A QM/MM implementation of the self-consistent charge density functional tight binding (SCC-DFTB) method

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 2, 2001, Pages 569-585

  Cui, Qiang ^a   Elstner, Marcus ^b   Kaxiras, Efthimios ^c   Frauenheim, Thomas ^d   Karplus, Martin ^d  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF PADERBORN   (Germany)

^c UNIVERSITÉ LOUIS PASTEUR   (France)

^d UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYSIS; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATIONS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; SOLUTIONS;

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; OCTAALANINE PEPTIDE; SELF CONSISTENT CHARGE DENSITY FUNCTIONAL TIGHT BINDING; TRIOSEPHOSPHATE ISOMERASE;

QUANTUM THEORY;

EID: 0035138648     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0029109     Document Type: Article

References (96)

1. See, for example: Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. 1996, 700, 13213.
2. (a) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4192.
3. (b) Petersson, G. A.; Malick. D. K.; Wilson, W. G.; Ochterski, J. W.; Montgomery, J. A.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 10570.
4. See, for example: (a) White, C. A.; Johnson, B. G.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1994, 230, 8.
5. (b) Strain, M. C.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. 3. Science 1996, 277, 51.
6. (c) Yang, W. Phys. Reu. Lett. 1991, 66, 1438.
7. York, D. M.; Lee, T. S.; Yang, W. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 5011.
8. (b) Lee, T. S.; York, D. M.; Yang, W. J. Chem. Phys. 1996, 705, 2744.
9. (c) Daniels, A. D.; Millam, J. M; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1997, 107, 425.
10. See, for example: (a) Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science, 1992, 258, 1740.
11. (b) Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
12. (a) Warshel, A.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 5612.
13. (b) Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 77,700.
14. (c) Maseras, F.; Morokuma, K. J. Comp. Chem. 1995, 16, 1170.
15. (d) Matsubara, T.; Maseras, F.; Koga, N.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2573.
16. (e) Gao, J. In Rei'ien-s in Computational Chemistry; Lipkowitza, K. B., Boyd, D. B., Eds.; VCH: New York, 1996; Vol. 7, p 119.
17. (f) Sighn, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1996, 7, 718.
18. (g) Bakowies, D.; Thiel, W.' J. Phys. Chem. 1996, 100, 10580.
19. See for example: (a) Bash, P. A.; Field, M. J.; Davenport, R. C.; Petsko, G. A.; Ringe, D.; Karplus, M. Biochemistry 1991, 30, 5826.
20. (b) Bash, P. A.; Field, M. J.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 709, 8092.
21. (c) Gao, J.Acc. Chem. Res. 1996, 29,298.
22. (d) Thompson, M. A.; Schemer, G. K. J. Phys. Chem. 1995, 99, 6374.
23. (e) Froese, R. D.; Humbel, S.; Svensson, M.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 227.
24. (f) Humbel, S.; Sieber, S.; Morokuma, K. J. Chem. Phys. 1996, 705, 1959.
25. (g) Mulholland, A. J. Lyne, P. D.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 534.
26. (a) Bash, P. A.; Ho, L. L.; Mackerell, A. D.; Levine, D.; Hallstrom, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 3698.
27. (b) Li, J.; Fisher, C. L.; Chen, J. L.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 1996, 35, 4694.
28. Gao, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 776, 9324.
29. York, D. M.; Lee, T. S.; Yang, W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10940.
30. Cui, Q.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 2000, 112, 1133.
31. Cui, Q.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3721.
32. (a) Åqvist, J.; Warshel, A. Chem. Rev. 1993, 93, 2523.
33. (b) Neria, E.; Karplus, M. Chem. Phys. Lett. 1997, 267, 23.
34. (a) Rossi, I.; Truhlar, D. G. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 231.
35. (b) Lopez, X.; York, D. M.; Karplus, M. Unpublished work.
36. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Eisner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifen, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260.
37. Goringe, C. M.; Bowler, D. R.; Hernandez, E. Rep. Prag. Phys. 1997, 60, 1447.
38. (a) Elstner, M.; Porezag, D.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Materials Research Society, Pittsburgh, PA, 1999.
39. (b) Elstner, M.; Frauenheim, T.; Kaxiras, E.; Seifert, G.; Suhai, S. Phys. Status Solidi B 2000, 277, 357.
40. Bohr, H. G.; Frimand, K.; Jalkaanen, K. J.; Elstner, M.; Suhai, S. Chem. Phys. 1999, 246, 13.
41. Brooks, B. R.; Burccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comp. Chem. 1983, 4, 187.
42. Cui, Q.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. Submitted for publication.
43. Porezag, D.; Frauenheim, T.; Köhler, T.; Seifert, G.; Kaschner, R. Phys. Rev. B 1995, 57, 12947.
44. Koepemik, K.; Eschrig, H. Phys. Rev. B 1999, 59, 1743.
45. Handbook of Chemistry and Physics, 78th ed.; CRC Press: New York, 1997.
46. Perdew, J. P.; Burke, K.; Emzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
47. Pariser, R. J. Chem. Phys. 1956, 24, 250.
48. Parr, R. G.; Pearson, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1983, 705, 7512.
49. (a) Ohno, K. Tlieor. Chim. Ada. 1964, 2, 219.
50. (b) Klopman, G. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 4550.
51. Malaga, N.; Nishimoto, K. Z. Phys. Chem. (Frankfurt) 1957, 13, 140.
52. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, II, 700.
53. Eurenius, K. P.; Chatfield, D. C.; Brooks, B. R.; Hodoscek, M. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 1189.
54. Lyne, P.; Hodoscek, M.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1999, 103, 3462.
55. Han, W.; Elstner, M.; Jalkanen, K. J.; Frauenheim, T.; Suhai, S. Int. J. Quantum Chem. 2000, 78, 459.
56. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. P. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
57. For a recent review, see: Knowles, J. R. Nature 1991, 350, 121.
58. MacKerell, A., et al. J. Phys. Chem. B 1998, 702, 3586.
59. For a recent review, see: Bolin, K. A.; Millhauser, G. L. Ace. Chem. Res. 1999, 32, 1027.
60. Voet, D., Voet, J. G., Eds. Biochemistry, 2nd ed.; J. Wiley & Sons, Inc.: New York, 1995.
61. Barlow, D. J.; Thornton, J. M. J. Mol. Biol. 1988, 201, 601.
62. (a) Sundaralingam, Sekharudu, Y. C. Science 1989,244, 1333.
63. (b) Millhauser, G. L. Biochemistry 1995, 34, 3873.
64. Sheinerman, F. B.; Brooks, C. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10098.
65. (a) Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. Biochemistry 1991,30,3864.
66. (b) Sung, S. S. Biophysics 1995, 68, 826.
67. McPhalen, C. A.; Vincent, M. G.; Picot, D.; Jansonius, J. N.; Lesk, A. M.; Chothia, C. J. Mol. Biol. 1992, 227, 197.
68. Gerstein, M.; Chothia, C. J. Mol. Biol. 1991, 220, 133.
69. (a) Marqusee, S.; Baldwin, R. L. Froc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1987, 84, 8898.
70. (b) Marqusee, S.; Robbins, V. H.; Baldwin, R. L. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1989, 86, 5286.
71. (a) Miick, S. M.; Martinez, G. V.; Fiori, W. R.; Todd, A. P.; Millhauser, G. L. Nature, 1992, 559, 653.
72. (b) Fiori, W. R.; Lundberg, K. M.; Millhauser, G. L. Nat. Struct. Biol. 1994, 7, 374.
73. Smythe, M. L.; Nakaie, C. R.; Marshall, G. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10555.
74. (a) Hanson, P.; Martinez, G.; Millhauser, G. L.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Vita, C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 77S, 271.
75. (b) Hanson, P.; Martinez, G.; Millhauser, G. L.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7618.
76. Millhauser, G. L.; Stenland, C. J.; Hanson, P.; Bolin, K. A.; van de Ven, F. J. M. J. Mol. Biol. 1997, 267, 963.
77. Long, H. W.; Tycko, R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 720, 7039.
78. Fiori, W. R.; Miick, S. M.; Millhauser, G. L. Biochemistry 1993, 32, 11957.
79. Zhang, L.; Hermans, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11915.
80. Tirado-Rives, J.; Maxwell, D. S.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11590.
81. Jorgensen, W. L.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1657.
82. Smythe, M. L.; Huston, S. E.; Marshall, G. R. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11594.
83. Huston, S. E.; Marshall, G. R. Biopolymers 1994, 34, 75.
84. Alemän, C.; Roca, R.; Luque, F. J.; Orozco, M. Proteins 1997,28, 83.
85. Elstner, M.; Jalkanen, K.; Knapp-Mohammady, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S. Chem. Phys. 2000, 256, 15.
86. Guo, H.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7104.
87. Brooks, C. L., III; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 6312.
88. Ryckaert, J.-P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
89. Fincham, D.; Ralston, B. J. Comput. Phys. Commun. 1981, 23, 127.
90. NMR of Proteins and Nucleic Acids; Wüthrich, K. J., Ed.; Wiley & Sons, Inc.: New York, 1986.
91. Liu, H.; Thomas, P. D.; James, T. L. J. Magn. Reson. 1992, 98, 163.
92. Soman, K. V.; Karimi, A.; Case, D. A. Biopolymers 1993,33,1567.
93. Lockhart, D. J.; Kim, P. S. Science 1993, 260, 198.
94. Liu, H.; Elstner, M.; Yang, W.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T. To be submitted for publication.
95. Elstner, M.; Neihaus, T.; Frauenheim, T.; Suhai, S. Manuscript in preparation.
96. Cui, Q.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Karplus, M. Manuscript in preparation.