Theoretical Studies on the Hydrolysis of Mono-Phosphate and Tri-Phosphate in Gas Phase and Aqueous Solution

Journal of the American Chemical Society

Volumn 125, Issue 43, 2003, Pages 13265-13273

  Wang, Yan Ni ^a   Topol, Igor A ^a   Collins, Jack R ^a   Burt, Stanley K ^a  

^a NATIONAL CANCER INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

SIGNAL TRANSDUCTION;

ACTIVATION ENERGY; CHEMICAL BONDS; DIELECTRIC PROPERTIES; ESTERS; OXYGEN; REACTION KINETICS; SOLUTIONS; SOLVENTS;

HYDROLYSIS;

GUANOSINE TRIPHOSPHATASE; PHOSPHATE;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIELECTRIC CONSTANT; DISSOCIATION; ENERGY; ENZYME ANALYSIS; GAS ANALYSIS; HYDROLYSIS; MATHEMATICAL COMPUTING; PHOSPHATE METABOLISM; PROTON TRANSPORT; REACTION ANALYSIS; SIGNAL TRANSDUCTION; SOLVATION;

BINDING SITES; GASES; GTP PHOSPHOHYDROLASES; GUANOSINE TRIPHOSPHATE; HYDROLYSIS; KINETICS; MODELS, MOLECULAR; PHOSPHORIC ACID ESTERS; SOLUTIONS; THERMODYNAMICS; WATER;

EID: 0142182789     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0279794     Document Type: Article

References (59)

1. Bourne, H. R.; Sanders, D. W.; McCormick, F. Nature 1990, 348, 125-132.
2. Lowy, D. R.; Willumsen, B. M. Rev. Biochem. 1993, 62, 851-891.
3. Sprang, S. R. Annu. Rev. Biochem. 1997, 66, 639-678.
4. Gideon, P.; John, J.; Frech, M.; Lautwein, A.; Clark, R.; Scheffler, J. E.; Wittinghofer, A. Mol. Cell. Biol. 1992, 12, 2050-2056.
5. Barbacid, M. Annu. Rev. Biochem. 1987, 56, 779-827.
6. Bos, J. Cancer Res. 1989, 49, 4682-4689.
7. Maegley, K. A.; Admiraal, S. J.; Herschlag, D. Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, 93, 8160-8166.
8. Langen, R.; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1992, 31, 8691-8696; Schweins, T.; Langen, R.; Warshel, A. Struct. Biol. 1994, 1, 476-484; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1996, 35, 14 232-14 243; Schweins, T.; Geyer, M.; Kalbitzer, H. R.; Wittinghoger, A.; Warshel, A.; Biochem. 1996, 35, 14 225-14 231.
9. Langen, R.; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1992, 31, 8691-8696; Schweins, T.; Langen, R.; Warshel, A. Struct. Biol. 1994, 1, 476-484; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1996, 35, 14 232-14 243; Schweins, T.; Geyer, M.; Kalbitzer, H. R.; Wittinghoger, A.; Warshel, A.; Biochem. 1996, 35, 14 225-14 231.
10. Langen, R.; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1992, 31, 8691-8696; Schweins, T.; Langen, R.; Warshel, A. Struct. Biol. 1994, 1, 476-484; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1996, 35, 14 232-14 243; Schweins, T.; Geyer, M.; Kalbitzer, H. R.; Wittinghoger, A.; Warshel, A.; Biochem. 1996, 35, 14 225-14 231.
11. Langen, R.; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1992, 31, 8691-8696; Schweins, T.; Langen, R.; Warshel, A. Struct. Biol. 1994, 1, 476-484; Schweins, T.; Warshel, A. Biochem. 1996, 35, 14 232-14 243; Schweins, T.; Geyer, M.; Kalbitzer, H. R.; Wittinghoger, A.; Warshel, A.; Biochem. 1996, 35, 14 225-14 231.
12. Kinoshita, H.; Shimizu, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998, 1083-1088.
13. Futatsugi, N.; Hata, M.; Hoshino, T.; Tsuda, M. Biophys. J. 1999, 77, 3287-3292; Futatsugi, N.; Tsuda, M. Biophys. J. 2001, 81, 3483-3488.
14. Futatsugi, N.; Hata, M.; Hoshino, T.; Tsuda, M. Biophys. J. 1999, 77, 3287-3292; Futatsugi, N.; Tsuda, M. Biophys. J. 2001, 81, 3483-3488.
15. Ma, J.; Karplus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. 1997, 94, 11 905-11 910.
16. Allin, C.; Ahmadian, M. R.; Wittinghofer, A.; Gerwert, K. Proc. Natl. Acad. Sci. 2001, 98, 7754-7759.
17. Glennon, T. M.; Villa, J.; Warshel, A. Biochem. 2000, 39, 9641-9651.
18. Resat, H.; Straastma, T. P.; Dixon, D. A.; Miller, J. H. Proc. Natl. Acad. Sci. 2001, 98, 6033-6038.
19. Cavalli, A.; Carloni, P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3763-3768.
20. Florian J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 719-734.
21. Hu, CH-H.; Brinck, T. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 5379-5386.
22. Bianciotto, M.; Barthelat, J.; Vigroux, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7573-7587; Bianciotto, M.; Barthelat, J.; Vigroux, A. J. Phys. Chem. A. 2002, 106, 6521-6526.
23. Bianciotto, M.; Barthelat, J.; Vigroux, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7573-7587; Bianciotto, M.; Barthelat, J.; Vigroux, A. J. Phys. Chem. A. 2002, 106, 6521-6526.
24. Aqvist, J.; Kolmodin, K.; Florain, J.; Warshel, A. Chem. Biol. 1999, 6, 71-80.
25. Bunton, C. A.; Llewellyn, D. R.; Oldham, K. G.; Vernon, C. A. J. Chem. Soc. 1958, 3574.
26. Jencks, W. P. Catal. Chem. Enzymol. 1987.
27. Halliwell, D. J.; Mckelvie, I. D.; Hart, B. T.; Dunhill, R. H. Wat. Res. 2001, 35, 448-454.
28. Van Wazer, J. R.; Griffith, E. J.; McCullough, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 287-291.
29. Florian J.; Warshel A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5583-5595
30. Li, J.; Zhu, T.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2178-2182.
31. Chambers, C. C.; Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16 385-16 398.
32. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
33. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
34. Stevens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11 623.
35. Fukui, K. J. Phys. Chem. 1970, 74, 4161.
36. Fukui, K. Acc. Chem. Res. 1981, 14, 363.
37. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154.
38. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523.
39. Dunning, T. H.; Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
40. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
41. Woon, D. E.; Dunning, T. H.; Jr. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358.
42. Woon, D. E.; Peterson, K. A.; Dunning, T. H., Jr.; unpublished.
43. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 221.
44. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Chem. Rev. 2000, 100, 421; Blomberg, M. R. A. and Siegbahn, P. E. M. J. Phys. Chem. B 2001, 39, 9375-9386.
45. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Chem. Rev. 2000, 100, 421; Blomberg, M. R. A. and Siegbahn, P. E. M. J. Phys. Chem. B 2001, 39, 9375-9386.
46. Jaguar 4.1; Schroedinger, Inc. Portland, OR, 2001.
47. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Stikoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M.; Goddard III, W. A.; Honig, B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11 875.
48. Marten, B.; Kim, K.; Cortis, C.; Friesner, R. A.; Murphy, R. B.; Ringnalda, M. N.; Sitkoff, D.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11 775.
49. Bachs, M.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Comput. Chem. 1994, 15, 446.
50. Marten, B.; Kim, K.; Cortis, C.; Friesner, R. A.; Murphy, R. B.; Ringnalda, M. N.; Sitkoff, D.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11 775.
51. Rashin, A. A.; Young, L.; Topol, I. A. Biophys. Chem. 1994, 51, 359.
52. Corcelli, S. A.; Kress, J. D.; Pratt, L. R.; Tawa, G. J. Pacific Symosium on Biocomputing '96; World Scientific: NJ, 1995; p 143.
53. Topol, I. A.; Tawa, G. J.; Caldwell, R. A.; Eissenstat, M. A.; Burt, S. K. J. Phys. Chem. A. 2000, 104, 9619-9624.
54. Frish, 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.; Strian, M. C.; Farkas, O.; Tomas, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, P. Y.; 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.
55. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 1999, 99, 2161.
56. -).
57. -).
58. Allin C.; Gerwert, K. Biochem. 2001, 40, 3037.
59. Admiraal, S. J.; Herschlag, D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2145-2148.