Optimization of the GB/SA solvation model for predicting the structure of surface loops in proteins

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 6, 2006, Pages 2869-2880

  Szarecka, Agnieszka ^a   Meirovitch, Hagai ^a  

^a UNIVERSITY OF PITTSBURGH SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MATHEMATICAL MODELS; OPTIMIZATION; PARAMETER ESTIMATION; SET THEORY; SURFACE STRUCTURE;

CYCLIC PEPTIDES; SOLVATION MODELS; SURFACE AREA (SA);

PROTEINS;

EID: 33644787382     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp055771+     Document Type: Article

References (120)

1. Karplus, P.A.; Schulz, G. E. Naturwissenschaften 1985, 72, 212.
2. Getzoff, E. D.; Geysen, H. M.; Rodda, S. J.; Alexander, H.; Tainer, J. A.; Lerner, R. A. Science 1987, 235, 1191.
3. Rini, J. M.; Schulze-Gahmen, U.; Wilson, I. A. Science 1992, 255, 959.
4. Constantine, K. L.; Friedrichs, M. S.; Wittekind, M.; Jamil, H.; Chu, C. H.; Parker, R. A.; Goldfarb, V.; Mueller, L.; Farmer, B. T. Biochemistry 1998, 37, 7965.
5. Nicholson, L. K.; Yamazaki, T.; Torchia, D. A.; Grzesiek, S.; Bax, A.; Stahl, S. J.; Kaufman, J. D.; Wingfield, P. T.; Lam, P. Y. S.; Jadhav, P. K.; Hodge, C. N.; Domaille, P. J.; Chang, C.-H. Struct. Biol. 1995, 2, 274.
6. Collins, J. R.; Burt, S. K.; Erickson, J. W. Struct. Biol. 1995, 2, 334.
7. Wagner, G. Struct. Biol. 1995, 2, 255.
8. Fetrow, J. S. FASEB J. 1995, 9, 708.
9. Bates, P. A.; Sternberg, M. J. Proteins 1999, Suppl 3, 47.
10. Mosimann, S.; Meleshko, R.; James, M. N. Proteins 1995, 23, 301.
11. Sali, A. Curr. Opin. Biotechnol. 1995, 6, 437.
12. Petrey, D.; Xiang, Z.; Tang, C. L.; Xie, L.; Gimpepev, M.; Mitros, T.; Soto, C. S.; Goldsmith-Fischman, S.; Kernytsky, A.; Schlessinger, A.; Koh, I. Y. Y.; Alexov, E.; Honig, B. Proteins 2003, 53, 430.
13. Crasto, C. J.; Feng, J. Proteins 2001, 42, 399.
14. Leszczynski, J. F.; Rose, G. D. Science 1986, 234, 849.
15. Donate, L. E.; Rufino, S. D.; Canard, L. H.; Blundell, T. L. Protein Sci. 1996, 5, 2600.
16. Fechteler, T.; Dengler, U.; Schomburg, D. J. Mol. Biol. 1995, 253, 114.
17. Kwasigroch, J. M.; Chomilier, J.; Mornon, J. P. J. Mol. Biol. 1996, 259, 855.
18. Martin, A. C.; Toda, K.; Stirk, H. J.; Thornton, J. M. Protein Eng. 1995, 8, 1093.
19. Oliva, B.; Bates, P. A.; Querol, E.; Aviles, F. X.; Sternberg, M. J. J. Mol. Biol. 1997, 266, 814.
20. Ring, C. S.; Kneller, D. G.; Langridge, R.; Cohen, F. E. J. Mol. Biol. 1992, 224, 685.
21. Pal, M.; Dasgupta, S. Proteins 2003, 51, 591.
22. Chothia, C.; Lesk, A. M. J. Mol. Biol. 1987, 196, 901.
23. Chothia, C.; Lesk, A. M.; Tramontano, A.; Levitt, M.; Smith-Gill, S. J.; Air, G.; Sheriff, S.; Padlan, E. A.; Davies, D.; Tulip, W. R. Nature 1989, 342, 877.
24. Fidelis, K.; Stern, P. S.; Bacon, D.; Moult, J. Protein Eng. 1994, 7, 953.
25. Espandaler, J.; Fernandez-Fuentes, N.; Hermoso, A.; Querol, E.; Aviles, F. X.; Sternberg, M. J. E.; Oliva, B. Nucleic Acids Res. 2004, 32, D185.
26. Summers, N. L.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1990, 216, 991.
27. Tappura, K. Proteins 2001, 44, 167.
28. Wohlfahrt, G.; Hangoc, V.; Schomburg, D. Proteins 2002, 47, 370.
29. Deane, C. M.; Blundell, T. L. Proteins 2000, 40, 135.
30. van Vlijmen, H. W.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1997, 267, 975.
31. Wojcik, J.; Mornon, J. P.; Chomilier, J. J. Mol. Biol. 1999, 289, 1469.
32. Samudrala, R.; Moult, J. J. Mol. Biol. 1998, 275, 895.
33. Sudarsanam, S.; DuBose, R. F.; March, C. J.; Srinivasan, S. Protein Sci. 1995, 4, 1412.
34. Bruccoleri, R. E.; Karplus, M. Biopolymers 1987, 26, 137.
35. Moult, J.; James, M. N. Proteins 1986, 7, 146.
36. Fine, R. M.; Wang, H.; Shenkin, P. S.; Yarmush, D. L.; Levinthal, C. Proteins 1986, 1, 342.
37. Higo, J.; Collura, V.; Gamier, J. Biopolymers 1992, 32, 33.
38. Rosenfeld, R.; Zheng, Q.; Vajda, S.; DeLisi, C. J. Mol. Biol. 1993, 234, 515.
39. Shenkin, P. S.; Yarmush, D. L.; Fine, R. M.; Wang, H. J.; Levinthal, C. Biopolymers 1987, 26, 2053.
40. Caralacci, L.; Englander, S. W. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1002.
41. Dudek, M. J.; Scheraga, H. A. J. Comput. Chem. 1990, 11, 121.
42. Gō, N.; Scheraga, H. A. Macromolecules 1970, 3, 178.
43. Zheng, Q.; Rosenfeld, R.; Vajda, S.; DeLisi, C. J. Comput. Chem. 1993, 14, 556.
44. Fiser, A.; Do, R. K. G.; Šali, A. Protein Sci. 2000, 9, 1753.
45. Das, B.; Meirovitch, H. Proteins 2001, 43, 303.
46. Das, B.; Meirovitch, H. Proteins 2003, 43, 470.
47. Mas, M. T.; Smith, K. C.; Yarmush, D. L.; Aisaka, K.; Fine, R. M.; Proteins 1992, 14, 483.
48. Smith, K. C.; Honig, B. Proteins 1994, 18, 119.
49. Wesson, L.; Eisenberg, D. Protein Sci. 1992, 1, 227.
50. Qiu, D.; Shenkin, P. S.; Hollinger, F. P.; Still, W. C. J. Phys. Chem A 1997, 101, 3005.
51. Rapp, C. S.; Friesner, R. A. Proteins 1999, 35, 173.
52. de Bakker, P. I. W.; DePristo, M. A.; Burke, D. F.; Blundell, T. L. Proteins 2003, 51, 21.
53. DePristo, M. A.; de Bakker, P. I. W.; Lovell, S. C.; Blundell, T. L. Proteins 2003, 51, 41.
54. Jacobson, M. P.; Pincus, D. L.; Rapp, C. S.; Day, T. J. F.; Honig, B.; Shaw, D. E.; Friesner, R. A. Proteins 2004, 55, 351.
55. Ghosh, A.; Sendrovic Rapp, C.; Friesner, R. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10983.
56. Gallicchio, E.; Zhang, L. Y.; Levy, R. M. J. Comput. Chem. 2002, 23, 517.
57. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225.
58. Zhang, C.; Liu, S.; Zhou, Y. Protein Sci. 2004, 13, 391.
59. Xiang, X.; Soto, C. S.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 7432.
60. Baysal, C.; Meirovitch, H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 800.
61. Baysal, C.; Meirovitch, H. Biopolymers 1999, 50, 329.
62. Meirovitch, H.; Meirovitch, E.; Lee, J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4847.
63. Meirovitch, H.; Meirovitch, E. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5123.
64. Baysal, C.; Meirovitch, H. Biopolymers 2000, 54, 416.
65. Baysal, C.; Meirovitch, H. Biopolymers 2000, 53, 423.
66. Maiorov, V. N.; Crippen, G. M. J. Mol. Biol. 1992, 227, 876.
67. Mirny, L. A.; Shakhnovich, E. I. J. Mol. Biol. 1996, 264, 1164.
68. Seok, C.; Rosen, J. B.; Chodera, J. D.; Dill, K. A. J. Comput. Chem. 2003, 24, 89.
69. Baysal, C.; Meirovitch, H. J. Phys. Chem. 1997, 101, 2185.
70. Baysal, C.; Meirovitch, H. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1659.
71. Meirovitch, H. Chem. Phys. Lett. 1977, 45, 389.
72. Meirovitch, H.; Koerber, S. C.; Rivier, J. E.; Hagler, A. T. Biopolymers 1994, 34, 815.
73. White, R. P.; Meirovitch, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9235.
74. Cheluvaraja, S.; Meirovitch, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9241.
75. Tanner, J. J.; Nell, L. J.; McCammon, J. A. Biopolymers 1992, 32, 23.
76. Lins, R. D.; Briggs, J. M.; Straatsma, T. P.; Carlson, H. A.; Greenwald, J.; Choe, S.; McCammon, J. A. Biophys. J. 1999, 76, 2999.
77. Ooi, T.; Oobatake, M.; Nemethy, G.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 1987, 84, 3086.
78. Schiffer, C. A.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Stroud, R. M. Mol. Simul. 1993, 10, 121.
79. Fraternali, F.; Van Gunsteren, W. F. J. Mol. Biol. 1996, 256, 939.
80. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
81. Ponder, J. W. TINKER-Software Tools for Molecular Design, version 3.9; Washington University, St. Louis, MO, 2001.
82. Najmanovich, R.; Kuttner, J.; Sobolev, V.; Edelman, M. Proteins 2000, 39, 261.
83. Zhao, S.; Goodsell, D. S.; Olson, A. J. Proteins 2001, 43, 271.
84. Wilson, M. A.; Brunger, A. T. J. Mol. Biol. 2000, 301, 1237.
85. Esposito, L.; Vitagliano, L,; Sica, F.; Sorrentino, G.; Zagari, A.; Mazzarella, L. J. Mol. Biol. 2000, 297, 713.
86. Still, W. C.; Tempczyk, A.; Hawley, R. C.; Hendrickson, T. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6127.
87. Hawkins, G. D.; Liotard, D. A.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Org. Chem. 1998, 63, 4305.
88. Schaefer, M.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1578.
89. Jayaram, B.; Liu, Y.; Beveridge, D. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1465.
90. Dominy, B. N.; Brooks, C. L., III. J. Phys. Chem. 1999, 103, 3765.
91. Onufriev, A.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Phys. Chem. 2000, 104, 3712.
92. Lee, M. S.; Salsbury, F. R., Jr.; Brooks, C. L., III. J. Chem. Phys. B 2002, 116, 10606.
93. Lee, M. S.; Feig, M.; Salsbury, F. R., Jr.; Brooks, C. L., III. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1348.
94. Zhang, W.; Hou, T.; Qiao, X.; Xu, X. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9071.
95. Jayaram, B.; Sprous, D.; Liu, Y.; Beveridge, D. L. J. Chem. Phys. B 1998, 102, 9571.
96. Morozov, A. V.; Kortemme, T.; Baker, D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2075.
97. Li, Z.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 6611.
98. von Freyberg, B.; Braun, W. J. Comput. Chem. 1991, 12, 1065.
99. Liu, D. C.; Nocedal, J. Technical Report NAM03; Department of Electrical Engineering and Computer Science, Northwestern University: Evanston, IL, 1988.
100. Flory, P. J. Statistical Mechanics of Chain Molecules; Hanser Publishers: New York, 1989.
101. Muller, C. W.; Schulz, G. E. J. Mol. Biol. 1992, 224, 159.
102. Hassan, S. A.; Guarnieri, F.; Mehler, E. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6478.
103. Hassan, S. A.; Mehler, E. L. Proteins 2002, 47, 45.
104. Warshel, A.; Russel, S. T. Q. Rev. Biophys. 1984, 17, 283.
105. Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6476.
106. Blanco, F. J.; Rivas, G.; Sranno, L. Nat. Struct. Biol. 1994, 1, 584.
107. Munoz, V.; Thompson, P. A.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Nature 1997, 390, 196.
108. Munoz, V.; Henry, E. R.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 5872.
109. Pande, V. S.; Rokhsar, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 9062.
110. Garcia, A. E.; Sanbonmatsu, K. Y. Proteins 2001, 42, 345.
111. Zhou, R.; Berne, B. J.; Germain, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 14931.
112. Zhou, R. Proteins 2003, 53, 148.
113. Zhou, R.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12777.
114. Felts, A. K.; Harano, Y.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. Proteins 2004 56, 310.
115. Fogolari, F.; Tosatto, S. C. E. Protein Science 2005, 14, 889.
116. Rapp, S. R.; Pollack, R. M. Proteins 2005, 60, 103.
117. Kollman, P.; Dixon, R.; Cornell, W.; Fox, T.; Chipot, C.; Pohorille, A. The development/application of a "minimalist" organic/biochemical molecular mechanic force field using a combination of ab initio calculations and experimental data. In Computer Simulation of Biomolecular Systems; van Gunsteren, W. F., Weiner, P. K., Wilkinson, A. J., Eds.; Kluwer: Boston, MA, 1997; Vol. 3, p 83.
118. Lee, M. S.; Salsbury, F. R., Jr.; Olson, M. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1967.
119. Lee, M. S.; Olson, M. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 5223.
120. Fan, H.; Mark, A. E.; Zhu, J.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6760.