Determination of enzymatic reaction pathways using QM/MM methods

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 93, Issue 3, 2003, Pages 229-244

  Monard, Gérald ^a   Prat Resina, Xavier ^b   González Lafont, Angels ^b   Lluch, José M ^b  

^a UNIVERSITÉ DE LORRAINE   (France)

^b UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA   (Spain)

Author keywords

Enzyme catalysis; Geometry optimization; QM MM methods; Transition state search

Indexed keywords

ATOMS; CATALYSIS; CATALYSTS; CHEMICAL BONDS; ELECTRON ENERGY LEVELS; ENZYMES; HAMILTONIANS; MOLECULAR DYNAMICS; OPTIMIZATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; VAN DER WAALS FORCES;

GEOMETRY OPTIMIZATION; MOLECULAR MECHANICS; POTENTIAL ENERGY SURFACE; QUANTUM CHEMISTRY;

QUANTUM THEORY;

EID: 0037716903     PISSN: 00207608     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.10555     Document Type: Article

References (72)

1. Voet, D.; Voet, J. G. In: Biochemistry; Wiley & Sons: New York, 1995.
2. Dive, G.; Dehareng, D.; Peeters, D. Int J Quantum Chem 1996, 58, 85.
3. Mulholland, A. J.; Richards, W. G. J Phys Chem B 1998, 102, 6635.
4. Warshel, A. In: Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; Wiley & Sons, New York, 1992.
5. Aqvist, J.; Warshel, A. Chem Rev 1993, 93, 2523.
6. Bentzien, J., Muller, R. P.; Florian, J.; Warshel, A. J Phys Chem B 1998, 102, 2293.
7. Goedecker, S. Rev Mod Phys 1999, 71, 1085.
8. van der Vaart, A.; Gogonea, V.; Dixon, S. L.; Kenneth, M.; Merz, J. J Comput Chem 2000, 21, 1494.
9. Stewart, J. J. P. Int J Quantum Chem 1996, 58, 133.
10. van der Vaart, A.; Suárez, D.; Kenneth, M.; Merz, J. J Chem Phys 2000, 113, 10512.
11. Daniels, A. D.; Scuseria, G. E. J Chem Phys 1999, 110, 1321.
12. Warshel, A.; Levitt, M. J Mol Biol 1976, 103, 227.
13. Singh, U.; Kollman, P. J Comput Chem 1986, 7, 718.
14. Field, M.; Bash, P.; Karplus, M. J Comput Chem 1990, 11, 700.
15. Monard, G.; Merz, K. M. Acc Chem Res 1999, 32, 904.
16. Gao, J. In: Lipkowitz, K. B.; Boyd, D. B., eds. Reviews in Computational Chemistry, Vol. 7; VCH Publishers: New York, 1996; p 119-185.
17. Mordasini, T.; Thiel, W. Chimia 1998, 58, 288.
18. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Kenneth, M.; Merz, J.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox , T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J Am Chem Soc 1995, 117, 5179.
19. Stewart, J. J. P. J Comput Aided Design 1990, 4, 1-105.
20. 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.; Burrant, 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, 1999.
21. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. J.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J Comput Chem 1993, 14, 1347.
22. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J Comput Chem 1983, 4, 187.
23. van Gunsteren, W. F.; Billeter, S. R.; Eising, A. A.; Hünenberger, P. H.; Krüger, P. K.; Mark, A. E.; Scott, W. R.; Tironi, I. G. Gromos; Hochschuleverlag AG, Zurich 1996.
24. Bakowies, D.; Thiel, W. J Phys Chem 1996, 100, 10580.
25. Bakowies, D.; Thiel, W. J Comput Chem 1996, 17, 87.
26. Warshel, A.; Chu, Z. T. J Phys Chem B 2001, 105, 9857.
27. Chipot, C.; Millot, C.; Maigret, B.; Kollman, P. A. J Phys Chem 1994, 98, 11362.
28. Luque, F. J.; Reuter, N.; Cartier, A.; Ruiz-López, M. F. J Phys Chem A 2000, 104, 10923.
29. Cummins, P. L.; Gready, J. L. J Comput Chem 1999, 20, 1028.
30. Ranganathan, S.; Gready, J. E. J Phys Chem B 2997, 101, 5614.
31. Mulholland, A.; Richards, W. Proteins 1997, 27, 9.
32. Antonczak, S.; Monard, G.; Ruiz-López, M.; Rivail, J.-L. J Am Chem Soc 1998, 120, 8825.
33. Dewar, M. J. S.; Zoebisch, E. G.; Healy, E. F.; Stewart, J. J. P. J Am Chem Soc 1985, 107, 3902.
34. Stewart, J. J. P. J Comput Chem 1989, 10, 209.
35. Antes, I.; Thiel, W. J Phys Chem A 1999, 103, 9290.
36. Théry, V.; Rinaldi, D.; Rivail, J.-L.; Maigret, B.; Frenczy, B. J Comput Chem 1994, 15, 269.
37. Monard, G.; Loos, M.; Théry, V.; Baka, K.; Rivail, J.-L. Int J Quantum Chem 1996, 58, 153.
38. Assfeld, X.; Rivail, J.-L. Chem Phys Lett 1996, 263, 100.
39. Gao, J.; Amara, P.; Alhambra, C.; Field, M. J. J Phys Chem A 1998, 102, 4714.
40. HyperChem Users Manual; HyperCube, Inc.; Waterloo, Ontario, Canada, 2002.
41. Reuter, N. Ph.D. thesis; Université Henri Poincaré Nancy I; Vandoeuvre-lès-Nancy, France, 1999.
42. Antes, I. Ph.D. thesis; Mathematischnaturwissenschaftlichen Fakultät, Universitäa Zürich: Zürich, 1998.
43. Reuter, N.; Dejaegere, A.; Maigret, B.; Karplus, M. J Phys Chem A 2000, 104, 1720.
44. Zhang, Y. K.; Lee, T. S.; Yang, W. T. J Chem Phys 1999, 110, 46.
45. Ferré, N. Ph.D. thesis; Université Henri Poincaré Nancy I; Vandoeuvre-lès-Nancy, France, 2001.
46. Amara, P.; Field, M. J.; Alhambra, C.; Gao, J. Theor Chem Acc 2000, 336.
47. Monard, G. Ph.D. thesis; Université Henri Poincaré Nancy I: Vandoeuvre-lès-Nancy, France, 1998.
48. Alhambra, C.; Corchado, J.; Sánchez, M. L.; Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Truhlar, D. G. J Phys Chem B 2001, 105, 11326.
49. Truhlar, D. G.; Gao, J.; Alhambra, C.; Garcia-Viloca, M.; Corchado, J.; Sánchez, M. L.; Villá, J. Acc Chem Res 2002, 35, 341-349.
50. Hwang, J. K.; King, G.; Warshel, A. J Am Chem Soc 1988, 110, 5297.
51. Billeter, S. R.; Webb, S. P.; Agarwal, P. K.; Iordanov, T.; Hammes-Schiffer, S. J Am Chem Soc 2001, 123, 11262.
52. Schlegel, B. Adv Chem Phys 1987, 65, 249.
53. Simons, J.; Jorgensen, P.; Taylor, H.; Ozment, J. J Comput Chem 1983, 87, 2745.
54. Banerjee, A.; Adams, N.; Simons, J.; Shepard, R. J Comput Chem 1985, 89, 52.
55. Császár, P.; Pulay, P. J Mol Struct 1984, 114, 31.
56. Fletcher, R. Practical Methods of Optimization, 2nd Ed. John Wiley & Sons: New York, 1987.
57. Liu, D. C.; Nocedal, J. Math Program 1989, 45, 503-528.
58. Prat-Resina, X.; Garcia-Viloca, M.; Monard, G.; González-Lafont, A.; Lluch, J. M.; Anglada, J. M.; Bofill, J. M. Theor Chem Acc 2002, 107, 147.
59. Schlick, T.; Overton, M. J Comput Chem 1987, 8, 1025.
60. Derremaux, P.; Zhang, G.; Schlick, T.; Brooks, B. J Comput Chem 1994, 15, 532.
61. Eurenius, K. P.; Chatfield, D. C.; Brooks, B. R.; Hodoscek, M. Int J Quantum Chem 1996, 60, 1189.
62. Fischer, S.; Karplus, M. Chem Phys Lett 1992, 194, 252.
63. Turner, A. J.; Moliner, V.; Williams, I. H. Phys Chem Chem Phys 1999, 1, 1323.
64. Billeter, S. R.; Turner, A. J.; Thiel, W. Phys Chem Chem Phys 2000, 2, 2177.
65. Hall, R. J.; Hindle, S. A.; Burton, N. A.; Hillier, I. H. J Comput Chem 2000, 21, 1433.
66. Zhang, Y.; Liu, H.; Yang, W. J Chem Phys 2000, 112, 3483.
67. Prat-Resina, X.; Garcia-Viloca, M.; Monard, G.; González-Lafont, A.; Lluch, J. M.; Anglada, J. M.; Bofill, J. M. Unpublished results.
68. Anglada, J. M.; Besalú, E.; Bofill, J. M.; Rubio, J. J Math Chem 1999, 25, 85.
69. Anglada, J. M.; Besalú, E.; Bofill, J. M. Theor Chem Acc 1999, 103, 163.
70. Bofill, J. M.; de Pinho Ribeiro Moreira, I.; Anglada, J. M.; Illas, F. J Comput Chem 2000, 21, 1375.
71. Besalú, E.; Bofill, J. M. Theor Chem Acc 1998, 100, 265.
72. Li, H.; Hains, A. W.; Everts, J. E.; Robertson, A. D.; Jensen, J. H. J Phys Chem B 2002, 106, 3486.