Thermal denaturation of polyalanine peptide in water by molecular dynamics simulations and theoretical prediction of infrared spectra: Helix-coil transition kinetics

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 3, 2007, Pages 605-617

  Yang, Seongeun ^a   Cho, Minhaeng ^a  

^a Korea University   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL RELAXATION; INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR DYNAMICS; REACTION KINETICS; THERMAL EFFECTS;

RELAXATION RATES; THERMAL DENATURATION; TRANSITION KINETICS;

POLYPEPTIDES;

EID: 33846959849     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0649091     Document Type: Article

References (91)

1. Callender, R. H.; Dyer, R. B.; Gilmanshin, R.; Woodruff, W. H. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 173-202.
2. Gruebele, M. Annu. Rev. Phys. Chem. 1999, 50, 485-516.
3. Eaton, W. A.; Muñoz, V.; Hagen, S. J.; Jas, G. S.; Lapidus, L. J.; Henry, E. R.; Hofrichter, J. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2000, 29, 327-359.
4. Havel, H. A., Ed. Spectroscopic Methods for Determining Protein Structure in Solution; VCH Publishers: Inc.; New York; 1996.
5. Chen, E.; Goldbeck, R. A.; Kliger, D. S. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 327-355.
6. Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. A. Curr. Opin. Struct. Biol 2001, 11, 516-522.
7. Gruebele, M.; Sabelko, J.; Ballew, R.; Ervin, J. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 699-707.
8. Dyer, B.; Gai, F.; Woodruff, W. H.; Gilmanshin, R.; Callender, R. H. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 709-716.
9. Marqusee, S.; Baldwin, R. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 8898-8902.
10. Marqusee, S.; Robbins, V. H.; Baldwin, R. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 5286-5290.
11. Williams, S.; Causgrove, T. P.; Gilmanshin, R.; Fang, K. S.; Callender, R. H.; Woodruff, W. H.; Dyer, R. B. Biochemistry 1996, 35, 691-697.
12. Lockhart, D. J.; Kim, P. S. Science 1992, 257, 947-951.
13. Lockhart, D. J.; Kim, P. S. Science 1993, 260, 198-202.
14. Thompson, P. A.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. Biochemistry 1997, 36, 9200-9210.
15. Thompson, P. A.; Muñoz, V.; Jas, G. S.; Henry, E. R.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 378-389.
16. Lednev, I. K.; Karnoup, A. S.; Sparrow, M. C.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8074-8086.
17. Lednev, I. K.; Karnoup, A. S.; Sparrow, M. C.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2388-2392.
18. Huang, C.-Y.; Klemke, J. W.; Getahun, Z.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9235-9238.
19. Huang, C.-Y.; Getahun, Z.; Wang, T.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12111-12112.
20. Huang, C.-Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y.; Klemke, J. W.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2788-2793.
21. Decatur, S. M.; Antonic, J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11914-11915.
22. Decatur, S. M. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 169-175.
23. Dill, K. A.; Chan, H. S. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 10-19.
24. Onuchic, J. N.; Luthey-Schulten, Z.; Wolynes, P. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 545-600.
25. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Kumita, J. R.; Woolley, G. A.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2379-2384.
26. Miick, S. M.; Martinez, G. V.; Fiori, W. R.; Todd, A. P.; Millhauser, G. L. Nature 1992, 359, 653-655.
27. Martinez, G.; Millhauser, G. L. J. Struct. Biol. 1995, 114, 23-27.
28. Millhauser, G. L. Biochemistry 1995, 34, 3873-3877.
29. Bolin, K. A.; Millhauser, G. L. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 1027-1033.
30. Yoder, G.; Pancoska, P.; Keiderling, T. A. Biochemistry 1997, 36, 15123-15133.
31. Silva, R. A. G. D.; Kubelka, J.; Bour, P.; Decatur, S. M.; Keiderling, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8318-8323.
32. Kubelka, J.; Suva, R. A. G. D.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5325-5332.
33. Toniolo, C.; Formaggio, F.; Tognon, S.; Broxterman, Q. B.; Kaptein, B.; Huang, R.; Setnicka, V.; Keiderling, T. A.; McColl, I. H.; Hecht, L.; Barron, L. D. Biopolymers 2004, 75, 32-45.
34. Huang, R.; Kubelka, J.; Barber-Armstrong, W.; Suva, R. A. G. D.; Decatur, S. M.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2346-2354.
35. Kubelka, J.; Huang, R.; Keiderling, T. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8231-8243.
36. Freedberg, D. I.; Venable, R. M.; Rossi, A.; Bull, T. E.; Pastor, R. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10478-10484.
37. Maekawa, H.; Toniolo, C.; Moretto, A.; Broxterman, Q. B.; Ge, N.-H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5834-5837.
38. Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181-364.
39. Torii, H.; Tasurai, M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 86-91.
40. Mukamel, S. Anna. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 691-729.
41. Fang, C.; Wang, J.; Kim, Y. S.; Charnley, A. K.; Barber-Armstrong, W.; Smith, A. B., III; Decatur, S. M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10415-10427.
42. Chung, H. S.; Khalil, M.; Tokmakoff, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 15332-15342.
43. Keiderling, T. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 682-688.
44. Schweitzer-Stenner, R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16965-16975.
45. Ham, S.; Hahn, S.; Lee, C.; Kim, T.-K.; Kwac, K.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9333-9345.
46. Hahn, S.; Ham, S.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11789-11801.
47. Hahn, S.; Kim, S.-S.; Lee, C.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 084905.
48. Choi, J.-H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 4383-4392.
49. Choi, J.-H.; Kim, J.-S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 174903.
50. Choi, J.-H.; Hahn, S.; Cho, M. Int. J. Quantum Chem. 2005, 104, 616-634.
51. Creighton, T. E., Ed. Protein Folding; W. H. Freeman and Co.; New York, 1992.
52. Bertsch, R. A.; Vaidehi, N.; Chan, S. I.; Goddard, W. A., III Proteins 1998, 33, 343-357.
53. Takano, M.; Yamato, T.; Higo, J.; Suyama, A.; Nagayama, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 605-612.
54. Hummer, G.; Garcia, A. E.; Garde, S. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 2637-2640.
55. Ferrara, P.; Apostolakis, J.; Caflisch, A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5000-5010.
56. Wu, X.; Wang, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2227-2235.
57. Garcia, A. E.; Sanbonmatsu, K. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2782-2787.
58. Gnanakaran, S.; Hochstrasser, R. M.; Garcia, A. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9229-9234.
59. Gnanakaran, S.; Garcia, A. E. Proteins 2005, 59, 773-782.
60. Pascheck, D.; Gnanakaran, S.; Garcia, A. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6765-6770.
61. Zhang, W.; Lei, H.; Chowdhury, S.; Duan, Y. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7479-7489.
62. Sorin, E. J.; Pande, V. S. Biophys. J. 2005, 88, 2472-2493.
63. Levy, Y.; Jortner, J.; Becker, O. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2188-2193.
64. Nguyen, H. D.; Marchut, A. J.; Hall, C. K. Protein Sci. 2004, 13, 2909-2924.
65. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049-1074.
66. 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. A. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1999-2012.
67. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
68. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Chem. 1977, 23, 327-341.
69. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
70. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690.
71. Gnanakaran, S.; Garcia, A. E. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12555-12557.
72. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C. L., III. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 698-699.
73. Sorin, E. J.; Pande, V. S. J. Comput. Chem. 2005, 26, 682-690.
74. Mu, Y.; Kosov, D. S.; Stock, G. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5064-5073.
75. Hu, H.; Elstner, M.; Hermans, J. Proteins 2003, 50, 451-463.
76. Torii, H.; Tasumi, M. J. Roman Spectrosc. 1998, 29, 81-86.
77. Choi, J.-H.; Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6821-6832.
78. Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6915-6922.
79. Ham, S.; Cha, S.; Choi, J.-H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1451-1461.
80. McQuarrie, D. A. Statistical Mechanics; University Science Books: Sausalito, 2000.
81. Lifson, S.; Roig, A. J. Chem. Phys. 1961, 34, 1963-1974.
82. Spek, E. J.; Olson, C. A.; Shi, Z.; Kallenbach, N. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5571-5572.
83. Vila, J.; Williams, R. L.; Grant, J. A.; Wójcik, J.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 7821-7825.
84. Miller, J. S.; Kennedy, R. J.; Kemp, D. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 945-962.
85. Vila, J. A.; Ripoll, D. R.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13075-13079.
86. Armen, R.; Alonso, D. O. V.; Daggett, V. Protein Sci. 2003, 12, 1145-1157.
87. Rose, G. D.; Gierasch, L. M.; Smith, J. A. Adv. Protein Chem. 1985, 37, 1-109.
88. Fleming, G. R.; Cho, M. Annu. Rev. Phys. Chem. 1996, 47, 109-134.
89. Hoppe, W.; Lohman, W.; Markl, H.; Ziegler, H. Biophysics, Springer-Verlag: Berlin; 1983.
90. Zimm, B. H.; Bragg, J. K. J. Chem. Phys. 1959, 31, 526-535.
91. Oliva, F. Y.; Muñoz, V. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8596-8597.