Green fluorescent proteins: Empirical force field for the neutral and deprotonated forms of the chromophore. Molecular dynamics simulations of the wild type and S65T mutant

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 106, Issue 24, 2002, Pages 6310-6321

  Reuter, Nathalie ^a,b   Lin, Hai ^a   Thiel, Walter ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR KOHLENFORSCHUNG   (Germany)

^b INSERM   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GREEN FLUORESCENT PROTEINS (GFP);

ABSORPTION SPECTROSCOPY; BINDING ENERGY; CHROMOPHORES; CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE; EMISSION SPECTROSCOPY; FLUORESCENCE; HYDROGEN BONDS; PROTEINS; VAN DER WAALS FORCES; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 0037142745     PISSN: 10895647     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp014476w     Document Type: Article

References (51)

1. Tsien, R.Y. Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509-544.
2. Sacchetti, A.; Ciccocioppo, R.; Alberti, S. Histol. Histopathol. 2000, 15, 101-107.
3. Prasher, D.C.; Eckenrode, V.K.; Ward, W.W.; Prendergast, F.G.; Cormier, M.J. Gene 1992, 111, 229-233.
4. Inouye, S.; Tsuji, F.I. FEBS Lett. 1994, 341, 277-280.
5. Chalfie, M.; Tu, Y.; Euskirchen, G.; Ward, W.W.; Prasher, D.C. Science 1994, 263, 802-805.
6. Wang, S.H.T. Nature 1994, 369, 400-403.
7. Yang, F.; Moss, L.G.; Phillips, G.N., Jr. Nat. Biotechnol. 1996, 14, 1246-1251.
8. Ormo, M.; Cubitt, A.B.; Kallio, K.; Gross, L.A.; Tsien, R.Y.; Remington, S.J. Science 1996, 273, 1392-1395.
9. Brejc, K.; Sixma, T.K.; Kitts, P.A.; Kain, S.R.; Tsien, R.Y.; Ormo, M.; Remington, S.J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 2306-2311.
10. Wachter, R.M.; King, B.A.; Heim, R.; Kallio, K.; Tsien, R.Y.; Boxer, S.G.; Remington, S.J. Biochemistry 1997, 36, 9759-9765.
11. Palm, G.J.; Zdanov, A.; Gaitanaris, G.A.; Stauber, R.; Pavlakis, G.N.; Wlodawer, A. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 361-365.
12. Wachter, R.M.; Elsliger, M.A.; Kallio, K.; Hanson, G.T.; Remington, S.J. Structure 1998, 6, 1267-1277.
13. Elsliger, M.A.; Wachter, R.M.; Hanson, G.T.; Kallio, K.; Remington, S.J. Biochemistry 1999, 38, 5296-5301.
14. Chattoraj, M.; King, B.A.; Bublitz, G.U.; Boxer, S.G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 8362-8367.
15. van Thor, J.J.; Pierik, A.J.; Nugteren-Roodzant, I.; Xie, A.; Hellingwerf, K.J. Biochemistry 1998, 37, 16915-16921.
16. Yoo, H.-Y.; Boatz, J.A.; Helms, V.; McCammon, J.A.; Langhoff, P.W. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2850-2857.
17. Bell, A.F.; He, X.; Wachter, R.M.; Tonge, P.J. Biochemistry 2000, 39, 4423-4431.
18. Siegbahn, P.E.M.; Wirstam, M.; Zimmer, M. Int. J. Quantum Chem. 2001, 81, 169-186.
19. Branchini, B.R.; Lusins, J.O.; Zimmer, M. J. Biomol. Struct. Dyn. 1997, 14, 441-448.
20. Branchini, B.R.; Nemser, A.R.; Zimmer, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1-6.
21. Voityuk, A.A.; Michel-Beyerle, M.E.; Rösch, N. Chem. Phys. Lett. 1997, 272, 162-167.
22. Voityuk, A.A.; Michel-Beyerle, M.E.; Rösch, N. Chem. Phys. Lett. 1998, 296, 269-276.
23. Voityuk, A.A.; Michel-Beyerle, M.E.; Rösch, N. Chem. Phys. 1998, 231, 13-25.
24. Weber, W.; Helms, V.; McCammon, J.A.; Langhoff, P.W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6177-6782.
25. Helms, V.; Winstead, C.L.; Langhoff, P.W. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2000, 506, 179-189.
26. Tozzini, V.; Nifosi, R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5797-5803.
27. Scharnagl, C.; Raupp-Kossmann, R.; Fischer, S.F. Biophys. J. 1999, 77, 1839-1857.
28. Helms, V.; Straatsma, T.P.; McCammon, J.A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3263-3269.
29. Cornell, W.; Cieplak, P.; Bayly, C.; Gould, I.; Metz, K.M.; Ferguson, D.; Spellmeyer, D.; Fox, T.; Caldwell, J.; Kollman, P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
30. MacKerell, A.D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R.L.; Evanseck, J.D.; Field, M.J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F.T.K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D.T.; Prodhom, B.; Reiher, W.E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J.C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wierkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616.
31. Pavelites, J.J.; Gao, J.L.; Bash, P.A.; Mackerell, A.D. J. Comput. Chem. 1997, 18, 221-239.
32. Foloppe, N.; MacKerell, A.D. J. Comput. Chem. 2000, 21, 86-104.
33. Becke, A.D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
34. Frisch, M.J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H.B.; Scuseria, G.E.; Robb, M.A.; Cheeseman, J.R.; Zakrzewski, V.G.; Montgomery, J.A., Jr.; Stratmann, R.E.; Burant, J.C.; Dapprich, S.; Millam, J.M.; Daniels, A.D.; Kudin, K.N.; Strain, M.C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G.A.; Ayala, P.Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D.K.; Rabuck, A.D.; Raghavachari, K.; Foresman, J.B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J.V.; Baboul, A.G.; Stefanov, B.B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R.L.; Fox, D.J.; Keith, T.; Al-Laham, M.A.; Peng, C.Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P.M.W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M.W.; Andres, J.L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E.S.; Pople, J.A. Gaussian 98, revision A.7; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
35. MacKerell, A.D.J.; Bashford, D.; Bellott, M., Jr.; Dunbrack, R.L.; Field, M.J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F.T.K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D.T.; Prodhom, B.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J.C.; Store, R.; Straub, J.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Karplus, M. FASEB J. 1992, 6A, 143.
36. Jorgensen, W.L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J.D.; Impey, R.W.; Klein, M.L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
37. Jorgensen, W.L. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1276-1284.
38. Heim, R.; Cubitt, A.B.; Tsien, R.Y. Nature 1995, 373, 663-664.
39. Brooks, B.R.; Bruccoleri, R.E.; Olafson, B.D.; States, D.J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217.
40. Abola, E.; Bernstein, F.C.; Bryant, S.H.; Koetzle, T.F.; Weng, J. Crystallographic Databases-Information Content, Software Systems, Scientific Applications; Data Commission of the International Union of Crystallography: Bonn, 1987; pp 107-132.
41. Bernstein, F.C.; Koetzle, T.F.; Willams, G.J.B.; Meyer, E.F.J.; Brice, M.D.; Rodgers, J.R.; Kennard, O.; Shimanouchi, T.; Tasumi, M. J. Mol. Biol. 1977, 112, 535-542.
42. Brünger, A.T.; Karplus, M. Proteins 1988, 4, 148-156.
43. Stote, R.; Dejaegere, A.; Kuznetsov, D.; Falquet, L. http://www.ch.embnet.org/MD_tutorial/, 1999.
44. Brooks, C.L.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 6312-6323.
45. Brünger, A.T.; Brooks, C.L.; Karplus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 8458-8462.
46. Brooks, C.L.; Brünger, A.T.; Karplus, M. Biopolymers 1985, 24, 843-865.
47. Brooks, C.L.; Karplus, M.; Pettitt, B.M. Adv. Chem. Phys. 1988, 71, 1-259.
48. Brooks, C.L.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1989, 208, 159-181.
49. Ryckaert, J.P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H.J.C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341.
50. Willis, B.T.M.; Prior, A.W. Thermal Vibrations in Crystallography; Cambridge University Press: New York, 1975; pp 1-280.
51. Stote, R.; Dejaegere, A.; Karplus, M. In Computational Approaches to Biochemical Reactivity; Náray-Szabó, G., Warshel, A., Eds.; Kluwer Academic Publisher Dordrecht, The Netherlands, 1997; pp 153-198.