Hybrid quantum mechanics/molecular mechanics simulations with two-dimensional interpolated corrections: Application to enzymatic processes

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 35, 2006, Pages 17663-17670

  Ruiz Pernía, J Javier ^a   Silla, Estanislao ^a   Tuñón, Iñaki ^a   Martí, Sergio ^b  

^a UNIVERSITY OF VALENCIA   (Spain)

^b UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ENZYME KINETICS; HAMILTONIANS; INTERPOLATION; QUANTUM THEORY; REACTION KINETICS;

ENERGY FUNCTION; GEOMETRICAL COORDINATES; METHYLATION; MOLECULAR MECHANICS (MM);

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 33748794502     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp063520a     Document Type: Article

References (60)

1. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227-249.
2. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700-733.
3. Thery, V.; Rjnaldi, D.; Rivail, J. L.; Maigret, B.; Ferenczy, G. G. J. Comput. Chem. 1994, 15, 269-282.
4. Gao, J. L. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 298-305.
5. Tuñón, I.; Martíns-Costa, M. T. C.; Millot, C.; Ruiz-López, M. F. J. Chem. Phys. 1997, 106, 3633-3642.
6. Wright, K.; Hillier, I. H.; Vaughan, D. J.; Vincent, M. A. Chem. Phys. Lett. 1999, 299, 527-531.
7. Gordon, M. S.; Freitag, M. A.; Bandyopadhyay, P.; Jensen, J. H.; Kairys, V.; Stevens, W. J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 293-307.
8. Villà, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7887-7907.
9. Mulholland, A. J.; Richards, W. G. Proteins 1997, 27, 9-25.
10. Gao, J. L.; Truhlar, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 467-505.
11. Field, M. J. J. Comput. Chem. 2002, 23, 48-58.
12. Poulsen, T. D.; García-Viloca, M.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9567-9578.
13. Warshel, A. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 425-443.
14. Gonzalez-Lafont, A.; Truong, T. N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4618-4627.
15. García-Viloca, M.; Alhambra, C.; Truhlar, D. G.; Gao, J. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 177-190.
16. Martí, S.; Moliner, V.; Tuñón, I. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1008-1016.
17. Chakraborty, A.; Zhao, Y.; Lin, H.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 124, 044315.
18. Chandrasekhar, J.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 2974-2975.
19. Kollman, P. A.; Kuhn, B.; Donini, O.; Perakyla, M.; Stanton, R.; Bakowies, D. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 72-79.
20. Pople, J. A.; Santry, D. P.; Segal, G. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, S129-S135.
21. Dewar, M. J. S.; Zoebisch, E. G.; Healy, E. F.; Stewart, J. J. P. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3902-3909.
22. Stewart, J. J. P. J. Comput.-Aided Mol. Des. 1990, 4, 1-45.
23. Warshel, A.; Aqvist, J. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991, 20, 267-298.
24. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260-7268.
25. Alhambra, C.; Gao, J.; Corchado, J. C.; Villa, J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2253-2258.
26. Lau, E. Y.; Kahn, K.; Bash, P. A.; Bruice, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9937-9942.
27. Alhambra, C.; Corchado, J. C.; Sanchez, M. L.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8197-8203.
28. Devi-Kesavan, L. S.; García-Viloca, M.; Gao, J. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 133-139.
29. Ruiz-Pernía, J. J.; Silla, E.; Tuñón, I.; Martí, S.; Moliner, V. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8427-8433.
30. Nguyen, K. A.; Rossi, I.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 5522-5530.
31. Chuang, Y. Y.; Corchado, J. C.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1140-1149.
32. Corchado, J. C.; Coitiño, E. L.; Chuang, Y. Y.; Fast, P. L.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2424-2438.
33. Renka, R. J. ACM Trans. Math. Software 1993, 19, 81-94.
34. Proust-De Martín, F.; Dumas, R.; Field, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7688-7697.
35. Press: W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T. In Numerical Recipes in C; Cambridge University Press: Cambridge, U. K., 1988; pp 120-122.
36. Wilson, E. B.; Decius, J. C. In Molecular Vibrations; Dover Publications: New York 1980.
37. Kast, P.; Asif-Ullah, M.; Hilvert, D. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 2691-2694.
38. Martí, S.; Andrés, J.; Moliner, V.; Silla, E.; Tuñón, I.; Bertrán, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 311-319.
39. Lee, Y. S.; Worthington, S. E.; Krauss, M.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12059-12065.
40. Szefczyk, B.; Mulholland, A. J.; Ranaghan, K. E.; Sokalski, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16148-16159.
41. Martí, S.; Andrés, J.; Moliner, V.; Silla, E.; Tuñón, I.; Bertrán, J.; Field, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1709-1712.
42. Zhang, X.; Bruice, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 16194-16198.
43. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Sherwood, P.; Lee, Y. S.; Schaefer, H. F. ; Brooks, B. R. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 140-148.
44. Crespo, A.; Scherlis, D. A.; Martí, M. A.; Ordejon, P.; Roitberg, A. E.; Estrin, D. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13728-13736.
45. Chook, Y. M.; Gray, J. V.; Ke, H. M.; Lipscomb, W. N. J. Mol. Biol. 1994, 240, 476-500.
46. Kaminski; G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105 6474-6487.
47. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
48. Field, M. J.; Albe, M.; Bret, C.; Proust-De Martin, F.; Thomas, A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1088-1100.
49. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.: Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.: Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; 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.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
50. Albeit the code has been mainly rewritten using different scripting capabilities and search algorithms, the ideas behind GRACEFUL corresponds with those of Moliner, V.; Turner, A. J.; Williams, I. H. Chem. Comun. 1997, 1271-1272.
51. Melissas, V. S.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1994, 98, 875-886.
52. Tome, G. M.; Valleau, J. P. J. Comput. Phys. 1977, 23, 187-199.
53. Schenter, G. K.; Garret, B. C.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5828-5833.
54. Ferrer, S.; Ruiz-Pernía, J. J.; Tuñón, I.; Moliner, V.; García-Viloca, M.; Gonzalez-Lafont, A.; Lluch, J. M. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 750-761.
55. Gulberg, H. C.; Marsden, C. A. Pharmacol. Rev. 1975, 27, 135-206.
56. Strajbl, M.; Florian, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4471-4484.
57. Roca, M.; Martí, S.; Andrés, J.; Moliner, V.; Tuñón, M.; Bertrán, J.; Williams, I. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7726-7737.
58. Vidgren, J.; Svensson, L. A.; Liljas, A. Nature 1994, 368, 354-358.
59. Roca, M.; Moliner, V.; Ruiz-Pernía, J. J.; Silla, E.; Tuñón, I. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 503-509.
60. Schultz, E.; Nissinen, E.; Kaakkola, S. Biochem. Pharmacol. 1989, 38, 3953-3956.