A new force field (ECEPP-05) for peptides, proteins, and organic molecules

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 10, 2006, Pages 5025-5044

  Arnautova, Yelena A ^a   Jagielska, Anna ^a,b   Scheraga, Harold A ^a  

^a Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

^b GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALCOHOLS; AMINES; CONFORMATIONS; ELECTROSTATIC ACCELERATORS; ETHANOL; ORGANIC MINERALS; PARAMETER ESTIMATION; QUANTUM THEORY;

CONFORMATIONAL ENERGIES; MODEL MOLECULES; ORGANIC MOLECULES; PARTIAL ATOMIC CHARGES;

PROTEINS;

EID: 33645511814     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp054994x     Document Type: Article

References (81)

1. Brooks, C. L., III.; Karplus, M.; Pettitt, B. M. Proteins, A Theoretical Perspective Dynamics, Structure, and Thermodynamics; Advances in Chemical Physics 71; John Wiley and Sons: New York, 1988.
2. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulations of Liquids; Oxford University Press: New York, 1989.
3. Némethy, G.; Gibson, K. D.; Palmer, K. A.; Yoon, C. N.; Paterlini, G.; Zagari, A.; Rumsey, S.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 6472.
4. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
5. Duan, Y.; Wu, C.; Chowdhury, S.; Lee, M. C.; Xiong, G.; Zhang, W.; Yang, R.; Cieplak, P.; Luo, R.; Lee, T.; Caldwell, J.; Wang, J.; Kollman, P. J. Comput.Chem. 2003, 24, 1999.
6. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J.; 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.
7. van Gunsteren, W. F.; Billeter, S. R.; Eising, A. A.; Hünenberger, P. H.; Krüger, P.; Mark, A. E.; Scott, W. R. P.; Tironi, I. G. Biomolecular Simulations: The GROMOS96 Manual and User Guide; BI-OMOS: Zürich, 1996.
8. Ewig, C. S.; Berry, R.; Dinur, U.; Hill, J.-R.; Hwang, M.-J.; Li, H.; Liang, C.; Maple, J.; Peng, Z.; Stockfisch, T. P.; Thacher, T. S.; Yan, L.; Ni, X.; Hagler, A. T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1782.
9. Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474.
10. Duan, Y.; Kollman, P. A. Science 1998, 282, 740.
11. Simmerling, C.; Strockbine, B.; Roitberg, A. E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11258.
12. Snow, C. D.; Nguyen, H.; Pande, V. S.; Gruebele, M. Nature 2002, 420, 102.
13. Snow, C. D.; Zagrovic, B.; Pande, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14548.
14. Chowdhury, S.; Lee, M. C.; Xiong, G.; Duan, Y. J. Mol. Biol. 2003, 327, 711.
15. Vila, J. A.; Ripoll, D. R.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 14812.
16. Ripoll, D. R.; Vila, J. A.; Scheraga, H. A. J. Mol. Biol. 2004, 339, 915.
17. Felts, A. K.; Gallicchio, E.; Wallqvist, A.; Levy, R. M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2002, 48, 404.
18. Lee, M. C.; Duan, Y. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2004, 55, 620.
19. Vila, J. A.; Ripoll, D. R.; Arnautova, Y. A.; Vorobjev, Y. N.; Scheraga, H. A. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2005, 61, 56.
20. Beachy, M. D.; Chasman, D.; Murphy, R. B.; Halgren, T. A.; Friesner, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5908.
21. Gnanakaran, S.; Garcia, A. E. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12555.
22. Yoda, T.; Sugita, Y.; Okamoto, Y. Chem. Phys. 2004, 307, 269.
23. MacKerell, A. D., Jr. J. Comput.Chem. 2004, 25, 1584.
24. Ripoll, D. R.; Vorobjev, Y. N.; Liwo, A.; Vila, J. A.; Scheraga, H. A. J. Mol. Biol. 1996, 264, 770.
25. Momany, F. A.; McGuire, R. F.; Burgess, A. W.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1975, 79, 2361.
26. Nemethy, G.; Pottle, M. S.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1983, 87, 1883.
27. Sippl, M. J.; Némethy, G.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1984, 88, 6231.
28. Scheraga, H. A. Rev. Comput. Chem. 1992, 3, 73.
29. Ripoll, D. R.; Scheraga, H. A. Biopolymers 1988, 27, 1283.
30. Arnautova, Y. A.; Jagielska, A.; Pillardy, J.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7143.
31. Jagielska, A.; Arnautova, Y. A.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12181.
32. Momany, F. A.; Carruthers, L. M.; McGuire, R. F.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1974, 78, 1595.
33. Hagler, A. T.; Huler, E.; Lifson, S. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 5319.
34. Williams, D. E.; Starr, T. L. Comput. Chem. 1977, 1, 173.
35. Lifson, S.; Hagler, A. T.; Dauber, P. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 5111.
36. Cox, S. R.; Hsu, L.-Y.; Williams, D. E. Acta Crystallogr., Sect. A 1981, 37, 293.
37. Williams, D. E.; Cox, S. R. Acta Crystallogr., Sect. B 1984, 40, 404.
38. Williams, D. E.; Houpt, D. J. Acta Crystallogr., Sect. B 1986, 42, 286.
39. Williams, D. E. J. Mol. Struct. 1999, 485, 321.
40. Hwang, M. J.; Stockfisch, T. P.; Hagler, A. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 2515.
41. Sun, H.; Mumby, S. J.; Maple, J. R.; Hagler, A. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 2978.
42. Arnautova, Y. A.; Pillardy, J.; Czaplewski, C.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 712.
43. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. GAMESS6. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
44. (a) Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269.
45. (b) Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., III.; Ross, W. S.; Simmerling, C. L.; Darden, T. A.; Merz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A. L.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Radmer, R. J.; Duan, Y.; Pitera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K. and Kollman, P. A. AMBER 6; University of California: San Francisco, CA, 1999.
46. Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Bayly, C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1357.
47. Lovell, S. C.; Word, J. M.; Richardson, J. S.; Richardson, D. C. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2000, 40, 389.
48. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. The Protein Data Bank. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235.
49. Hovmöller, S.; Zhou, T.; Ohlson, T. Acta Crystallogr., Sect. D 2002, 58, 768.
50. (a) Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. Chem. Phys. Lett. 1988, 153, 503.
51. (b) Frisch, M. J.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A. Chem. Phys. Lett. 1990, 166, 275.
52. 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.7; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
53. Gay, D. M. ACM Trans. Math. Software 1983, 9, 503.
54. Roterman, I. K.; Lambert, M. H.; Gibson, K. D.; Scheraga, H. A. J. Biomol. Struct. Dyn.. 1989, 7, 421
55. Ewald, P. Ann. Phys. 1921, 64, 253.
56. Pillardy, J.; Wawak, R. J., Arnautova, Y. A.; Czaplewski, C.; Scheraga, H. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 907.
57. Gibson, K. D.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3752.
58. Pillardy, J.; Arnautova, Y. A.; Czaplewski, C.; Gibson, K. D.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 12351.
59. Chisholm, J. A.; Motherwell, S. J. Appl. Crystallogr. 2005, 38, 228.
60. Allen, F. H.; Kennard, O.; Taylor, R. Acc. Chem. Res. 1983, 16, 146.
61. Sorin, E.; Pande, V. S. J. Comput. Chem. 2005, 26, 682.
62. Weiner, S. J.; Kollman, P. A.; Case, D. A.; Singh, U. C.; Ghio, C.; Alagona, G.; Profeta, S., Jr.; Weiner, P. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 765.
63. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225.
64. Billeter, M.; Howard, A. E.; Kuntz, I. D.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8385.
65. Smith, J. C.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 29, 801
66. Durig, J. R.; Bucy, W. E.; Wurrey, C. J.; Carreira, L. A. J. Phys. Chem. 1975, 79, 988.
67. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C.; Kollman, P. A.. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9620.
68. Allinger, N. L.; Yuh, Y. H.; Lii, J.-H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8551.
69. Drakenberg, T.; Forsén, S. J. Chem. Soc. D 1971, 1404.
70. Wang, Z.-X., Duan, Y. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1699.
71. Kang, Y. K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11589.
72. Stenkamp, R. E.; Jensen, L. H. Acta Crystallogr., Sect. B 1973, 29, 2872.
73. Lalitha, V.; Murali, R.; Subramanian, E. Int. J. Pept. Protein Res. 1986, 27, 472.
74. (a) Motherwell, W. D. S.; Ammon, H. L.; Dunitz, J. D.; Dzyabchenko A.; Erk, P.; Gavezzotti, A.; Hofmann, D. W. M.; Leusen, F. J. J.; Lommerse, J. P. M.; Mooij, W. T. M.; Price, S. L.; Scheraga, H.; Schweizer, B.; Schmidt, M. U.; van Eijck, B. P.; Verwer, P.; Williams, D. E. Acta Crystallogr., Sect. B 2002, 58, 647.
75. (b) Day, G. M.; Motherwell, W. D. S.; Ammon, H. L.; Boerrigter, S. X. M.; Della Valle, R. G.; Venuti, E.; Dzyabchenko A.; Dunitz, J. D.; van Eijck, B. P.; Erk, J.C.; Facelli, J. C.; Bazterra, V. E.; Ferraro, M. B.; Hofmann, D. W. M.; Leusen, F. J. J.; Liang, C.; Pantelides, C. C.; Karamertzanis, P. G.; Price, S. L.; Lewis, T. C.; Torrissi, A.; Nowell, H.; Scheraga, H. A.; Arnautova, Y. A.; Schmidt, M. U.; Schweizer, B.; Verwer, P. Acta Crystallogr., Sect. B 2005, 61, 511.
76. Anfinsen, C. B. Science. 1973, 181, 223.
77. (a) Ripoll, D. R.; Pottle, M. S.; Gibson, K. D.; Liwo, A.; Scheraga, H. A. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1153.
78. (b) Ripoll, D. R.; Liwo, A.; Czaplewski, C. T.A.S.K. Q. 1999, 3, 313.
79. Vila, J.; Williams, R. L.; Vasquez, M.; Scheraga, H. A. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1991, 10, 199.
80. (a) Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Chem. Phys. Lett. 1995, 246, 122.
81. (b) Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19824.