A computational study of hydration, solution structure, and dynamics in dilute carbohydrate solutions

Journal of Chemical Physics

Volumn 122, Issue 20, 2005, Pages

  Lee, Sau Lawrence ^a   Debenedetti, Pablo G ^a   Errington, Jeffrey R ^b  

^a Princeton University   (United States)

^b the State University of New York   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBOHYDRATES-WATER INTERACTIONS; ROTATIONAL MOTION; TRANSLATIONAL MOTION; WATER MOLECULES;

COMPUTER SIMULATION; COOLING; HYDRATION; MOLECULAR DYNAMICS; NAVIER STOKES EQUATIONS; SOLUTIONS; VISCOSITY; WATER;

CARBOHYDRATES;

EID: 20844440074     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1917745     Document Type: Article

References (75)

1. L. M. Crowe, R. Mouradian, J. H. Crowe, S. Jackson, and C. Womersley, Biochim. Biophys. Acta 769, 141 (1984).
2. J. H. Crowe, S. B. Leslie, and L. M. Crowe, Cryobiology 31, 355 (1994).
3. C. Schebor, L. Burin, M. P. Buera, J. M. Aguilera, and J. Chirife, Biotechnol. Prog. 13, 857 (1997).
4. T. J. Anchordoguy, A. S. Rudolph, J. F. Carpenter, and J. H. Crowe, Cryobiology 24, 324 (1987).
5. T. Lin and S. N. Timasheff, Protein Sci. 5, 372 (1996).
6. A. Ramos, N. D. H. Raven, R. J. Sharp, Appl. Environ. Microbiol. 63, 4020 (1997).
7. S. D. Allison, T. W. Randolph, M. C. Manning, K. Middleton, A. Davis, and J. F. Carpenter, Arch. Biochem. Biophys. 171, 171 (1998).
8. S. N. Timasheff, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 22, 67 (1993).
9. J. F. Carpenter, K.-I. Izutsu, and T. W. Randolph, in Freeze-Drying/Lyophilization of Pharmaceutical and Biological Products, edited by, L. Rey, and, J. C. May, (Marcel Dekker, New York, 1999), Vol. 96, p. 123.
10. J. F. Carpenter and J. H. Crowe, Cryobiology 25, 244 (1988).
11. F. Franks, Pure Appl. Chem. 65, 2527 (1993).
12. J. H. Crowe, J. F. Carpenter, and L. M. Crowe, Annu. Rev. Physiol. 60, 73 (1998).
13. E. Y. Shalaev and G. Zografi, J. Pharm. Sci. 85, 1137 (1996).
14. P. D. Orford, R. Parker, and S. G. Ring, Carbohydr. Res. 196, 11 (1990).
15. Y. Roos, Carbohydr. Res. 238, 39 (1993).
16. R. G. Strickley and B. D. Anderson, J. Pharm. Sci. 86, 645 (1997).
17. D. Girlich and H.-D. Lüdemann, Z. Naturforsch. C 49c, 250 (1994).
18. G. R. Moran and K. R. Jeffrey, J. Chem. Phys. 110, 3472 (1999).
19. M. Rampp, C. Buttersack, and H.-D. Lüdemann, Carbohydr. Res. 328, 561 (2000).
20. I. J. van den Dries, D. van Dusschoten, M. A. Hemminga, and E. van der Linder, J. Phys. Chem. B 104, 10126 (2000).
21. C. Branca, S. Magazù, G. Maisano, and P. Migliardo, J. Chem. Phys. 111, 281 (1999).
22. A. Faraone, S. Magazù, R. E. Lechner, S. Longeville, G. Maisano, D. Majolino, P. Migliardo, and U. Wanderlingh, J. Chem. Phys. 115, 3281 (2001).
23. S. Magazù, R. E. Lechner, S. Longeville, G. Maisano, D. Majolino, P. Migliardo, and U. Wanderlingh, Physica B 276, 475 (2000).
24. D. Champion, H. Hervet, G. Blond, M. L. Meste, and D. Simatos, J. Phys. Chem. B 101, 10674 (1997).
25. D. Girlich and H.-D. Lüdemann, Z. Naturforsch. C 49c, 258 (1994).
26. M. Feeney, C. Brown, A. Tsai, D. Neumann, and P. G. Debenedetti, J. Phys. Chem. B 105, 7799 (2001).
27. S. Magazù, G. Maisano, D. Majolino, P. Migliardo, A. M. Musolino, and V. Villari, Prog. Theor. Phys. Suppl. 126, 195 (1997).
28. C. Branca, S. Magazù, G. Maisano, P. Migliardo, and G. Romeo, J. Phys. Chem. B 105, 10140 (2001).
29. C. Branca, S. Magazù, G. Maisano, S. M. Bennington, and B. Fåk, J. Phys. Chem. B 107, 1444 (2003).
30. Q. Liu, R. K. Schmidt, B. Teo, P. A. Karplus, and J. W. Brady, J. Am. Chem. Soc. 119, 7851 (1997).
31. S. Engelsen and S. Ṕrez, J. Phys. Chem. B 104, 9301 (2000).
32. M. C. Donnamaria, E. I. Howard, and J. R. Grigera, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 90, 2731 (1994).
33. G. Bonanno, R. Noto, and S. L. Fornili, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 94, 2755 (1998).
34. P. B. Conrad and J. J. de Pablo, J. Phys. Chem. A 1999, 4049 (1999).
35. S. Engelsen and S. Ṕrez, Carbohydr. Res. 292, 21 (1996).
36. N. C. Ekdawi-Sever, P. B. Conrad, and J. J. de Pablo, J. Phys. Chem. A 105, 734 (2000).
37. E. R. Caffarena and J. R. Grigera, Carbohydr. Res. 300, 51 (1997).
38. E. R. Caffarena and J. R. Grigera, Carbohydr. Res. 315, 63 (1999).
39. C. J. Roberts and P. G. Debenedetti, J. Phys. Chem. B 103, 7308 (1999).
40. S. Engelsen, C. Monteiro, C. de Penhoat, and S. Ṕrez, Biophys. J. 93, 103 (2001).
41. C. Andersson and S. Engelsen, J. Mol. Graphics Modell. 17, 101 (1999).
42. J. Behler, D. W. Price, and M. G. B. Drew, Phys. Chem. Chem. Phys. 3, 588 (2001).
43. Q. Liu and J. W. Brady, J. Phys. Chem. B 101, 1317 (1997).
44. C. X. Wang, W. Z. Chen, V. Tran, and R. Douillard, Chem. Phys. Lett. 251, 268 (1996).
45. M. Sakurai, M. Murata, Y. Inoue, A. Hino, and S. Kobayashi, Bull. Chem. Soc. Jpn. 70, 847 (1997).
46. P.-L. Chau and A. J. Hardwick, Mol. Phys. 93, 511 (1998).
47. J. R. Errington and P. G. Debenedetti, Nature (London) 409, 318 (2001).
48. C. C. Liew, H. Inomata, and K. Arai, Fluid Phase Equilib. 144, 287 (1998).
49. K. Toukan and A. Rahman, Phys. Rev. B 31, 2643 (1985).
50. H. J. C. Berendsen, J. R. Grigera, and T. P. Straatsma, J. Phys. Chem. 91, 6269 (1987).
51. W. Damm, A. Frontera, J. Tirado-Rives, and W. L. Jorgensen, J. Comput. Chem. 18, 1955 (1997).
52. G. M. Brown, D. C. Rohrer, B. Berking, C. A. Beevers, R. O. Gould, and R. Simpson, Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. B28, 3145 (1972).
53. G. M. Brown and H. A. Levy, Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. B29, 790 (1972).
54. S. S. C. Chu and G. A. Jeffrey, Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem. B24, 830 (1968).
55. T. Darden, D. M. York, and L. G. Pedersen, J. Chem. Phys. 98, 10089 (1993).
56. U. Essmann, L. Perera, M. L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, and L. G. Pedersen, J. Chem. Phys. 103, 8577 (1995).
57. M. Tuckerman, B. J. Berne, and G. Martyna, J. Chem. Phys. 97, 1990 (1992).
58. G. J. Martyna, M. L. Klein, and M. Tuckerman, J. Chem. Phys. 97, 2635 (1992).
59. G. J. Martyna, M. Tuckerman, D. Tobias, and M. L. Klein, Mol. Phys. 87, 1117 (1996).
60. B. Mehlig, D. W. Heermann, and B. M. Forrest, Phys. Rev. B 45, 679 (1992).
61. J. J. de Pablo and D. Gromov, J. Chem. Phys. 103, 8247 (1995).
62. P. Attard, J. Chem. Phys. 116, 9616 (2002).
63. M.-C. Bellissent-Funel, Europhys. Lett. 42, 161 (1998).
64. A. K. Soper and M. A. Ricci, Phys. Rev. Lett. 84, 2881 (2000).
65. V. Lounnas, B. M. Pettitt, and G. N. Phillips, Biophys. J. 66, 601 (1994).
66. G. Williams and D. C. Watts, Trans. Faraday Soc. 66, 80 (1970).
67. R. Kohlrausch, Ann. Phys. 12, 353 (1847).
68. M. D. Ediger, Annu. Rev. Phys. Chem. 51, 99 (2000).
69. J. Tirado-Rives and W. L. Jorgensen, J. Am. Chem. Soc. 112, 2773 (1990).
70. S. A. Galema and H. Høiland, J. Phys. Chem. 95, 5321 (1991).
71. D. Chandler and A. Luzar, Nature (London) 379, 55 (1996).
72. A. Geiger, F. H. Stillinger, and A. Rahman, J. Chem. Phys. 70, 4185 (1979).
73. H. E. Stanley and J. Teixeira, J. Chem. Phys. 73, 3404 (1980).
74. C.-Y. Wang and M. D. Ediger, J. Phys. Chem. B 104, 1724 (2000).
75. M. T. Cicerone and M. D. Ediger, J. Chem. Phys. 104, 7210 (1996).