Coarse-grained model for phospholipid/cholesterol bilayer employing inverse Monte Carlo with thermodynamic constraints

Journal of Chemical Physics

Volumn 126, Issue 7, 2007, Pages

  Murtola, Teemu ^a,b   Falck, Emma ^c   Karttunen, Mikko ^d   Vattulainen, Ilpo ^a,b,e,f  

^a AALTO UNIVERSITY   (Finland)

^b HELSINKI INSTITUTE OF PHYSICS   (Finland)

^c UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^d UNIVERSITY OF WESTERN ONTARIO   (Canada)

^e TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Finland)

^f UNIVERSITY OF SOUTHERN DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHOLESTEROL; CONCENTRATION (PROCESS); MOLECULAR DYNAMICS; MONTE CARLO METHODS; SUPERCONDUCTING TRANSITION TEMPERATURE; THERMODYNAMICS;

ATOMIC-SCALE MOLECULAR DYNAMICS; LIPID MEMBRANE; MOLAR CONCENTRATIONS;

PHOSPHOLIPIDS;

CHOLESTEROL; PHOSPHOLIPID;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; LIPID BILAYER; MONTE CARLO METHOD; THERMODYNAMICS;

CHOLESTEROL; LIPID BILAYERS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; MONTE CARLO METHOD; PHOSPHOLIPIDS; THERMODYNAMICS;

EID: 33847209200     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2646614     Document Type: Article

References (72)

1. Structure and Dynamics of Membranes: From Cells to Vesicles, edited by, R. Lipowsky, and, E. Sackmann, (Elsevier, Amsterdam, 1995).
2. Lipid Bilayers: Structure and Interactions, edited by, J. Katsaras, and, T. Gutberlet, (Springer-Verlag, Berlin, 2001).
3. O. G. Mouritsen, Life: As a Matter of Fat, The Frontiers Collection (Springer, Berlin, 2005).
4. D. P. Tieleman, S. J. Marrink, and H. J. C. Berendsen, Biochim. Biophys. Acta 1331, 235 (1997).
5. I. Vattulainen and M. Karttunen, in Computational Nanotechnology, edited by, M. Rieth, and, W. Schommers, (American Scientific, Stevenson Ranch, CA, 2005).
6. M. M. Sperotto, S. May, and A. Baumgaertner, Chem. Phys. Lipids 141, 2 (2006).
7. H. L. Scott, Curr. Opin. Struct. Biol. 12, 495 (2002).
8. S. A. Pandit, E. Jakobsson, and H. L. Scott, Biophys. J. 87, 3312 (2004).
9. P. Niemelä, S. Ollila, M. T. Hyvönen, M. Karttunen, and I. Vattulainen, PLOS Comput. Biol. (in press).
10. J. Aittoniemi, P. Niemelä, M. T. Hyvönen, M. Karttunen, and I. Vattulainen, Biophys. J. 92, 1125 (2007).
11. M. Bloom, E. Evans, and O. G. Mouritsen, Q. Rev. Biophys. 24, 293 (1991).
12. K. Simons and E. Ikonen, Nature (London) 387, 569 (1997).
13. K. Simons and W. L. C. Vaz, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 33, 269 (2004).
14. E. Falck, M. Patra, M. Karttunen, M. T. Hyvönen, and I. Vattulainen, Biophys. J. 87, 1076 (2004).
15. S. Vainio, M. Jansen, M. Koivusalo, T. Rog, M. Karttunen, I. Vattulainen, and E. Ikonen, J. Biol. Chem. 281, 348 (2005).
16. J. Aittoniemi, T. Róg, P. Niemelä, M. Pasenkiewicz-Gierula, M. Karttunen, and I. Vattulainen, J. Phys. Chem. B 110, 25562 (2006).
17. O. G. Mouritsen, B. Dammann, H. C. Fogedby, J. H. Ipsen, C. Jeppesen, K. Jørgensen, J. Risbo, M. C. Sabra, M. M. Sperotto, and M. J. Zuckermann, Biophys. Chem. 55, 55 (1995).
18. Novel Methods in Soft Matter Simulations, edited by, M. Karttunen, I. Vattulainen, and, A. Lukkarinen, (Springer-Verlag, Berlin, 2004).
19. S. O. Nielsen, C. F. Lopez, G. Srinivas, and M. L. Klein, J. Phys.: Condens. Matter 16, R481 (2004).
20. T. Murtola, M. Kupiainen, E. Falck, and I. Vattulainen, J. Chem. Phys. 126, 054707 (2007).
21. M. Venturoli and B. Smit, PhysChemComm 10, 1 (1999).
22. S. J. Marrink, A. H. de Vries, and A. E. Mark, J. Phys. Chem. B 108, 750 (2004).
23. S. Izvekov and G. A. Voth, J. Phys. Chem. B 109, 2469 (2005).
24. S. Izvekov and G. A. Voth, J. Chem. Theory Comput. 2, 637 (2006).
25. Q. Shi, S. Izvekov, and G. A. Voth, J. Phys. Chem. B 110, 1545 (2006).
26. S. J. Marrink and A. E. Mark, J. Am. Chem. Soc. 125, 11144 (2003).
27. S. J. Marrink and A. E. Mark, J. Am. Chem. Soc. 125, 15233 (2003).
28. S. J. Marrink and A. E. Mark, Biophys. J. 87, 3894 (2004).
29. R. Faller and S. J. Marrink, Langmuir 20, 7686 (2004).
30. S. J. Marrink, J. Risselada, and A. E. Mark, Chem. Phys. Lipids 135, 223 (2005).
31. M. Nielsen, L. Miao, J. H. Ipsen, O. G. Mouritsen, and M. J. Zuckermann, Phys. Rev. E 54, 6889 (1996).
32. M. Nielsen, L. Miao, J. H. Ipsen, M. J. Zuckermann, and O. G. Mouritsen, Phys. Rev. E 59, 5790 (1999).
33. M. Nielsen, J. Thewalt, L. Miao, J. H. Ipsen, M. Bloom, M. J. Zuckermann, and O. G. Mouritsen, Europhys. Lett. 52, 368 (2000).
34. L. Miao, M. Nielsen, J. Thewalt, J. H. Ipsen, M. Bloom, M. J. Zuckermann, and O. G. Mouritsen, Biophys. J. 82, 1429 (2002).
35. J. M. Polson, I. Vattulainen, H. Zhu, and M. J. Zuckermann, Eur. Phys. J. E 5, 485 (2001).
36. G. A. Khelashvili, S. A. Pandit, and H. L. Scott, J. Chem. Phys. 123, 034910 (2005).
37. Q. Shi and G. A. Voth, Biophys. J. 89, 2385 (2005).
38. R. Elliott, I. Szleifer, and M. Schick, Phys. Rev. Lett. 96, 098101 (2006).
39. T. Murtola, E. Falck, M. Patra, M. Karttunen, and I. Vattulainen, J. Chem. Phys. 121, 9156 (2004).
40. F. Ercolessi and J. B. Adams, Europhys. Lett. 26, 583 (1994).
41. S. Izvekov, M. Parrinello, C. J. Burnham, and G. A. Voth, J. Chem. Phys. 120, 10896 (2004).
42. S. Izvekov and G. A. Voth, J. Chem. Phys. 123, 134105 (2005).
43. D. Reith, M. Pütz, and F. Müller-Plathe, J. Comput. Chem. 24, 1624 (2003).
44. R. Faller, Polymer 45, 3869 (2004).
45. A. P. Lyubartsev and A. Laaksonen, Phys. Rev. E 52, 3730 (1995).
46. A. P. Lyubartsev, M. Karttunen, I. Vattulainen, and A. Laaksonen, Soft Mater. 1, 121 (2003).
47. J. R. Silbermann, S. H. L. Klapp, M. Schoen, N. Chennamsetty, H. Bock, and K. E. Gubbins, J. Chem. Phys. 124, 074105 (2006).
48. A. P. Lyubartsev and A. Laaksonen, Phys. Rev. E 55, 5689 (1997).
49. A. P. Lyubartsev and A. Laaksonen, J. Chem. Phys. 111, 11207 (1999).
50. A. P. Lyubartsev, Eur. Biophys. J. 35, 53 (2005).
51. J. Elezgaray and M. Laguerre, Comput. Phys. Commun. 175, 264 (2006).
52. J. C. Shelley, M. Y. Shelley, R. C. Reeder, S. Bandyopadhyay, and M. L. Klein, J. Phys. Chem. B 105, 4464 (2001).
53. M. R. Vist and J. H. Davis, Biochemistry 29, 451 (1990).
54. J. P. Slotte, Biochim. Biophys. Acta 1235, 419 (1995).
55. H. M. McConnell and A. Radhakrishnan, Biochim. Biophys. Acta 1610, 159 (2003).
56. C. Ege, M. K. Ratajczak, J. Majewski, K. Kjaer, and K. Y. C. Lee, Biophys. J. 91, L01 (2006).
57. T. Murtola, T. Róg, E. Falck, M. Karttunen, and I. Vattulainen, Phys. Rev. Lett. 97, 238102 (2006).
58. R. L. Henderson, Phys. Lett. 49A, 197 (1974).
59. F. Jähnig, Biophys. J. 71, 1348 (1996).
60. S. E. Feller and R. W. Pastor, J. Chem. Phys. 111, 1281 (1999).
61. E. Lindahl, B. Hess, and D. van der Spoel, J. Mol. Model. 7, 306 (2001).
62. S. W. Chiu, E. Jakobsson, R. J. Mashl, and H. L. Scott, Biophys. J. 83, 1842 (2002).
63. C. Hofsäß, E. Lindahl, and O. Edholm, Biophys. J. 84, 2192 (2003).
64. D. Needham, T. J. McIntosh, and E. Evans, Biochemistry 27, 4668 (1988).
65. F. L. Román, J. A. White, and S. Velasco, J. Chem. Phys. 107, 4635 (1997).
66. F. L. Román, J. A. White, and S. Velasco, Europhys. Lett. 42, 371 (1998).
67. B. J. Thijsse, M. A. Hollanders, and J. Hendrikse, Comput. Phys. 12, 393 (1998).
68. T. Róg and M. Pasenkiewicz-Gierula, Biophys. J. 81, 2190 (2001).
69. P. Jedlovszky and M. Mezei, J. Phys. Chem. B 107, 5311 (2003).
70. H. I. K. Petrache, K. Tu, and J. F. Nagle, Biophys. J. 76, 2479 (1999).
71. J.-P. Hansen and I. R. McDonald, Theory of Simple Liquids, 2nd. ed. (Academic, London, 1986).
72. A. A. Louis, J. Phys.: Condens. Matter 13, 9187 (2002).