Hybrid SCC-DFTB/molecular mechanical studies of H-bonded systems and of N-acetyl-(L-Ala)n N′-methylamide helices in water solution

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 78, Issue 6, 2000, Pages 459-479

  Han, Wen Ge ^a,d   Elstner, Marcus ^a,b   Jalkanen, K J ^a,c   Frauenheim, Thomas ^b   Suhai, Sándor ^a  

^a GERMAN CANCER RESEARCH CENTER DKFZ   (Germany)

^b UNIVERSITY OF PADERBORN   (Germany)

^c AALTO UNIVERSITY   (Finland)

^d SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; HYDROGEN BONDS; MOLECULAR DYNAMICS; POLYPEPTIDES; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; VAN DER WAALS FORCES; WATER;

HYBRID QUANTUM MECHANICAL (QM) APPROACH; SELF-CONSISTENT CHARGE DENSITY FUNCTIONAL TIGHT-BINDING METHOD; SOLVATION;

QUANTUM THEORY;

EID: 0034225123     PISSN: 00207608     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/(SICI)1097-461X(2000)78:6<459::AID-QUA7>3.0.CO;2-R     Document Type: Article

References (87)

1. Warshel, A.; Levitt, M. J Mol Biol 1976, 103, 227.
2. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J Comp Chem 1986, 7, 718.
3. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J Comp Chem 1990, 11, 700.
4. Vasilyev, V. V.; Bliznyuk, A. A. Int J Quantum Chem 1992, 44, 897.
5. Wei, D.; Salahub, D. R. Chem Phys Lett 1994, 224, 291.
6. Stanton, R. V.; Hartsough, D. S.; Merz, Jr., K. M. J Comp Chem 1995, 16, 113.
7. Maseras, F.; Morokuma, K. J Comp Chem 1995, 16, 1170.
8. Bakowies, D.; Thiel, W. J Phys Chem 1996, 100, 10580.
9. Wang, J.; Boyd, R. J. J Chem Phys 1996, 104, 7261.
10. Monard, G.; Loos, M.; Théry, V.; Baka, K.; Rivail, J.-L. Int J Quantum Chem 1996, 58, 153.
11. Harrison, M. J.; Burton, N. A.; Hillier, I. H.; Gould, I. R. Chem Commun 1996, 24, 2769.
12. Gao, J. In Reviews in Computational Chemistry, Vol. 7; Lipkowitz, K. B.; Boyd, D. B., Eds.; VCH: New York, 1996; Chapter 3.
13. Cunningham, M. A.; Bash, P. A. Biochimie 1997, 79, 687.
14. Long, X. P.; Nicholas, J. B.; Guest, M. F.; Ornstein, R. L. J Mol Struct 1997, 412, 121.
15. Zhang, Y.; Lee, T.-S.; Yang, W. J Chem Phys 1999, 110, 46.
16. Han, W.-G.; Tajkhorshid, E.; Suhai, S. J Biomol Struct Dyn 1999, 16, 1019.
17. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Frauenheim, Th.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys Rev B 1998, 58, 7260.
18. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Frauenheim, Th.; Suhai, S.; Seifert, G. Tight-Binding Approach to Computational Material Science; Material Research Society: Pittsburgh, PA, 1998, Vol. 491, p. 131.
19. Elstner, M.; Porezag, D.; Frauenheim, Th.; Suhai, S.; Seifert, G. Tight-Binding Approach to Computational Material Science; Material Research Society: Pittsburgh, PA, 1998, Vol. 491, p. 243.
20. Bohr, H. G.; Jalkanen, K. J.; Frimand, K.; Elstner, M.; Suhai, S. Chem Phys 1999, 244, 89.
21. Stephens, P. J. J Phys Chem 1985, 89, 748.
22. Buckingham, A. D.; Fowler, P. W.; Galwas, P. A. Chem Phys 1987, 112, 1.
23. Jalkanen, K. J.; Suhai, S. Chem Phys 1996, 208, 81.
24. Pearlman, D. A.; Case, D. A.; Caldwell, J. W.; Ross, W. S.; Cheatham III, T. E.; Ferguson, D. M.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K.; Kollman, P. A. AMBER 4.1, University of California: San Francisco, 1995.
25. Jorgensen, W. L. J Am Chem Soc 1981, 103, 335.
26. Barlow, D. J.; Thornton, J. M. J Mol Biol 1988, 201, 601.
27. Millhauser, G. L. Biochemistry 1995, 34, 3873.
28. Karle, I. L.; Balaram, P. Biochemistry 1990, 29, 6747.
29. Karpen, M. K.; de Haseth, P. L.; Neet, K. E. Protein Sci 1992, 1, 1333.
30. Millhauser, G. L.; Stenland, C. J.; Hanson, P.; Bolin, K. A.; van de Ven, F. J. M. J Mol Biol 1997, 267, 963.
31. Pathak, D.; Ollis, D. J Mol Biol 1990, 214, 497.
32. Robbins, A. H.; Stout, C. D. Proteins 1989, 5, 289.
33. Miick, S. M.; Martinez, G. V.; Fiori, W. R.; Todd, A. P.; Millhausen, G. L. Nature 1992, 359, 653.
34. van Duijnen, P. T.; Thole, B. T. Biopolymers 1982, 21, 1749.
35. Lyu, P. C.; Liff, M. I.; Marky, L. A.; Kallenbach, N. R. Science 1990, 250, 668.
36. Pavone, V.; Benedetti, E.; Blasio, B. D.; Pedone, C.; Santini, A.; Bavoso, A.; Toniolo, C.; Crisma, M.; Sartore, L. J Biomol Struct Dyn 1990, 7, 1321.
37. Soman, K. V.; Karimi, A.; Case, D. A. Biopolymers 1991, 31, 1351.
38. Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. Biochemistry 1991, 30, 3864.
39. Tobias, D. J.; Brooks, C. L. Biochemistry 1991, 30, 6059.
40. Daggett, V.; Levitt, M. J Mol Biol 1992, 223, 1121.
41. Loof, H. D.; Nilsson, L.; Rigler, R. J Am Chem Soc 1992, 114, 4028.
42. Fiori, W. R.; Miick, S. M.; Millhouser, G. L. Biochemistry 1993, 32, 11957.
43. Tirado-Rives, J.; Maxwell, D. S.; Jorgensen, W. L. J Am Chem Soc 1993, 115, 11590.
44. Smythe, M. L.; Huston, S. E.; Marshall, G. R. J Am Chem Soc 1993, 115, 11594.
45. Zhang, L.; Hermans, J. J Am Chem Soc 1994, 116, 11915.
46. Huston, S. E.; Marshall, G. R. Biopolymers 1994, 34, 75.
47. Chakrabartty, A.; Kortemme, T.; Baldwin, R. L. Protein Sci 1994, 3, 843.
48. Bodkin, M. J.; Goodfellow, J. M. Protein Sci 1995, 4, 603.
49. Sung, S.-S. Biophys J 1995, 68, 826.
50. Kovacs, H.; Mark, A. E.; Johansson, J.; van Gunsteren, W. F. J Mol Biol 1995, 247, 808.
51. Young, W. S.; Brooks III, C. L. J Mol Biol 1996, 259, 560.
52. Alemán, C.; Roca, R.; Luque, F. J.; Orozco, M. Proteins: Struct Funct Genet 1997, 28, 83.
53. Kaschner, R.; Hohl, D. J Phys Chem A 1998, 102, 5111.
54. Elstner, M.; Jalkanen, K. J.; Knapp-Mohammady, M.; Frauenheim, Th.; Suhai, S. J Am Chem Soc, submitted.
55. Matthew, W.; Foulkes, C.; Haydock, R. Phys Rev B 1989, 39, 12520.
56. Slater, P. C.; Koster, G. F. Phys Rev 1954, 94, 1498.
57. Frpyen, S.; Harrison, W. A. Phys Rev B 1979, 20, 2420.
58. Harrison, W. A. Phys Rev B 1986, 34, 2787.
59. Porezag, D.; Frauenheim, Th.; Köhler, Th.; Seifert, G.; Kaschner, R. Phys Rev B 1995, 51, 12947.
60. Elstner, M. Ph.D. Thesis, University of Paderborn; Paderborn, Germany, 1998.
61. Hadzi, D.; Koller, J. In Theoretical Treatment of Hydrogen Bonding; Hadzi, D., Ed.; Wiley: New York, 1997.
62. Han, W.-G.; Suhai, S. J Phys Chem 1996, 100, 3942.
63. Han, W.-G.; Jalkanen, K. J.; Elstner, M.; Suhai, S. J Phys Chem B 1998, 102, 2587.
64. Sybyl, Version 6.4, Molecular Modeling Software, Tripos, Inc.: St. Louis, MO, 1997.
65. Curtiss, L. A.; Frurip, D. J.; Blander, M. J Chem Phys 1979, 71, 2703.
66. Dyke, T. R.; Mack, K. M.; Muenter, J. S. J Chem Phys 1977, 66, 498.
67. Odutola, J. A.; Dyke, T. R. J Chem Phys 1980, 72, 5062.
68. Odutola, J. A.; Hu, T. A.; Prinslow, D.; O'dell, S. E.; Dyke, T. R. J Chem Phys 1988, 88, 6290.
69. Smith, B. J.; Swanton, D. J.; Schaefer III, H. F.; Radom, L. J Chem Phys 1990, 92, 1240.
70. Suhai, S. J Phys Chem 1995, 99, 1172.
71. Madura, J. D.; Jorgensen, W. L. J Am Chem Soc 1986, 108, 2517.
72. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Keith, T. A.; Petersson, G. A.; Montgomery, J. A.; Raghavachari, K.; Al-Laham, M. A.; Zakrzewski, V. G.; Ortiz, J. V.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Binkley, J. S.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. J. P.; Head-Gordon, M.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 94, Gaussian: Pittsburgh, 1994.
73. Latajka, Z.; Scheiner, S. J Phys Chem 1990, 94, 217.
74. Millen, D. J.; Mines, G. W. J Chem Soc Faraday Trans 1977, 273, 369.
75. Herbine, P.; Dyke, T. R. J Chem Phys 1985, 83, 3768.
76. Coitiño, E. L.; Irving, K.; Rama, J.; Iglesias, A.; Paulino, P.; Ventura, O. N. J Mol Struct (Theochem) 1990, 210, 405.
77. Mavri, J.; Koller, J.; Hadzi, D. J Mol Struct 1997, 416, 261.
78. Jaisen, P. G.; Stevens, W. J. J Chem Phys 1986, 84, 3271.
79. Pettitt, B. M.; Karplus, M. J. J Phys Chem 1988, 92, 3994.
80. Anderson, A. G.; Hermans, J. Proteins: Struct Funct Genet 1988, 3, 262.
81. Tobias, D. J.; Brooks III, C. L. J Chem Phys 1992, 96, 3864.
82. Gould, I. R.; Cornell, W. D.; Hillier, I. H. J Am Chem Soc 1994, 116, 9250.
83. Schmidt, A. B.; Fine, R. M. Mol Simul 1994, 13, 347.
84. Gilson, M. K.; McCammon, J. A.; Madura, J. D. J Comp Chem 1995, 16, 1081.
85. Deng, Z.; Polavarapu, P. L.; Ford, S. J.; Hecht, L.; Barron, L. D.; Ewig, C. S.; Jalkanen, K. J. J Phys Chem 1996, 100, 2025.
86. Ösapay, K.; Young, W. S.; Bashford, D.; Brooks III, C. L.; Case, D. A. J Phys Chem 1996, 100, 3942.
87. Insight II User Guide; Biosym/MSI: San Diego, CA, 1995.