, A. A.; Sternberg, M. J. E.; Makarov, A. A. J. Mol. Biol.
2013, 425, 2100−2132.
(15) (a) Brown, A. M.; Zondlo, N. J. Biochemistry 2012, 51, 5041−
5051. (b) Kelly, M. A.; Chellgren, B. W.; Rucker, A. L.; Troutman, J.
M.; Fried, M. G.; Miller, A. F.; Creamer, T. P. Biochemistry 2001, 40,
14376−14383. (c) Rucker, A. L.; Pager, C. T.; Campbell, M. N.;
Qualls, J. E.; Creamer, T. P. Proteins 2003, 53, 68−75. (d) Sreerama,
N.; Woody, R. W. Biochemistry 1994, 33, 10022−10025. (e) Woody,
R. W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8234−8245.
(32) See the Supporting Information for details.
(33) Creamer, T. P. Proteins 1998, 33, 218−226.
(16) (a) Shi, Z. S.; Olson, C. A.; Rose, G. D.; Baldwin, R. L.;
Kallenbach, N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 9190−9195.
(b) Ding, L.; Chen, K.; Santini, P. A.; Shi, Z.; Kallenbach, N. R. J. Am.
Chem. Soc. 2003, 125, 8092−8093. (c) Chen, K.; Liu, Z. G.; Zhou, C.
H.; Shi, Z. S.; Kallenbach, N. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10146−
10147. (d) Shi, Z.; Chen, K.; Liu, Z.; Ng, A.; Bracken, W. C.;
Kallenbach, N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 17964−
17968. (e) Lam, S. L.; Hsu, V. L. Biopolymers 2003, 69, 270−281.
(17) (a) Dunbrack, R. L., Jr.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1993, 230,
543−574. (b) Lovell, S. C.; Word, J. M.; Richardson, J. S.; Richardson,
D. C. Proteins 2000, 40, 389−408. (c) Vijayakumar, M.; Qian, H.;
Zhou, H. X. Proteins 1999, 34, 497−507. (d) Eswar, N.; Ramakrishnan,
C. Protein Eng. 2000, 13, 227−238.
(34) (a) Bretscher, L. E.; Jenkins, C. L.; Taylor, K. M.; DeRider, M.
L.; Raines, R. T. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 777−778.
(b) Hinderaker, M. P.; Raines, R. T. Protein Sci. 2003, 12, 1188−
1194. (c) Hodges, J. A.; Raines, R. T. Org. Lett. 2006, 8, 4695−4697.
(d) Bartlett, G. J.; Choudhary, A.; Raines, R. T.; Woolfson, D. N. Nat.
Chem. Biol. 2010, 6, 615−620. (e) Choudhary, A.; Fry, C. G.; Kamer,
K. J.; Raines, R. T. Chem. Commun. 2013, 49, 8166−8168.
(f) Newberry, R. W.; VanVeller, B.; Guzei, I. A.; Raines, R. T. J.
Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7843−7846. (g) Zondlo, N. J. Nat. Chem.
Biol. 2010, 6, 567−568.
(35) Du, J.-T.; Li, Y.-M.; Wei, W.; Wu, G.-S.; Zhao, Y.-F.; Kanazawa,
K.; Nemoto, T.; Nakanishi, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16350−
16351.
(18) Mukrasch, M. D.; Bibow, S.; Korukottu, J.; Jeganathan, S.;
Biernat, J.; Griesinger, C.; Mandelkow, E.; Zweckstetter, M. PLoS Biol.
2009, 7, 399−414.
(36) Horng, J. C.; Raines, R. T. Protein Sci. 2006, 15, 74−83.
(37) (a) Ubersax, J. A.; Ferrell, J. E. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 8,
530−541. (b) Chen, S.; Chen, F.; Li, W. Mol. Biol. Evol. 2010, 27,
3815
dx.doi.org/10.1021/ja407156m | J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3803−3816