The nonplanarity of the peptide group: Molecular dynamics simulations with a polarizable two-state model for the peptide bond

Journal of Chemical Physics

Volumn 112, Issue 11, 2000, Pages 5230-5241

  Rick, Steven W ^a   Cachau, R E ^a  

^a SAIC FREDERICK INC   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000965020     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.481078     Document Type: Article

References (83)

1. L. Pauling, The Nature of the Chemical Bond (Cornell University Press, Ithaca, NY, 1960).
2. G. A. Jeffrey and W. Saenger, Hydrogen Bonding in Biological Structures (Springer-Verlag, Heidelberg, 1991).
3. M. W. MacArthur and J. M. Thornton, J. Mol. Biol. 264, 1180 (1996).
4. E. J. Dodson, G. J. Davis, V. S. Lamzin, G. N. Murshudov, and K. S. Wilson, Structure 6, 685 (1998).
5. I. M. Klotz and J. S. Franzen, J. Am. Chem. Soc. 84, 3461 (1962).
6. A. Wada, Adv. Biophys. 9, 1 (1976).
7. P. T. van Duijnen and B. T. Thole, Biopolymers 21, 1749 (1982).
8. H. Guo and M. Karplus, J. Phys. Chem. 98, 7104 (1994).
9. R. Ludwig, F. Weinhold, and T, C. Farrar, J. Chem. Phys. 107, 499 (1997).
10. F. H. Stillinger and C. W. David, J. Chem. Phys. 69, 1473 (1978).
11. P. Barnes, J. L. Finney, J. D. Nicholas, and J. E. Quinn, Nature (London) 282, 459 (1979).
12. T. P. Lybrand and P. A. Kollman, J. Chem. Phys. 83, 2923 (1985).
13. J. A. C. Rullman and P. T. van Duijnen, Mol. Phys. 63, 451 (1988).
14. M. Sprik and M. L. Klein, J. Chem. Phys. 89, 7556 (1988).
15. P. Ahlström, A. Wallqvist, S. Engström, and B. Jönsson, Mol. Phys. 68, 563 (1989).
16. P. Cieplak, P. Kollman, and T. Lybrand. J. Chem. Phys. 92, 6755 (1990).
17. S. Kuwajima and A. Warshel, J. Phys. Chem. 94, 960 (1990).
18. L. X. Dang, J. Chem. Phys. 97, 2659 (1992).
19. R. E. Kozack and P. C Jordan, J. Chem. Phys. 96, 3120 (1992).
20. A. Wallqvist and B. J. Berne, J. Phys. Chem. 97, 13841 (1993).
21. D. N. Bernardo, Y. Ding, K. Krogh-Jespersen, and R. M. Levy, J. Phys. Chem. 98, 4180 (1994).
22. J. W. Caldwell and P. A. Kollman, J. Phys. Chem. 99, 6208 (1995).
23. J. Blodholt, M. Sampoli, and R. Vallauri, Mol. Phys. 86, 149 (1996).
24. A. A. Chialvo and P. T. Cummings, J. Chem. Phys. 105, 8274 (1996).
25. S.-B. Zhu, S. Singh, and G. W. Robinson, J. Chem. Phys. 95, 2791 (1991).
26. S. W. Rick, S. J. Stuart, and B. J. Berne, J. Chem. Phys. 101, 6141 (1994).
27. S. W. Rick and B. J. Berne, J. Am. Chem. Soc. 118, 672 (1996).
28. B.-C. Perng, M. D. Newton, F. O. Raineri, and H. L. Friedman, J. Chem. Phys. 104, 7153 (1996).
29. I. M. Svishchev, P. G. Kusalik, P. G. Wang, and R. J. Boyd, J. Chem. Phys. 105, 4742 (1996).
30. M. J. Field, Mol. Phys. 91, 835 (1997).
31. Y.-P. Liu, K. Kim, B. J. Berne, R. A. Friesner, and S. W. Rick, J. Chem. Phys. 108, 4739 (1998).
32. J. L. Banks, G. A. Kaminski, R. Zhou, D. T. Mainz, B. J. Berne, and R. A. Friesner, J. Chem. Phys. 110, 741 (1999).
33. H. C. Andersen, J. Chem. Phys. 72, 2384 (1980).
34. S. Nosé. Mol. Phys. 52, 255 (1984).
35. R. Car and M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 55, 2471 (1985).
36. A. Warshel and R. M. Weiss, J. Am. Chem. Soc. 102, 6218 (1980).
37. J. Lobaugh and G. A. Voth, J. Chem. Phys. 104, 2056 (1996).
38. D. E. Sagnella and M. E. Tuckerman, J. Chem. Phys. 108, 2073 (1998).
39. R. Vuilleumier and D. Borgis, J. Phys. Chem. B 102, 4261 (1998).
40. F. C. Bernstein, T. F. Koetzle, G. J. Williams, E. E. Meyer, Jr., M. D. Brice, J. R. Rodgers, O. Kennard, T. Shimanouchi, and M. Tasumi, J. Mol. Biol. 112, 535 (1977).
41. W. A. Hendrickson, Methods Enzymol. 115, 252 (1985).
42. A. T. Brünger, J. Kuriyan, and M. Karplus, Science 235, 458 (1987).
43. D. E. Stewart, A. Sarkar, and J. E. Wampler, J. Mol. Biol. 214, 253 (1990).
44. J. A. McCammon and S. C. Harvey, Dynamics of Proteins and Nuclaic Acids (Cambridge University Press, Cambridge, 1987).
45. W. D. Cornell, P. Cieplak, C. I. Bayly, I. R. Gould, K. M. Merz, D. M. Ferguson, D. C. Spellmeyer, T. Fox, J. W. Caldwell, and P. A. Kollman, J. Am. Chem. Soc. 117, 5179 (1995).
46. G. Gilli, V. Bertolasi, F. Bellucci, and V. Ferretti, J. Am. Chem. Soc. 108, 2420 (1986).
47. D. van Belle, M. F. G. Lippens, and S. J. Wodak, Mol. Phys. 77, 239 (1992).
48. J. P. Ryckaert, G. Ciccotti, and H. J. C. Berendsen, J. Comput. Phys. 23, 327 (1977).
49. D. K. Remler and P. A. Madden, Mol. Phys. 70, 921 (1990).
50. D. J. Tannor, B. Marten, R. Murphy, R. A. Friesner, D. Sitkoff, A. Nicholls, M, Ringnalda, W. A. Goddard III, and B. Honig, J. Am. Chem. Soc. 116, 11875 (1994).
51. CRC Handbook of Chemistry and Physics, edited by R. C. Weast (CRC Press, Boca Raton, FL, 1985-1986), Vol. 66.
52. J. Applequist, J. R. Carl, and K.-K. Fung, J. Am. Chem. Soc. 94, 2952 (1972).
53. W. G. Hoover, Phys. Rev. A 31, 1695 (1985).
54. G. J. Martyna, D. J. Tobias, and M. L. Klein, J. Chem. Phys. 101, 4177 (1994).
55. W. S. Young and C. L. Brooks III, J. Mol. Biol. 259, 560 (1996).
56. J. A. McCammon, S, H. Northrup, M. Karplus, and R. M. Levy, Biopoly- mers 19, 2033 (1980).
57. V. Daggett, P. A. Kollman, and I. D. Kuntz, Biopolymers 31, 1115 (1991).
58. F. M. DiCapua, S. Swaminathan, and D. L. Beveridge, J. Am. Chem. Soc. 113, 6145 (1991).
59. A. Daggett and M. Levitt, J. Mol. Biol. 223, 1121 (1992).
60. Y. Okamoto and U. H. E. Hansmann, J. Phys. Chem. 99, 11276 (1995).
61. L. Wang, T. O'Connell, A. Tropsha, and J. Hermans, Biopolymers 39, 479 (1995).
62. Y. Wang and K. Kuczera, J. Phys. Chem. B 101, 5205 (1997).
63. M. Takano, T. Takahashi, and K. Nagayama, Phys. Rev. Lett. 80, 5691 (1998).
64. R. A. Bertsch, N. Vaidehi, S. I. Chen, and W. A. Goddard III, Proteins 33, 343 (1998).
65. S. Samuelson and G. J. Martyna, J. Chem. Phys. 109, 11061 (1998).
66. C. L. Brooks III, Curr. Opin. Struct. Biol. 8, 222 (1998).
67. J. G. Savin and P. G. Wolynes, J. Mol. Biol. 257, 199 (1996).
68. D. Suckau, Y. Shi, S. C. Beu, M. W. Senko, J. P. Quinn, F. M. Wampler, and R. W. McLafferty, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 790 (1993).
69. B. A. Collings and D. J. Douglas, J. Am. Chem. Soc. 118, 4488 (1996).
70. D. S. Gross, P. D. Schnier, S. E. Rodriguez-Cruz, C. K. Fagerquist, and E. R. Williams, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 267, 1483 (1996).
71. Y. Mao, J. Woenckhaus, J. Kolafa, M. A. Ratner, and M. F. Jarrold, J. Am. Chem. Soc. 121, 2712 (1999).
72. P. A. Thompson, W. A. Eaton, and J. Hofrichter, Biochemistry 36, 9200 (1997).
73. B. H. Zimm and J. K. Bragg, J. Chem. Phys. 31, 526 (1959).
74. J. Wojcik, K.-H. Altman, and H. A. Scheraga, Biopolymers 30, 121 (1990).
75. A. Chakrabartty, T. Kortemme, and R. L. Baldwin, Protein Sci. 3, 843 (1994).
76. A. Chakrabartty and R. L. Baldwin, in Protein Folding: In Vivo and In Vitro, edited by J. Cleland and J. King (American Chemical Society, Washington, DC, 1993), p. 166.
77. D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications (Academic, San Diego, 1996).
78. S. Williams, T. P. Causgrove, R. Gilmanshin, K. S. Fang, R. H. Callender, W. H. Woodruff, and R. B. Dyer, Biochemistry 35, 691 (1996).
79. R. Gilmanshin, S. Williams, R. H. Callender, W. H. Woodruff, and R. B. Dyer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 3709 (1997).
80. C. Cox, V. G. Young, Jr., and T. Lectka, J. Am. Chem. Soc. 119, 2307 (1997).
81. S. Scheiner and C. W. Kern, J. Am. Chem. Soc. 99, 7042 (19).
82. W. L. Jorgensen and J. Gao, J. Am. Chem. Soc. 110, 4212 (1988).
83. P. Cieplak and P. Kollman, J. Comput. Chem. 12, 1232 (1991).