Molecular dynamics studies of the molecular structure and interactions of cholesterol superlattices and random domains in an unsaturated phosphatidylcholine bilayer membrane

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 37, 2007, Pages 11021-11031

  Zhu, Qing ^a   Cheng, Kwan H ^b   Vaughn, Mark W ^a  

^a TEXAS TECH UNIVERSITY   (United States)

^b Department of Electrical and Computer Engineering   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

LIPID BILAYERS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR INTERACTIONS; MOLECULAR MODELING; MOLECULAR STRUCTURE; NANOSTRUCTURED MATERIALS; SUPERLATTICES;

LIPID NANODOMAINS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; NANODOMAIN STRUCTURES; PHOSPHATIDYLCHOLINE;

CHOLESTEROL;

EID: 34948840473     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp070487z     Document Type: Article

References (88)

1. Murzyn, K.; Róg, T.; Jezierski, G.; Takaoka, Y.; Pasenkiewicz-Gierula, M. Biophys. J. 2001, 81, 170-183.
2. Marrink, S. J.; Sok, R. M.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1996, 104, 9090-9099.
3. Feller, S. E.; Pastor, R. W.; Rojnuckarin, A.; Bogusz, S.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17011-17020.
4. Mukhopadhyay, P.; Vogel, H. J.; Tieleman, D. P. Biophys. J. 2004, 86, 337-345.
5. Pandit, S. A.; Bostick, D.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 2004, 84, 2192-2206.
6. Zhu, Q.; Vaughn, M. W. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19474-19483.
7. Cannon, B.; Lewis, A.; Metze, J.; Thiagarajan, V.; Vaughn, M. W.; Somerharju, P.; Virtanen, J.; Huang, J.; Cheng, K. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6339-6350.
8. Maxfield, F. R.; Tabas, I. Nature 2005, 438, 612-621.
9. del Pozo, M. A.; Alderson, N. B.; Kiosses, W. B.; Chiang, H.-H.; Anderson, R. G.; Schwartz, M. A. Science 2004, 303, 839-842.
10. Simons, K.; Ikonen, E. Science 2000, 290, 1721-1726.
11. Anderson, R. G. W.; Jacobson, K. Science 2002, 296, 1281-1285.
12. Simons, K.; Ikoen, E. Nature 1997, 387, 569-572.
13. Edidin, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 257-283.
14. Silvius, J. R. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1670, 174-183.
15. Cannon, B.; Heath, G.; Huang, J.; Somerharju, P.; Virtanen, J. A.; Cheng, K. H. Biophys. J. 2003, 84, 3777-3791.
16. Parker, A.; Miles, K.; Cheng, K. H.; Huang, J. Biophys. J. 2004, 86, 1532-1544.
17. Tu, K.; Klein, M. L.; Tobias, D. J. Biophys. J. 1998, 75, 2147-2156.
18. Chiu, S. W.; Jakobsson, E.; Mashl, R. J.; Scott, H. L. Biophys. J. 2002, 85, 1842-1853.
19. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönen, M. T.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2004, 87, 1076-1091.
20. Petrache, H. I.; Tu, K.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1999, 76, 2479-2487.
21. Smaby, J. M.; Momsen, M.; Brockman, H. L.; Brown, R. E. Biophys. J. 1997, 73, 1492-1505.
22. Greenwood, A. I.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. Chem. Phys. Lipids 2006, 1-10.
23. El-Sayed, M. Y.; Guion, T. A.; Fayer, M. D. Biochemistry 1986, 25, 4825-4832.
24. Subczynski, W. K.; Wisniewska, A.; Yin, J.-J.; Hyde, J. S.; Kusumi, A. Biochemistry 1994, 33, 7670-7681.
25. Xiang, T.-X. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 385-394.
26. Kinsky, S. C.; Luse, S. A.; Zopf, D.; van Deenen, L. L. M.; Haxby, J. Biochim. Biophys. Acta 1967, 135, 844-861.
27. Polson, J. M.; Vattulainen, I.; Zhu, H.; Zuckermann, M. J. Eur. Phys. J. E 2001, 5, 485-497.
28. Almeida, P. F. F.; Vaz, W. L. C.; Thompson, T. E. Biochemistry 1992, 57, 6739-6747.
29. Simons, K.; Vaz, W. L. C. Annu. Rev. Biophys. Struct. 2004, 33, 269-295.
30. Somerharju, P.; Virtanen, J. A.; Cheng, K. H. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1440, 32-48.
31. McConnell, H. M.; Radhakrishnan, A. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1610, 159-173.
32. Wang, M. M.; Olsher, M.; Sugar, I. P.; Chong, P. L.-G. Biochemistry 2004, 43, 2159-2166.
33. Virtanen, J. A.; Cheng, K. H.; Somerharju, P. Proc Natl. Acad. Sci. 1998, 95, 4964-4969.
34. London, E. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 480-486.
35. Hirai, M.; Koizumi, M.; Hirail, H.; Hayakawa, T.; Yuyama, K.; Suzuki, N.; Kasahara, K. J. Phys.; Condens. Matter 2005, 17, S2965S2977.
36. McQuawa, C. M.; Sostarecz, A. G.; Zheng, L.; Ewing, A. G.; Winograd, N. Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 6716-6718.
37. Chong, P. L.-G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 97, 10069-10073.
38. Liu, F.; Chong, P. L.-G. Biochemistry 1999, 38, 3867-3873.
39. Virtanen, J. A.; Ruonala, M.; Vauhkonen, M.; Somerharju, P. Biochemistry 1995, 34, 11568-11581.
40. Wang, M. M.; Sugar, I. P.; Chong, P. L.-G. Biochemistry 1998, 37, 11797-11805.
41. Cheng, K. H.; Cannon, B.; Metze, J.; Lewis, A.; Huang, J.; Vaughn, M. W.; Zhu, Q.; Somerharju, P.; Virtanen, J. Biochemistry 2006, 45, 10855-10864.
42. Chong, P. L.-G.; Sugár, I. P. Chem. Phys. Lipids 2002, 116, 153-175.
43. Sugar, I. P.; Tang, D.; Chong, P. L.-G. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7201-7210.
44. Huang, J. Biophys. J. 2002, 83, 1014-1025.
45. Chiu, S. W.; Jakobsson, E. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5435-5443.
46. Huang, J.; Feigenson, G. W. Biophys. J. 1999, 76, 2142-2157.
47. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 1999, 77, 2075-2089.
48. Hofsäss, C.; Lindahl, E.; Edholm, O. Biophys. J. 2003, 84, 2192-2206.
49. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönen, M. T.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12676-12689.
50. Protein Data Bank Contents Guide: Atomic Coordinate Entry Format Description v2.2: http://www.rcsb.org/pdb/file_formats/pdb/pdbguide2.2/guide2. 2_frame (accessed May 2006).
51. Höltje, M.; Förster, T.; Brandt, B.; Engels, T.; von Rybinsky, W.; Höltje, H. D. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1511, 156-167.
52. Gromacs molecular topologies: http://www.gromacs.org (accessed August 2007).
53. Berendesen, H. J. C.; van der Spoel, D.; van Drunen, R. R. Comp. Phys. Commun. 1995, 91, 43-56.
54. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Speol, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306-317.
55. Berger, O.; Edholm, O.; Jähnig, F. Biophys. J. 1997, 72, 2002-2013.
56. Berendesen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. Interaction Models for Water in Relation to Protein Hydration. In Intermolecular Forces; D. Reidel Publishing: New York, 1981.
57. Berendesen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690.
58. Hockney, R. W.; Geol, S. P. J.; Eastwood, J. W. J. Comput. Phys. 1974, 14, 148-158.
59. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
60. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593.
61. Hess, B.; Bekker, H.; Berendesen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comp. Chem. 1997, 18, 1463-1472.
62. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38.
63. Ferguson, G. A. Statistical Analysis in Psychology and Education, 3rd ed.; McGraw-Hill Education: New York, 1971.
64. Zar, J. H. Biostatistical Analysis, 4th ed.; Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 1999.
65. Heerklotz, H.; Tsamaloukas, A. Biophys. J. 2006, 91, 600-607.
66. Edholm, O.; Nagle, J. F. Biophys. J. 2005, 86, 1827-1832.
67. Kucerka, N.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. J. Membr. Biol. 2005, 208, 193-202.
68. Zhao, W.; Rog, T.; Gurtovenko, A. A.; Vattulainen, I.; Karttunen, M. Biophys. J. 2007, 92, 1114-1124.
69. Pandit, S. A.; Chiu, S.-W.; Jakobsson, E.; Grama, A.; Scott, H. L. Biophys. J. 2007, 92, 920-927.
70. Liu, F.; Sugar, I. P.; Chong, P. L.-G. Biophys. J. 1997, 72, 2243-2254.
71. Ali, M. R.; Cheng, K. H.; Huang, J. Biochemistry 2006, 45, 12629-12638.
72. Bachar, M.; Becker, O. M. Biophys. J. 2000, 78, 1359-1375.
73. Seelig, J.; Waespe-Sarcevic, N. Biochemistry 1978, 17, 3310-3315.
74. Seelig, A.; Seelig, J. Biochemistry 1977, 16, 45-50.
75. Lafleur, M.; Fine, B.; Sternin, E.; Cullis, P. R.; Bloom, M. Biophys. J. 1989, 56, 10371041.
76. Lafleur, M.; Cullis, P. R.; Bloom, M. Eur. Biophys. J. 1990, 19, 55-62.
77. Kodati, V. R.; Lafleur, M. Biophys. J. 1993, 64, 163-170.
78. Pasenkiewicz-Gierula, M.; Róg, T.; Kitamura, K.; Kusumi, A. Biophys. J. 2000, 78, 1379-1389.
79. van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; van Buuren, A. R.; Apol, E.; Meulenhoff, P. J.; Tieleman, D. P.; Sijbers, A. L. T. M.; Feenstra, K. A.; van Drunen, R.; Berendsen, H. J. C. Gromacs User Manuel, version 3.3; http://www.gromacs.org, 2005 (accessed August 2007).
80. Schmidt, C. F.; Barenholz, Y.; Huang, C.; Thompson, T. E. Biochemistry 1977, 16, 3948-3954.
81. Venable, R. M.; Pastor, R. W. Langmuir 1997, 13, 6555-6561.
82. Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönen, M. T.; Falck, E.; Lindqvist, P.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2003, 84, 3636-3645.
83. Sankararamakrishnan, R.; Weinstein, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11802-11811.
84. Tieleman, D. P.; Hess, B.; Sansom, M. S. P. Biophys. J. 2002, 83, 2393-2407.
85. Gorfe, A. A.; Pellarin, R.; Caflisch, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15277-15286.
86. Deol, S. S.; Bond, P. J.; Domene, C.; Sansom, M. S. Biophys. J. 2004, 87, 3737-3749.
87. Xu, Y.; Barrantes, F. J.; Luo, X.; Chen, K.; Shen, J.; Jiang, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1291-1299.
88. Volynsky, P. E.; Polyansky, A. A.; Simakov, N. A.; Arseniev, A. S.; Efremov, R. G. Biochemistry 2005, 44, 14626-14637.