Towards accurate ab initio QM/MM calculations of free-energy profiles of enzymatic reactions

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 6, 2006, Pages 2934-2941

  Rosta, Edina ^a   Klähn, Marco ^a   Warshel, Arieh ^a  

^a UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; APPROXIMATION THEORY; FREE ENERGY; MOLECULAR DYNAMICS; QUANTUM THEORY;

EMPIRICAL VALENCE BAND (EVB); MOLECULAR MECHANICS (MM); QUANTUM MECHANICAL (QM);

ENZYMES;

EID: 33644776045     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp057109j     Document Type: Article

References (53)

1. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227.
2. Shurki, A.; Warshel, A. Adv. Protein Chem. 2003, 66, 249.
3. Gao, J. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 298.
4. Bakowies, D.; Thiel, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10580.
5. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700.
6. Friesner, R.; Beachy, M. D. Curr. Opin. Struct. Biol. 1998, 8, 257.
7. Monard, G.; Merz, K. M. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 904.
8. Garcia-Viloca, M.; Gonzalez-Lafont, A.; Lluch, J. M. J. Am. Chem. Soc 2001, 123, 709.
9. Martí, S.; Andrés, J.; Moliner, V.; Silla, E.; Tunon, I.; Bertran, J. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 207.
10. Field, M. J. Comput. Chem. 2002, 23, 48.
11. Cui, Q.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 569.
12. Warshel, A.; Sussman, F.; Hwang, J. K. J. Mol. Biol. 1988, 201, 139.
13. Muller, R. P.; Warshel, A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17516.
14. Strajbl, M.; Hong, G.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13333.
15. Olsson, M. H. M.; Hong, G.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5025.
16. Zhang, Y.; Liu, H.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2000, 112, 3483.
17. Rod, T. H.; Ryde, U. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 138302.
18. Liu, W. B.; Wood, R. H.; Doren, D. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9505.
19. Iftimie, R.; Salahub, D.; Schofield, J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11285.
20. Crespo, A.; Marti, M. A.; Estrin, D. A.; Roitberg, A. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6940.
21. Sakane, S.; Yezdimer, E. M.; Liu, W.; Barriocanal, J. A.; Doren, D. J.; Wood, R. H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 2583.
22. Pradipta, B. J. Chem. Phys. 2005, 122, 091102.
23. Hu, H.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2005, 123, 041102.
24. Štrajbl, M.; Florián, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5354.
25. Klahn, M.; Braun-Sand, S.; Rosta, E.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15645.
26. Bentzien, J.; Muller, R. P.; Florian, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2293.
27. Warshel, A. Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; John Wiley & Sons: New York, 1991.
28. Warshel, A.: Parson, W. W. Q. Rev. Biophys. 2001, 34, 563.
29. Shurki, A.; Štrajbl, M.; Villa, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4097.
30. Villa, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7887.
31. Olsson, M. H. M.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15167.
32. Verschueren, K. H. G.; Franken, S. M.; Rozeboom, H. J.; Kalk, K. H.; Dijkstra, B. W. J. Mol. Biol. 1993, 232, 856.
33. Paneth, P. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 120.
34. Kmunicek, J.; Luengo, S.; Gago, F.; Ortiz, A. R.; Wade, R. C.; Damborsky, J. Biochemistry 2001, 40, 11288.
35. Bosma, T.; Pikkemaat, M. G.; Kingma, J.; Dijk, J.; Janssen, D. B. Biochemistry 2003, 42, 8047.
36. Kmunicek, J.; Hynkova, K.; Jedlicka, T.; Nagata, Y.; Negri, A.; Gago, F.; Wade, R. C.; Damborsky, J. Biochemistry 2005, 44, 3390.
37. Soriano, A.; Silla, E.; Tunon, I.; Ruiz-Lopez, M. F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1946.
38. Bruice, T. C. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 139.
39. Lewandowicz, A.; Rudzinski, J.; Tronstad, L.; Widersten, M.; Ryberg, P.; Matsson, O.; Paneth, P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4550.
40. Marti, S.; Moliner, V.; Tunon, I. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1008.
41. Bohac, M.; Nagata, Y.; Prokop, Z.; Prokop, M.; Monincova, M.; Tsuda, M.; Koca, J.; Damborsky, J. Biochemistry 2002, 41, 14272.
42. Sun, H.; Kalju, K.; Thomas, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 2215.
43. Pries, F.; Kingma, J.; Krooshof, G.; Jeronimus-Stratingh, C.; Bruins, A.; Janssen, D. J. Biol. Chem. 1995, 270, 10405.
44. Nam, K.; Prat-Resina, X.; Garcia-Viloca, M.; Devi-Kesavan, L. S.; Gao, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1369.
45. Devi-Kesavan, L. S.; Gao, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1532.
46. Lau, E. Y.; Kahn, K.; Bash, P. A.; Bruice, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9937.
47. Devi-Kesavan, L. S.; Garcia-Viloca, M.; Gao, J. Theor. Chim. Acta 2003, 109, 133.
48. Shaik, S. S.; Schlegel, H. B.; Wolfe, S. Theoretical Aspects of Physical Organic Chemistry. Application to the SN2 Transition State; Wiley-Interscience: New York, 1992.
49. Assfeld, X.; Rivail, J. Chem Phys. Lett. 1996, 263, 100.
50. Chu, Z. T.; Villa, J.; Strajbl, M.; Schutz, C. N.; Shurki, A.; Warshel, A. MOLARIS, version beta9.05; University of Southern California, Los-Angeles, CA, 2004.
51. 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.; Burant, 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.; 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. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, revision A.9; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
52. Maulitz, A. H.; Lightstone, F. C.; Zheng, Y.-J.; Bruice, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 6591.
53. Florián, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5583.