Thermal unfolding of unsolvated cytochrome c: Experiment and molecular dynamics simulations

Journal of the American Chemical Society

Volumn 121, Issue 12, 1999, Pages 2712-2721

  Mao, Yi ^a   Woenckhaus, Jürgen ^a   Kolafa, Jiri ^a,b   Ratner, Mark A ^a   Jarrold, Martin F ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b INSTITUTE OF CHEMICAL PROCESS FUNDAMENTALS   (Czech Republic)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYTOCHROME C;

ARTICLE; CRYSTAL STRUCTURE; ENTROPY; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE; STRUCTURE ANALYSIS; TEMPERATURE DEPENDENCE;

EID: 0033620367     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja980324b     Document Type: Article

References (59)

1. Lazaridis, T.; Archontis, G.; Karplus, M. Adv. Protein Chem. 1995, 47, 307.
2. Makhatadze, G. I.; Privalov, P. Adv. Protein Chem. 1995, 47, 231.
3. Winger, B. E.; Light-Wahl, K. J.; Rockwood, A. L.; Smith, R. D. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5897.
4. Suckau, D.; Shi, Y.; Beu, S. C.; Senko, M. W.; Quinn, J. P.; Wampler, F. M.; McLafferty, F. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 790. Wood, T. D.; Chorush, R. A.; Wampler, F. M.; Little, D. P.; O'Connor, P. B.; McLafferty, F. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 2451.
5. Suckau, D.; Shi, Y.; Beu, S. C.; Senko, M. W.; Quinn, J. P.; Wampler, F. M.; McLafferty, F. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 790. Wood, T. D.; Chorush, R. A.; Wampler, F. M.; Little, D. P.; O'Connor, P. B.; McLafferty, F. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 2451.
6. McLafferty, F. W.; Guan, Z.; Haupts, U.; Wood, T. D.; Kelleher, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4732.
7. Covey, T. R.; Douglas, D. J. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1993, 4, 616.
8. Douglas, D. J. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1994, 5, 17.
9. Collings, B. A.; Douglas, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 11, 4488.
10. Cox, K. A.; Julian, R. K.; Cooks, R. G.; Kaiser, R. E. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1994, 5, 127.
11. Reimann, C. T.; Quist, A. P.; Kopniczky, J.; Sundqvist, B. U. R.; Erlandsson, R.; Tengvall, P. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 1994, 88, 29.
12. Quist, A. P.; Ahlbom, J.; Reimann, C. T.; Sundqvist, B. U. R. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 1994, 88, 164.
13. Sullivan, P. A.; Axelsson, J.; Altman, S.; Quist, A. P.; Sundqvist, B. U. R.; Reimann, C. T. J. Mass Spectrom. 1995, 7, 329.
14. Gross, D. S.; Schnier, P. D.; Rodriguez-Cruz, S. E.; Fagerquist, C. K.; Williams, E. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 3143.
15. Von Helden, G.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Science 1995, 267, 1483.
16. Wyttenbach, T.; Von Helden, G.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8355.
17. Cassady, C. J.; Carr, S. R. J. Mass Spectrom. 1996, 31, 247.
18. Camara, E.; Green, M. K.; Penn, S. G.; Lebrilla, C. B. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8751.
19. Valentine, S. J.; Clemmer, D. E. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 3891.
20. Valentine, S. J.; Clemmer, D. E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 3558.
21. Clemmer, D. E.; Hudgins, R. R.; Jarrold, M. F. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10141.
22. Shelimov, K. B.; Jarrold, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10313.
23. Shelimov, K. B.; Clemmer, D. F.; Jarrold, M. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2240.
24. Shelimov, K. B.; Jarrold, M. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2987.
25. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
26. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellot, M.; Dunbrack, R. L.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fisher, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Nago, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiòrkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
27. Mason, E. A.; McDaniel, E. W. Transport Properties of Ions in Cases: Wiley: New York, 1988.
28. Mesleh, M. F.; Hunter, J. M.; Shvartsburg, A. A.; Schatz, G. C.; Jarrold, M. F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16082.
29. Bushnell, G. W.; Louie, G. V.; Brayer, G. D. J. Mol. Biol. 1990, 214, 585.
30. o is the depth of the potential and σ is the distance where it passes through zero.
31. Shvartsburg, A. A.; Jarrold, M. F. Chem. Phys. Lett. 1996, 261, 86.
32. Hudgins, R. R.; Woenckhaus, J.; Jarrold, M. F. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1977, 165/166, 497.
33. Head-Gordon, T.; Head-Gordon, M.; Frisch, M. J.; Brooks, C. L.; Pople, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5989.
34. Zhang, K.; Zimmerman, D. M.; Chung-Phillips, A.; Cassady, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10812.
35. Zhang, K.; Cassady, C. J.; Chung-Phillips, A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11512.
36. Cassady, C. J., Carr, S. R.; Chung-Phillips, A. J. Org. Chem. 1995, 60, 1704.
37. Wyttenbach, T., Bushnell, J. E.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5098.
38. Reimann, C. T.; Velazquez, I.; Tapia, O. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9344.
39. Blatt, H. D.; Smith, P. E.; Pettitt, B. M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7628.
40. Schnier, P. D.; Gross, D. S.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6747.
41. Miteva, M.; Demirev, P. A.; Karshikoff, A. D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9645.
42. Caldwellm J.; Dang, L. X.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9144.
43. Dang, L. X.; Smith, D. E. J. Chem. Phys. 1993, 99, 6950.
44. Lynden-Bell, R. M.; Rasaiah, J. C. J. Chem. Phys. 1997, 107, 1981.
45. Alavi, A.; Alvarez, L. J.; Elliot, S. R.; McDonald, I. R. Philos. Mag. B 1992, 65, 489.
46. Verier, L. Phys. Rev. 1967, 159, 98.
47. Van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Mol. Phys. 1977, 34, 1311.
48. 38
49. Pierce, M. M.; Nall, B. T. Protein Sci. 1997, 6, 618.
50. In CHARMM the interactions around the Fe atom are electrostatic and van der Waals. There are no specific covalent interactions. This is similar to the view taken in crystal field theory.
51. Privalov, P. L.; Kechinashvili, N. N. J. Mol. Biol. 1974, 86, 665.
52. Campbell, S.; Rodgers, M. T.; Marzluff, E. M.; Beauchamp, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12840.
53. Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1999, 10, 9.
54. Valentine, S. J.; Liu, Y.; Clemmer, D. E., to be published.
55. Van Gunsteren, W. F.; Karplus, M. Biochemistry 1982, 21, 2259.
56. Yang, A.; Honig, B. Biochemistry 1993, 21, 2259.
57. Bryngelson, J. D.; Onuchic, J.; Socci, N. D.; Wolynes, P. G. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1995, 21, 167-195. Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 93, 2426.
58. Bryngelson, J. D.; Onuchic, J.; Socci, N. D.; Wolynes, P. G. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1995, 21, 167-195. Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 93, 2426.
59. Roder, H.; Elöve, G. A. In Mechanism of Protein Folding: Frontiers in Molecular Biology; Pain, R. H., Ed.; Oxford University Press: New York, 1994.