Integrated Modeling Program, Applied Chemical Theory (IMPACT)

Journal of Computational Chemistry

Volumn 26, Issue 16, 2005, Pages 1752-1780

  Banks, Jay L ^a   Beard, Hege S ^a   Cao, Yixiang ^a   Cho, Art E ^b   Damm, Wolfgang ^a   Farid, Ramy ^a   Felts, Anthony K ^c   Halgren, Thomas A ^a   Mainz, Daniel T ^a   Maple, Jon R ^a   Murphy, Robert ^a   Philipp, Dean M ^a   Repasky, Matthew P ^a   Zhang, Linda Y ^a   Berne, Bruce J ^b   Friesner, Richard A ^b   Gallicchio, Emilio ^c   Levy, Ronald M ^c  

^a SCHRÖDINGER INC   (United States)

^b Och Spine at New York Presbyterian Hospitals   (United States)

^c RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

IMPACT; Monte Carlo simulation; QM MM applications

Indexed keywords

IMPACT; MOLECULAR MECHANICS MODULES; MOLECULAR MECHANICS PARAMETERS; QM/MM APPLICATIONS;

ALGORITHMS; MODULA (PROGRAMMING LANGUAGE); MOLECULAR DYNAMICS; MONTE CARLO METHODS; ORGANIC COMPOUNDS; PARAMETER ESTIMATION; POLARIZATION; PROTEINS; SAMPLING; SOLVENTS;

MOLECULAR ORIENTATION;

SOLVENT;

CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER PROGRAM; COMPUTER SIMULATION; DRUG DESIGN; MONTE CARLO METHOD; PROTEIN TERTIARY STRUCTURE; QUANTUM THEORY; REVIEW; THERMODYNAMICS;

COMPUTER SIMULATION; DRUG DESIGN; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MONTE CARLO METHOD; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; QUANTUM THEORY; SOFTWARE; SOLVENTS; THERMODYNAMICS;

EID: 25144517646     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.20292     Document Type: Review

References (147)

1. McCammon, J. A.; Gelin, B. R.; Karplus, M. Nature 1977, 267, 585.
2. Karplus, M. Biopolymers 2003, 68, 350.
3. Levy, R. M.; Bassolino, D.; Kitchen, D. B.; Pardi, A. Biochemistry 1989, 28, 9361.
4. Fan, P.; Kominos, D.; Kitchen, D. B.; Levy, R. M.; Baum, J. Chem Phys 1991, 158, 295.
5. Kitchen, D. B.; Hirata, F.; Kofke, D. A.; Westbrook, J. D.; Yarmush, M.; Levy, R. M. J Comput Chem 1990, 11, 1169.
6. Kitchen, D. B.; Reed, L. H.; Levy, R. M. Biochemistry 1992, 31, 10083.
7. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J Am Chem Soc 1996, 118, 11225.
8. Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. J. J Phys Chem B 2001, 105, 6474.
9. Banks, J. L.; Kaminski, G. A.; Zhou, R.; Mainz, D. T.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J Chem Phys 1999, 110, 741.
10. Stern, H. A.; Kaminski, G. A.; Banks, J. L.; Zhou, R.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J Phys Chem B 1999, 103, 4730.
11. Kaminski, G. A.; Stern, H. A.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J Phys Chem A 2004, 108, 621.
12. Kaminski, G. A.; Stern, H. A.; Berne, B. J.; Friesner, R. A.; Cao, Y. X.; Murphy, R. B.; Zhou, R.; Halgren, T. A. J Comput Chem 2002, 23, 1515.
13. Maple, J. R.; Cao, Y. X.; Damm, W.; Halgren, T. A.; Kaminski, G. A.; Zhang, L. Y.; Friesner, R. A. J Chem Theory Comput 2005, 1, 694.
14. Stern, H. A.; Rittner, F.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J Chem Phys 2001, 115, 2237.
15. Friesner, R. A.; Banks, J. L.; Murphy, R. B.; Halgren, T. A.; Klicic, J. J.; Mainz, D. T.; Repasky, M. P.; Knoll, E. H.; Shelley, M.; Perry, J. K.; Shaw, D. E.; Francis, P.; Shenkin, P. S. J Med Chem 2004, 47, 1739.
16. Halgren, T. A.; Murphy, R. B.; Friesner, R. A.; Beard, H. S.; Frye, L. L.; Pollard, W. T.; Banks, J. L. J Med Chem 2004, 47, 1750.
17. Teague, S. Nat Rev 2003, 2, 527.
18. Gherman, B. F.; Goldberg, S. D.; Cornish, V. W.; Friesner, R. A. J Am Chem Soc 2004, 126, 7652.
19. Murphy, R. B.; Philipp, D. M.; Friesner, R. A. Chem Phys Lett 2000, 321, 113.
20. Westbrook, J. D.; Feng, Z.; Chen, L.; Yang, H.; Berman, H. M. Nucleic Acids Res 2003, 31, 489.
21. Halgren, T. A. J Comput Chem 1996, 17, 520.
22. Halgren, T. A. J Comput Chem 1999, 20, 730.
23. Murphy, R. B.; Beachy, M.; Ringnalda, M.; Friesner, R. J Chem Phys 1995, 103, 1481.
24. Halgren, T. A. J Comput Chem 1996, 17, 490.
25. Halgren, T. A. J Comput Chem 1996, 17, 553.
26. Halgren, T. A. J Comput Chem 1996, 17, 616.
27. Halgren, T. A. J Comput Chem 1999, 20, 720.
28. Halgren, T. A.; Nachbar, R. B. J Comput Chem 1996, 17, 587.
29. Jacobson, M. P.; Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Rapp, C. S. J Phys Chem B 2002, 106, 11673.
30. Jacobson, M. P.; Pincus, D. L.; Rapp, C. S.; Day, T. J. F.; Honig, B.; Shaw, D. E.; Friesner, R. A. Proteins Struct Funct Bioinform 2004, 55, 351.
31. Damm, W.; Frontera, A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J Comput Chem 1997, 18, 1955.
32. Jorgensen, W. L.; McDonald, N. A. Theochem 1998, 424, 145.
33. Jorgensen, W. L.; McDonald, N. A. J Phys Chem B 1998, 102, 8049.
34. Rizzo, R. C.; Jorgensen, W. L. J Am Chem Soc 1999, 121, 4827.
35. Watkins, E. K.; Jorgensen, W. L. J Phys Chem A 2001, 105, 4118.
36. Weininger, D. J. Chem Inf Comput Sci 1988, 28, 31.
37. Bush, B. L.; Sheridan, R. P. J Chem Inf Comput Sci 1989, 29, 97.
38. Gallicchio, E.; Zhang, L. Y.; Levy, R. M. J Comput Chem 2002, 23, 517.
39. Bernardo, D. N.; Ding, Y. B.; Krogh-Jespersen, K.; Levy, R. M. J Phys Chem 1994, 98, 4180.
40. Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J Phys Chem 1995, 99, 6208.
41. Dang, L. X. J Phys Chem B 1998, 102, 620.
42. Grossfield, A.; Ren, P. Y.; Ponder, J. W. J Am Chem Soc 2003, 125, 15671.
43. Lamoureux, G.; MacKerell, A. D.; Roux, B. J Chem Phys 2003, 119, 5185.
44. Ren, P. Y.; Ponder, J. W. J Comput Chem 2002, 23, 1497.
45. Ren, P. Y.; Ponder, J. W. J Phys Chem B 2004, 108, 13427.
46. Rick, S. W.; Stuart, S. J.; Berne, B. J. J Chem Phys 1994, 101, 6141.
47. Gao, J.; Pavelites, J.; Habibollazadeh, D. J Phys Chem 1996, 100, 2689.
48. Giese, T. J.; York, D. M. J Chem Phys 2004, 120, 9903.
49. Morita, A. J Comput Chem 2002, 23, 1466.
50. Panhuis, M. I. H.; Popelier, P. L. A.; Munn, R. W.; Angyan, J. G. J Chem Phys 2001, 114, 7951.
51. Kaminski, G.; Maple, J.; Braden, D.; Murphy, R. B.; Friesner, R. A. J Chem Theory Comput 2005, 1, 248.
52. Stern, H.; Rittner, F.; Pavese, M.; Harder, E.; Xu, H.; Kim, B. SIM: Molecular Dynamics Simulation Program, Columbia University: New York, 2001.
53. Harder, E.; Kim, B.; Friesner, R. A.; Berne, B. J. J Chem Theory Comput 2005, 1, 169.
54. Friedrichs, M.; Zhou, R.; Edinger, S. R.; Friesner, R. A. J Phys Chem B 1999, 103, 3057.
55. Greengard, L.; Rokhlin, V. J Comput Phys 1997, 135, 280.
56. Zhou, R.; Berne, B. J. J Chem Phys 1995, 103, 9444.
57. Figuerido, F.; Zhou, R.; Levy, R. M.; Berne, B. J. J Chem Phys 1997, 106, 9835.
58. Roux, B.; Simonson, T. Biophysical Chemistry 1999, 78, 1.
59. Felts, A. K.; Harano, Y.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. Proteins Struct Funct Bioinform 2004, 56, 310.
60. Gallicchio, E.; Kubo, M. M.; Levy, R. M. J Phys Chem B 2000, 104, 6271.
61. Gallicchio, E.; Levy, R. M. J Comput Chem 2004, 25, 479.
62. Zhang, L.; Gallicchio, E.; Friesner, R.; Levy, R. M. J Comput Chem 2001, 22, 591.
63. Zhang, L.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. AIP Conference Proceedings (Simulation and Theory of Electrostatic Interactions in Solutions), vol. 492, 1999, p. 451.
64. Levy, R. M.; Zhang, L. Y.; Gallicchio, E.; Felts, A. K. J Am Chem Soc 2003, 25, 9523.
65. Su, Y.; Gallicchio, E. Biophys Chem 2004, 109, 251.
66. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J Phys Chem 1987, 91, 6269.
67. Still, W. C.; Tempczyk, A.; Hawley, R. C.; Hendrickson, T. J Am Chem Soc 1990, 112, 6127.
68. Schaefer, M.; Karplus, M. J Phys Chem 1996, 100, 1578.
69. Levy, R. M.; Gallicchio, E. Annu Rev Phys Chem 1998, 49, 531.
70. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; von Gunsteren, W. F.; Hermans, J., Eds. Intermolecular Forces; Reidel: Dorfrecht, Holland, 1981.
71. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J Chem Phys 1983, 79, 926.
72. Cortis, C. M.; Friesner, R. A. J Comput Chem 1997, 18, 1570.
73. Nicholls, A.; Honig, B. J Comput Chem 1991, 12, 435.
74. Cortis, C. M.; Friesner, R. A. J Comput Chem 1997, 18, 1591.
75. Cortis, C. M.; Langlois, J. M.; Beachy, M. D.; Friesner, R. A. J Chem Phys 1996, 105, 5472.
76. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M.; Goddard, W. A.; Honig, B. J Am Chem Soc 1994, 116, 11875.
77. Marten, B.; Kim, K.; Cortis, C.; Friesner, R. A.; Murphy, R. B.; Ringnalda, M. N.; Sitkoff, D.; Honig, B. J Phys Chem 1996, 100, 11775.
78. Bashford, D.; Case, D. A. Annu Rev Phys Chem 2000, 51, 129.
79. Ghosh, A.; Rapp, C. S.; Friesner, R. A. J Phys Chem B 1998, 102, 10983.
80. Lee, M. S.; Salsbury, F. F.; Brooks, C. L., III. J Chem Phys 2002, 116, 10606.
81. Onufriev, A.; Case, D. A.; Bashford, D. J Comput Chem 2002, 23, 1297.
82. Felts, A. K.; Gallicchio, E.; Wallqvist, A.; Levy, R. M. Proteins 2002, 48, 404.
83. Froloff, N.; Windermuth, A.; Honig, B. Protein Sci 1997, 6, 1293.
84. Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J Phys Chem 1996, 100, 19824.
85. Lee, M. S.; Feig, M.; Salsbury, F. R., Jr.; Brooks, C. L., III. J Comput Chem 2003, 24, 1348.
86. Qiu, D.; Shenkin, P. S.; Hollinger, F. P.; Still, C. W. J Phys Chem A 1997, 101, 3005.
87. Feig, M.; Onuvrief, A.; Lee, M. S.; Im, W.; Case, D. A.; Brooks, C. L., III. J Comput Chem 2004, 25, 265.
88. Dominy, B. N.; Brooks, C. L., III. J Phys Chem B 1999, 103, 3765.
89. Tsui, V.; Case, D. A. Biopolymers 2000, 56, 275.
90. Grant, J. A.; Pickup, B. T. J Phys Chem 1995, 99, 3503.
91. Petitjean, M. J Comput Chem 1994, 15, 507.
92. Schaefer, M.; Bartels, C.; Leclerc, F.; Karplus, M. J Comput Chem 2001, 22, 1857.
93. Ashbaugh, H. S.; Kaler, E. W.; Paulaitis, M. E. J Am Chem Soc 1999, 121, 9243.
94. Tuckerman, M.; Berne, B. J.; Martyna, G. J. J Chem Phys 1992, 97, 1990.
95. Duane, S.; Kennedy, A. D.; Pendleton, B. J.; Roweth, D. Phys Lett B 1987, 195, 216.
96. Frantz, D. D.; Freeman, D. L.; Doll, J. D. J Chem Phys 1990, 93, 2769.
97. Zhou, R.; Berne, B. J. J Chem Phys 1997, 107, 9185.
98. Sugita, Y.; Okamoto, Y. Chem Phys Lett 1999, 314, 141.
99. Severance, D. L.; Essex, J. W.; Jorgensen, W. L. J Comput Chem 1995, 16, 311.
100. Yu, Z.; Jacobson, M. P.; Josovitz, J.; Rapp, C. S.; Friesner, R. A. J Phys Chem B 2004, 108, 6643.
101. Blanco, F. J.; Rivas, G.; Serrano, L. Nat Struct Biol 1994, 1, 584.
102. Honda, S.; Kobayashi, N.; Munekata, E. J Mol Biol 2000, 295, 269.
103. Garcia, A. E.; Sanbonmatsu, K. Y. Proteins Struct Funct Genet 2001, 42, 345.
104. Zhou, R.; Berne, B. J.; Germain, R. Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98, 14931.
105. Zhou, R. Proteins Struct Funct Genet 2003, 53, 148.
106. Muñoz, V.; Thompson, P. A.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Nature 1997, 390, 196.
107. Gallicchio, E.; Andrec, M.; Felts, A. K.; Levy, R. M. J Phys Chem B 2005, 109, 6722.
108. Brown, J. E.; Klee, W. A. Biochemistry 1971, 10, 470.
109. Muñoz, V.; Serrano, L. J Mol Biol 1995, 245, 275.
110. Andrec, M.; Felts, A. K.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. Proc Natl Acad Sci USA 2005, 102, 6801.
111. Mowbray, S.; Cole, L. J Mol Biol 1992, 225, 155.
112. Björkman, A.; Mowbray, S. J Mol Biol 1998, 279, 651.
113. Ravindranathan, K. P.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. 2005, in press.
114. Gherman, B. F.; Baik, M. H.; Lippard, S. J.; Friesner, R. A. J Am Chem Soc 2004, 126, 2978.
115. Murphy, R. B.; Philipp, D. M.; Friesner, R. A. J Comput Chem 2000, 21, 1442.
116. Ewing, T. J. A.; Kuntz, I. D. J Comput Chem 1997, 18, 1175.
117. Kramer, B.; Rarey, M.; Lengauer, T. Proteins 1999, 37, 228.
118. Meng, E. C.; Shoichet, B. K.; Kuntz, I. D. J Comput Chem 1992, 13, 505.
119. Nissink, J. W. M.; Murray, C.; Hartshorn, M.; Verdonk, M. L.; Cole, J. C.; Taylor, R. Proteins 2002, 49, 457.
120. Murphy, R. B.; Friesner, R. A.; Halgren, T. A. 2005, in preparation.
121. Eldridge, M. D.; Murray, C. W.; Auton, T. R.; Paolini, G. V.; Mee, R. P. J Comput Aided Mol Des 1997, 11, 425.
122. Warshel, A.; Levitt, M. J Mol Biol 1976, 103, 227.
123. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J Comput Chem 1990, 11, 700.
124. Gao, J.; Xia, X. F. Science 1992, 258, 631.
125. Crespo, A.; Scherlis, D. A.; Marti, M. A.; Ordejon, P.; Roitberg, A. E.; Estrin, D. A. J Phys Chem B 2003, 107, 13728.
126. Das, D.; Eurenius, K. P.; Billings, E. M.; Sherwood, P.; Chatfield, D. C.; Hodoscek, M.; Brooks, B. R. J Chem Phys 2002, 117, 10534.
127. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J Comput Chem 1990, 11, 700.
128. Gao, J. L.; Amara, P.; Alhambra, C.; Field, M. J. J Phys Chem A 1998, 102, 4714.
129. Philipp, D. M.; Friesner, R. A. J Comput Chem 1999, 20, 1468.
130. Svensson, M.; Humbel, S.; Froese, R. D. J.; Matsubara, T.; Sieber, S.; Morokuma, K. J Phys Chem 1996, 100, 19357.
131. Johnson, B. G.; Gill, P. M. W.; Pople, J. A. J Chem Phys 1993, 98, 5612.
132. Friesner, R.; Guallar, V. Annu Rev Phys Chem 2005, 56, 389.
133. Reuter, N.; Dejaegere, A.; Maigret, B.; Karplus, M. J Phys Chem A 2000, 104, 1720.
134. Liu, K. E.; Valentine, A. M.; Wang, D.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Salifoglou, A.; Lippard, S. J. J Am Chem Soc 1995, 117, 10174.
135. Gherman, B.; Lippard, S.; Friesner, R. J Am Chem Soc 2005, 127, 1025.
136. Guallar, V.; Baik, M. H.; Lippard, S. J.; Friesner, R. A. Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100, 6998.
137. Guallar, V.; Friesner, R. A. J Am Chem Soc 2004, 126, 8501.
138. Davydov, R.; Makris, T. M.; Kofman, V.; Werst, D. E.; Sligar, S. G.; Huffman, B. M. J Am Chem Soc 2001, 123, 1403.
139. Schlichting, L; Berendzen, J.; Chu, K.; Stock, A. M.; Maves, S. A.; Benson, D, E.; Sweet, R. M.; Ringe, D.; Petsko, G. A.; Sligar, S. G. Science 2000, 287, 1615.
140. Ghuysen, J.-M. Annu Rev Microbiol 1991, 45, 37.
141. Guallar, V.; Jacobson, M.; McDermott, A.; Friesner, R. A. J Mol Biol 2004, 337, 227.
142. Albery, W. J.; Knowles, J. R. Biochemistry 1976, 15, 5627.
143. Knowles, J. R. Nature 1991, 350, 121.
144. Guner, V.; Khuong, K. S.; Leach, A. G.; Lee, P. S.; Bartberger, M. D.; Houk, K. N. J Phys Chem A 2003, 107, 11445.
145. Cho, A. E.; Guallar, V.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J Comput Chem 2005, 26, 915.
146. Bierzynski, A.; Kim, P. S.; Baldwin, R. L. Proc Natl Acad Sci USA 1982, 79, 2470.
147. Kraulis, P. J. J Appl Crystallogr 1991, 24, 946.