New model potentials for sulfur-copper(I) and sulfur-mercury(II) interactions in proteins: From ab initio to molecular dynamics

Journal of Computational Chemistry

Volumn 27, Issue 7, 2006, Pages 837-856

  Fuchs, Jean Francois ^a   Nedev, Hristo ^a   Poger, David ^a   Ferrand, Michel ^a   Brenner, Valérie ^b   Dognon, Jean Pierre ^b   Crouzy, Serge ^a  

^a UNIV GRENOBLE ALPES   (France)

^b CNRS   (France)

Author keywords

CHARMM force field; Cu(I); Fit from ab initio potential; Hg(II); Metalloproteins; Molecular dynamics simulation

Indexed keywords

CHARMM FORCE FIELD; CU(I); FIT FROM AB INITIO POTENTIAL; HG(II); METALLOPROTEINS;

COMPUTER SIMULATION; COPPER; MERCURY (METAL); MOLECULAR DYNAMICS; REACTION KINETICS; WATER;

PROTEINS;

COPPER; ION; MERCURY; PROTEIN; SULFUR; WATER;

ARTICLE; BIOLOGICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; ELECTRICITY; PROTEIN DATABASE; STATIC ELECTRICITY;

COMPUTER SIMULATION; COPPER; DATABASES, PROTEIN; ELECTROSTATICS; IONS; MERCURY; MODELS, BIOLOGICAL; PROTEINS; STATIC ELECTRICITY; SULFUR; WATER;

EID: 33646240570     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.20392     Document Type: Article

References (66)

1. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J Comput Chem 1983, 4, 187.
2. Manzl, C.; Ebner, H.; Kock, G.; Dallinger, R.; Krumschnabel, G. Toxicol Appl Pharmacol 2003, 191, 235.
3. O'Halloran, T. V.; Culotta, V. C. J Biol Chem 2000, 275, 25057.
4. Pufahl, R. A.; Singer, C. P.; Peariso, K. L.; Lin, S.-J.; Schmidt, P. J.; Fahrni, C. J.; Culotta, V. C.; Penner-Hahn, J. E.; O'Halloran, T. V. Science 1997, 278, 853.
5. Vulpe, C.; Levinson, B.; Whitney, S.; Packman, S.; Gitschier, J. Nat Genet 1993, 3, 7.
6. Bull, P. C.; Thomas, G. R.; Rommens, J. M.; Forbes, J. R.; Cox, D. W. Nat Genet 1993, 5, 327.
7. Fu, D.; Beeler, T. J.; Dunn, T. M. Yeast 1995, 11, 283.
8. Allen, F. H. Acta Crystallogr 2002, B58, 380.
9. Fujisawa, K.; Imai, S.; Kitajima, N.; Moro-oka, Y. Inorg Chem 1998, 37, 168.
10. Bradley, D. C.; Kunchur, N. R. J Chem Phys 1964, 40, 2258.
11. Seneque, O.; Crouzy, S.; Boturyn, D.; Dumy, P.; Ferrand, M.; Delangle, P. Chem Commun 2004, 7, 770.
12. Rossy, E.; Seneque, O.; Lascoux, D.; Lemaire, D.; Crouzy, S.; Delangle, P.; Coves, J. FEBS Lett 2004, 575, 86.
13. Berman, H. M.; Battistuz, T.; Bhat, T. N.; Bluhm, W. F.; Bourne, P. E.; Burkhardt, K.; Feng, Z.; Gilliland, G. L.; Iype, L.; Jain, S.; Fagan, P.; Marvin, J.; Padilla, D.; Ravichandran, V.; Schneider, B.; Thanki, N.; Weissig, H.; Westbrook, J. D.; Zardecki, C. Acta Crystallogr 2002, D58, 899.
14. Arnesano, F.; Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Ciofi-Baffoni, S.; Huffman, D. L.; O'Halloran, T. V. J Biol Chem 2001, 276, 41365.
15. Ralle, M.; Cooper, M. J.; Lutsenko, S.; Blackburn, N. J. J Am Chem Soc 1998, 120, 13525.
16. Didonato, M., Jr.; Hsu, H.-F.; Narindrasorasak, S.; Que, L.; Sarkar, B. Biochemistry 2000, 39, 11890.
17. De Silva, T. M.; Veglia, G.; Opella, S. J. Proteins 2005, 61, 1038.
18. Anastassopoulou, I.; Banci, L.; Bertini, I.; Cantini, F.; Katsari, E.; Rosato, A. Biochemistry 2004, 43, 13046.
19. Rosenzweig, A. C.; Huffman, D. L.; Hou, M. Y.; Wernimont, A. K.; Pufahl, R. A.; O'Halloran, T. V. Structure 1999, 7, 605.
20. Abajian, C.; Yatsunyk, L. A.; Ramirez, B. E.; Rosenzweig, A. C. J Biol Chem 2004, 279, 53584.
21. Wernimont, A. K.; Huffman, D. L.; Lamb, A. L.; O'Halloran, T. V.; Rosenzweig, A. C. Nat Struct Biol 2000, 7, 766.
22. Changela, A.; Chen, K.; Xue, Y.; Holschen, J.; Outten, C. E.; O'Halloran, T. V.; Mondragon, A. Science 2003, 301, 1383.
23. Ralle,M.;Lutsenko,L.;Blackburn,N. J. J Biol Chem 2003, 278, 23163.
24. Huffman, D. L.; O'Halloran, T. V. J Biol Chem 2000, 275, 18611.
25. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; 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.
26. Pearlman, D. A.; Case, D. A.; Caldwell, J. W.; Ross, W. R.; Cheatham, T. E., III; DeBolt, S.; Ferguson, D.; Seibel, G.; Kollman, P. Comput Phys Commun 1995, 91, 1.
27. Comba, P.; Remenyi, R. J Comput Chem 2002, 23, 697.
28. CAChe molecular modeling program; Oxford Molecular Group; Oxford, UK.
29. Allinger, N. L.; Yuh, Y. H.; Lii, J.-H. J Am Chem Soc 1989, 111, 8551.
30. Morokuma, K.; Rega, N.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; 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.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; 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.; Pople, J. A. Gaussian 98, Revision A.11.3; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2002.
31. Dolg, M.; Wedig, U.; Stoll, H.; Preuss, H. J Chem Phys 1987, 86, 866.
32. Peterson, K. A.; Puzzarini, C. Theor Chem Acc 2005, 114, 283.
33. Figgen, D.; Rauhut, G.; Dolg, M.; Stoll, H. Chem Phys 2005, 311, 227.
34. Dunning, T. H., Jr. J Chem Phys 1989, 90, 1007.
35. Woon, D. E.; Dunnung, T. H., Jr. J Chem Phys 1993, 98, 1358.
36. Drzaic, P. S.; Marks, J.; Brauman, J. I. Electron Photodetachment in Gas Phase Ions; Bowers, M. T., Ed.; Academic Press: New York, 1984.
37. Hoyau, S.; Ohanessian, G. Chem Phys Lett 1997, 280, 266.
38. Stevens, W. J.; Fink, W. H. Chem Phys Lett 1987, 139, 15.
39. 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. J Comput Chem 1993, 14, 1347.
40. Besler, B. H.; Merz, K. M., Jr.; Kollman, P. A. J Comput Chem 1990, 11, 431.
41. Dognon, J.-P.; Durand, S.; Granucci, G.; Levy, B.; Millié, P.; Rabbe, C. J Mol Struct (Theochem) 2000, 507, 17.
42. Neider. J.; Mead, R. Comput J 1965, 4, 308.
43. Stote, R. H.; Karplus, M. Proteins 1995, 23, 12.
44. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D. J Chem Phys 1983, 79, 926.
45. Marchand, S.; Roux, B. Proteins 1998, 33, 265.
46. Yin, D.; Mackerell, A. D., Jr. J Phys Chem 1996, 100, 2588.
47. Boys, S. F.; Bernadi, F. Mol Phys 1970, 19, 553.
48. Wolfram, S. Mathematica, Version 4; Wolfram Research Inc.: Champaign, IL, 1999.
49. Iwasaki, N.; Tomooka, J.; Toyada, K. Bull Chem Soc Jpn 1974, 47, 1323.
50. Scott, A. P.: Radom, L. J Phys Chem 1996, 100, 16502.
51. Nose, S. J Chem Phys 1984, 81, 511.
52. Hoover, G. H. Phys Rev A 1985, 31, 1695.
53. Feller, S. E.; Zhang, Y. H.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J Chem Phys 1995, 103, 4613.
54. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J Comput Chem 1977, 23, 327.
55. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J Chem Phys 1995, 103, 8577.
56. Yin, D.; Mackerell, A. D., Jr. J Comput Chem 1998, 19, 334.
57. Slater, J. C. J Chem Phys 1964, 41, 3199.
58. Hoops, S. C.; Anderson, K. W.; Merz, K. M. J Am Chem Soc 1991, 113, 8262.
59. Yamamura, T.: Watanabe, T.; Kikuchi, A.; Ushiyama, M.; Kobayashi, T.: Hirota, H. J Phys Chem 1995, 99, 5525.
60. Yamamura, T.; Watanabe, T.; Kikuchi, A.; Yamane, T.; Ushiyama, M.; Hirota, H. Inorg Chem 1997, 36, 4849.
61. David, L.; Amara, P.; Field, M. J.; Major, F. J Comput Aided Mol Des 2002, 16, 635.
62. Poger, D.; Fuchs, J.-F.; Nedev, H.: Ferrand, M.; Crouzy, S. FEBS Lett 2005, 579, 5287.
63. Steele, R. A.; Opella, S. J. Biochemistry 1997, 36, 6885.
64. Arnesano, F.; Banci, L.; Bertini, I.; Huffman, D. L.; O'Halloran, T. V. Biochemistry 2001, 40, 1528.
65. Baig, M. A. J Phys B 1983, 16, 1511.
66. Fraga, S.; Karwowski, J.; Saxena, K. M. S. Handbook of Atomic Data; Elsevier Scientific Publishing Co.: Amsterdam, 1976.