Exploring DNA groove water dynamics through hydrogen bond lifetime and orientational relaxation

Journal of Chemical Physics

Volumn 125, Issue 23, 2006, Pages

  Pal, Subrata ^a   Maiti, Prabal K ^a   Bagchi, Biman ^a  

^a INDIAN INSTITUTE OF SCIENCE   (India)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; CORRELATION METHODS; DNA; HYDROGEN BONDS; MOLECULAR ORIENTATION;

HYDROGEN BOND DONORS; HYDROGEN BOND LIFETIME (HBLT); ORIENTATIONAL RELAXATION; WATER DYNAMICS;

MOLECULAR DYNAMICS;

DNA; HYDROGEN; OXYGEN; PHOSPHATE; SOLVENT; WATER;

ARTICLE; BASE PAIRING; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATION; HYDROGEN BOND; STATISTICAL MODEL; SURFACE PROPERTY; TIME;

BASE PAIRING; COMPUTER SIMULATION; DNA; HYDROGEN; HYDROGEN BONDING; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MODELS, STATISTICAL; NUCLEIC ACID CONFORMATION; OXYGEN; PHOSPHATES; SOLVENTS; SURFACE PROPERTIES; TIME FACTORS; WATER;

EID: 33845727429     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2403872     Document Type: Article

References (74)

1. B. Bagchi, Chem. Rev. (Washington, D.C.) 105, 3197 (2005).
2. B. Bagchi, Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. C: Phys. Chem. 99, 127 (2003).
3. K. Bhattacharyya, Acc. Chem. Res. 36, 95 (2003).
4. See for example, J. L. Finney, Faraday Discuss. 103, 1 (1996).
5. N. Nandi and B. Bagchi, J. Phys. Chem. B 101, 10954 (1997).
6. N. Nandi and B. Bagchi, J. Phys. Chem. A 102, 8217 (1998).
7. S. Balasubramanian and B. Bagchi, J. Phys. Chem. B 105, 12529 (2001).
8. S. Balasubramanian and B. Bagchi, J. Phys. Chem. B 106, 3668 (2002).
9. S. Balasubramanian, S. Pal, and B. Bagchi, Phys. Rev. Lett. 89, 115505 (2002).
10. S. Pal, S. Balasubramanian, and B. Bagchi, J. Chem. Phys. 117, 2852 (2002).
11. S. Pal, S. Balasubramanian, and B. Bagchi, J. Chem. Phys. 120, 1912 (2004).
12. S. Pal, S. Balasubramanian, and B. Bagchi, J. Phys. Chem. B 107, 5194 (2003).
13. S. Pal, S. Balasubramanian, and B. Bagchi, Phys. Rev. E 67, 061502 (2003).
14. C. D. Bruce, S. Senapati, M. L. Berkowitz, L. Perera, and M. D. E. Forbes, J. Phys. Chem. B 106, 10902 (2002).
15. C. D. Bruce, M. L. Berkowitz, L. Perera, and M. D. E. Forbes, J. Phys. Chem. B 106, 3788 (2000).
16. J. C. Shelley, M. Y. Shelley, R. C. Reeder, S. Bandyopadhyay, and M. L. Klein, J. Phys. Chem. B 105, 4464 (2001).
17. J. Chanda, S. Chakraborty, and S. Bandyopadhyay, J. Phys. Chem. B 110, 3791 (2006).
18. A. M. Smondyrev and M. L. Berkowitz, J. Chem. Phys. 111, 9864 (1999).
19. S. Y. Bhide and M. L. Berkowitz, J. Chem. Phys. 123, 224702 (2005).
20. M. Marchi, F. Sterpone, and M. Ceccarelli, J. Am. Chem. Soc. 124, 6787 (2002).
21. A. R. Bizzarri and S. Cannistraro, J. Phys. Chem. A 106, 6617 (2002).
22. D. Russo, R. K. Murarka, G. Hura, E. Verschell, J. R. D. Copley, and T. Head-Gordon, J. Phys. Chem. B 108, 19885 (2004).
23. D. Russo, R. K. Murarka, J. R. D. Copley, T. Head-Gordon, J. Phys. Chem. B 109, 12966 (2005).
24. A. A. Hassanali, T. Li, D. Zhong, and S. J. Singer, J. Phys. Chem. B 110, 10497 (2006).
25. S. Bandyopadhyay, S. Chakraborty, and B. Bagchi, J. Am. Chem. Soc. 127, 16660 (2005).
26. S. Bandyopadhyay, S. Chakraborty, S. Balasubramanian, and B. Bagchi, J. Am. Chem. Soc. 127, 4071 (2005).
27. S. Bandyopadhyay, S. Chakraborty, S. Balasubramanian, S. Pal, and B. Bagchi, J. Phys. Chem. B 108, 12608 (2004).
28. J. Faeder and B. M. Ladanyi, J. Phys. Chem. B 104, 1033 (2000).
29. J. Faeder and B. M. Ladanyi, J. Phys. Chem. B 105, 11148 (2001).
30. S. Senapati and M. L. Berkowitz, J. Phys. Chem. A 108, 9768 (2004).
31. G. Otting, E. Liepinsh, and K. Wüthrich, Science 254, 974 (1991).
32. D. Russo, P. Baglioni, E. Peroni, and J. Teixeira, Chem. Phys. 292, 235 (2003).
33. M. J. Lang, X. J. Jordanides, X. Song, and G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 110, 5884 (1999).
34. N. Sarkar, A. Datta, S. Das, and K. Bhattacharyya, J. Phys. Chem. 100, 15483 (1996).
35. D. Mandal, S. Sen, D. Sukul, K. Bhattacharyya, A. K. Mandal, R. Banerjee, and S. Roy, J. Phys. Chem. B 106, 10741 (2002).
36. S. Guha, K. Sahu, D. Roy, S. K. Mondal, S. Roy, and K. Bhattacharyya, Biochemistry 44, 8940 (2005).
37. D. L. Nelson and M. M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry (Worth, New York, 2000).
38. E. Liepinsh, G. Otting, and K. Wüthrich, Nucleic Acids Res. 0305-1048 20, 6549 (1992); E. Liepinsh, W. Leupin, and G. Otting, Nucleic Acids Res. 22, 2249 (1994).
39. E. Liepinsh, G. Otting, and K. Wüthrich, Nucleic Acids Res. 0305-1048 20, 6549 (1992); E. Liepinsh, W. Leupin, and G. Otting, Nucleic Acids Res. 22, 2249 (1994).
40. M. Sunnerhagen, V. P. Denisov, K. Venu, A. M. J. J. Bonvin, J. Carey, B. Halle, and G. Otting, J. Mol. Biol. 282, 847 (1998).
41. S. A. Fawthrop, J.-C. Yang, and J. Fisher, Nucleic Acids Res. 21, 4860 (1993).
42. E. B. Brauns, M. L. Madaras, R. S. Coleman, C. J. Murphy, and M. A. Berg, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.88.158101 88, 158101 (2002); D. Andreatta, P. J. L. Lustres, S. A. Kovalenko, N. P. Ernsting, C. J. Murphy, R. S. Coleman, and M. A. Berg, J. Am. Chem. Soc. 127, 7270 (2005).
43. E. B. Brauns, M. L. Madaras, R. S. Coleman, C. J. Murphy, and M. A. Berg, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.88.158101 88, 158101 (2002); D. Andreatta, P. J. L. Lustres, S. A. Kovalenko, N. P. Ernsting, C. J. Murphy, R. S. Coleman, and M. A. Berg, J. Am. Chem. Soc. 127, 7270 (2005).
44. S. K. Pal, L. Zhao, T. Xia, and A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 0027-8424 10.1073/pnas.2336222100 100, 13746 (2003); S. K. Pal, L. Zhao, and A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 8113 (2003).
45. S. K. Pal, L. Zhao, T. Xia, and A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 0027-8424 10.1073/pnas.2336222100 100, 13746 (2003); S. K. Pal, L. Zhao, and A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 8113 (2003).
46. M. Bastos, V. Castro, G. Mrevlishvili, and J. Teixeira, Biophys. J. 0006-3495 10.1529/biophysj.104.039586 86, 3822 (2004); S. V. Ruffle, I. Michalarias, J.-C. Li, and R. C. Ford, J. Am. Chem. Soc. 124, 565 (2002).
47. M. Bastos, V. Castro, G. Mrevlishvili, and J. Teixeira, Biophys. J. 0006-3495 10.1529/biophysj.104.039586 86, 3822 (2004); S. V. Ruffle, I. Michalarias, J.-C. Li, and R. C. Ford, J. Am. Chem. Soc. 124, 565 (2002).
48. A. M. J. J. Bonvin, M. Sunnerhagen, G. Otting, and W. F. van Gunsteren, J. Mol. Biol. 282, 859 (1998).
49. V. A. Makarov, M. Feig, B. K. Andrews, and B. M. Pettitt, Biophys. J. 75, 150 (1998).
50. M. Feig and B. M. Pettitt, Biopolymers 48, 199 (1998).
51. A. Luzar and D. Chandler, Nature (London) 379, 55 (1996).
52. A. Luzar and D. Chandler, J. Chem. Phys. 98, 8160 (1993).
53. A. Luzar and D. Chandler, Phys. Rev. Lett. 76, 928 (1996).
54. A. Luzar, J. Chem. Phys. 113, 10663 (2000).
55. A. Chandra, Phys. Rev. Lett. 85, 768 (2002).
56. P. K. Maiti, T. A. Pascal, N. Vaidehi, and W. A. Goddard, Nucleic Acids Res. 0305-1048 32, 6047 (2004); P. K. Maiti, T. A. Pascal, N. Vaidehi, J. Heo, and W. A. Goddard, Biophys. J. 90, 1463 (2006).
57. P. K. Maiti, T. A. Pascal, N. Vaidehi, and W. A. Goddard, Nucleic Acids Res. 0305-1048 32, 6047 (2004); P. K. Maiti, T. A. Pascal, N. Vaidehi, J. Heo, and W. A. Goddard, Biophys. J. 90, 1463 (2006).
58. D. A. Case, T. A. Darden, T. E. Cheatham III, AMBER 8 (University of California, San Francisco, 2004).
59. H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/0009-2614(95)00845-U 243, 229 (1995); D. M. York, W. T. Yang, H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja00122a034 117, 5001 (1995); K. Miaskiewicz, J. Miller, M. Cooney, and R. Osman, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 118, 9156 (1996); D. R. Bevan, L. P. Li, L. G. Pedersen, and T. A. Darden, Biophys. J. 78, 668 (2000).
60. H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/0009-2614(95)00845-U 243, 229 (1995); D. M. York, W. T. Yang, H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja00122a034 117, 5001 (1995); K. Miaskiewicz, J. Miller, M. Cooney, and R. Osman, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 118, 9156 (1996); D. R. Bevan, L. P. Li, L. G. Pedersen, and T. A. Darden, Biophys. J. 78, 668 (2000).
61. H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/0009-2614(95)00845-U 243, 229 (1995); D. M. York, W. T. Yang, H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja00122a034 117, 5001 (1995); K. Miaskiewicz, J. Miller, M. Cooney, and R. Osman, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 118, 9156 (1996); D. R. Bevan, L. P. Li, L. G. Pedersen, and T. A. Darden, Biophys. J. 78, 668 (2000).
62. H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, Chem. Phys. Lett. 0009-2614 10.1016/0009-2614(95)00845-U 243, 229 (1995); D. M. York, W. T. Yang, H. Lee, T. Darden, and L. G. Pedersen, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 10.1021/ja00122a034 117, 5001 (1995); K. Miaskiewicz, J. Miller, M. Cooney, and R. Osman, J. Am. Chem. Soc. 0002-7863 118, 9156 (1996); D. R. Bevan, L. P. Li, L. G. Pedersen, and T. A. Darden, Biophys. J. 78, 668 (2000).
63. T. Darden, D. York, and L. Pedersen, J. Chem. Phys. 0021-9606 10.1063/1.464397 98, 10089 (1993); U. Essmann, L. Perera, M. L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, and L. G. Pedersen, J. Chem. Phys. 103, 8577 (1995).
64. T. Darden, D. York, and L. Pedersen, J. Chem. Phys. 0021-9606 10.1063/1.464397 98, 10089 (1993); U. Essmann, L. Perera, M. L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, and L. G. Pedersen, J. Chem. Phys. 103, 8577 (1995).
65. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, and M. L. Klein, J. Chem. Phys. 79, 926 (1983).
66. J. P. Ryckaert, G. Ciccotti, and H. J. C. Berendsen, J. Comput. Phys. 23, 327 (1977).
67. H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. van Gunsteren, A. DiNola, and J. R. Haak, J. Chem. Phys. 81, 3684 (1984).
68. L. V. Yakushevich, Nonlinear Physics of DNA (Wiley-VCH, Weinheim, 2004), p. 6.
69. V. A. Makarov, B. K. Andrews, P. E. Smith, and B. M. Pettitt, Biophys. J. 79, 2966 (2000).
70. P. Auffinger and E. Westhof, J. Mol. Biol. 300, 1113 (2000).
71. P. Auffinger and E. Westhof, J. Mol. Biol. 305, 1057 (2001).
72. S. T. Lin, P. K. Maiti, and W. A. Goddard, J. Phys. Chem. B 1089-5647 10.1021/jp0471958 109, 8663 (2005); S. T. Lin, M. Blanco, and W. A. Goddard, J. Chem. Phys. 119, 11792 (2003).
73. S. T. Lin, P. K. Maiti, and W. A. Goddard, J. Phys. Chem. B 1089-5647 10.1021/jp0471958 109, 8663 (2005); S. T. Lin, M. Blanco, and W. A. Goddard, J. Chem. Phys. 119, 11792 (2003).
74. A. Chandra and B. Bagchi, J. Chem. Phys. 112, 1876 (2000).