Langevin model of the temperature and hydration dependence of protein vibrational dynamics

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 24, 2005, Pages 12182-12194

  Moritsugu, Kei ^a,b   Smith, Jeremy C ^a  

^a UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

^b NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DAMPING; FRICTION; HARMONIC ANALYSIS; HYDRATION; MOLECULAR VIBRATIONS; SURFACE ROUGHNESS; TEMPERATURE DISTRIBUTION; VACUUM;

FRICTIONAL DAMPING; SOLVATION; SURFACE AREA; VIBRATIONAL DYNAMICS;

PROTEINS;

PROTEIN; WATER;

ARTICLE; BIOLOGICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

COMPUTER SIMULATION; MODELS, BIOLOGICAL; PROTEINS; TEMPERATURE; THERMODYNAMICS; VIBRATION; WATER;

EID: 22444438784     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp044272q     Document Type: Article

References (60)

1. Frauenfelder, H.; Slinger, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
2. Frauenfelder, H.; Parak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1988, 17, 451.
3. Karplus, M.; McCammon, J. A. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 646.
4. Amadei, A.; Linssen, A. B. M.; Berendsen, H. J. C. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1993, 17, 283.
5. de Groot, B. L.; van Aalten, D. M. F.; Amadei, A.; Berendsen, H. J. C. Biophys. J. 1996, 71, 1707.
6. Kitao, A.; Hayward, S.; Gō, N. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1998, 33, 496.
7. Kitao, A.; Go, N. Curr. Opin. Struct. Biol. 1999, 9, 164.
8. Tournier, A. L.; Smith, J. C. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 208106.
9. Lamm, G.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 1986, 85, 7334.
10. Kottalam, J.; Case, D. A. Biopolymers 1990, 29, 1409.
11. Kitao, A.; Hirata, F.; Gō, N. Chem. Phys. 1991, 158, 447.
12. Hayward, S.; Kitao, A.; Hirata, F.; Gō, N. J. Mol. Biol. 1993, 234, 1207.
13. Ansari, A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 1774.
14. Kneller, G. R. Chem. Phys. 2000, 261, 1.
15. Hinsen, K.; Petrescu, A. J.; Dellerue, S.; Bellissent-Funel, M. C.; Kneller, G. R. Chem. Phys. 2000, 261, 25.
16. Smith, J. C.; Cusack, S.; Tidor, B.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1990, 93, 2974.
17. Chandrasekhar, S. Rev. Mod. Phys. 1943, 15, 1.
18. Paster, R. W.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1988, 92, 2636.
19. Feig, M.; Brooks, C. L., III. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 217.
20. Tournier, A. L.; Xu J.; Smith, J. C. Biophys. J. 2003, 85, 1871.
21. Parak, F.; Formanek, H. Acta Crystallogr., Sect. A 1971, 27, 573.
22. Iben, I. E.; Braunstein, D.; Doster, W.; Frauenfelder, H.; Hong, M. K.; Johnson, J. B.; Luck, S.; Ormos, P.; Schulte, A.; Steinbach, P. J.; Xie, A. H.; Young, R. D, Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 1916.
23. Doster, W.; Cusack, S.; Petry W. Nature 1989, 337, 754.
24. Vojtechovsky, R.; Chu, K.; Berendzen, J.; Sweet, R. M.; Schlichting, I. Biophys. J. 1999, 78, 2752.
25. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Biol. 1983, 4, 187.
26. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, R. L.; Dunbrack, R. L., Jr.; 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., III; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
27. Jorgensen, W. D.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
28. Nośe, S. Mol. Phys. 1984, 52, 255.
29. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695.
30. Darden, T. A.; York, D. M.; Pederson, L. G. J. Chem. Phys. 1993, 95, 10089.
31. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T. A.; Pederson, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
32. van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Mol. Phys. 1977, 34, 1311.
33. van Hove, L. Phys. Rev. 1954, 95, 249.
34. Kneller, G. R.; Smith, J. C. J. Mol. Biol. 1994, 242, 181.
35. Hayward, J. A.; Smith, J. C. Biophys. J. 2002, 82, 1216.
36. Hayward, J. A.; Finny, J. L.; Daniel, R. M.; Smith, J. C. Biophys. J. 2003, 85, 679.
37. Diehl, M.; Doster, W.; Petry, W.; Schober, H. Biophys. J. 1997, 73, 2726.
38. Robertson, G. N.; Yarwood, J. Chem. Phys. 1978, 32, 267.
39. Balog, E.; Becker, T.; Oettl, M.; Lechner, R.; Daniel, R.; Finney, J.; Smith, J. C. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 028103.
40. Yu, X. Y.; Leitner, D. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1698.
41. Stokes, R. H.; Mills, R. International Encyclopedia of Physical Chemistry and Chemical Physics; Pergamon Press: Oxford, 1965; Vol. 3.
42. Moritsugu, K.; Kidera, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3890.
43. Brooks, C. L., III; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1989, 208, 159.
44. Sakurai, J. J.; Tuan, S. F. Modern Quantum Mechanics, rev. ed.; Addison-Wesley: New York, 1995.
45. Moritsugu, K.; Miyashita, O.; Kidera, A. Phys. Rev. Lett. 2000, 55, 3970.
46. Moritsugu, K.; Miyashita, O.; Kidera, A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3309.
47. Mori, H. Prog. Theor. Phys. 1965, 33, 423.
48. Zwanzig, R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1965, 16, 67.
49. Goupil-Lamy, A. V.; Smith, J. C.; Yunoki, J.; Parker, S. F.; Kataoka, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9268.
50. Kataoka, M.; Kamikubo, H.; Yunoki, J.; Tokunaga, F.; Kanaya, T.; Izumi, Y.; Shibata, S. J. Phys. Chem. Solids 1999, 60, 1285.
51. Martin, J. L.; Migus, A.; Poyart, C.; Lecarpentier, Y.; Astier, R.; Antonetti, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, 80, 173.
52. Henry, E. R.; Eaton, W. A.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 8982.
53. Petrich, J. W.; Martin, J. L.; Houde, D.; Poyart, C.; Orszag, A. Biochemistry 1987, 26, 7914.
54. Lingle, R., Jr.; Xu, X.; Zhu, H.; Yu, S.-C.; Hopkins, J. B. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9320.
55. Li, P.; Sage, J. T.; Champion, P. M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 3214.
56. Franzen, S.; Bohn, B.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1995, 34, 1224.
57. Mizutani, Y.; Kitagawa, T. Science (Washington, D.C.) 1997, 278, 443.
58. Lian, T.; Lucke, B.; Kholodenko, Y.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 1997, 98, 11648.
59. Sagnella, D. E.; Straub, J. E. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7057.
60. Leitner, D. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 188102.