An efficient method for calculating atomic charges of peptides and proteins from electronic populations

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 17, 2008, Pages 5470-5478

  Kang, Young Kee ^a   Scheraga, Harold A ^b  

^a Chungbuk National University   (South Korea)

^b Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACIDS; AMINES; AMINO ACIDS; ATOMIC PHYSICS; CHEMICAL BONDS; ELECTROCHEMICAL PROPERTIES; ELECTRONEGATIVITY; FEES AND CHARGES; FINANCE; ORGANIC ACIDS; PARAMETER ESTIMATION; PEPTIDES; PROTEINS;

ATOMIC CHARGES; B3LYP/6 31G; COVALENTLY BONDED; DAMPING FACTORS; EFFICIENT METHODS; ELECTRONEGATIVITIES; ELECTRONEGATIVITY PARAMETERS; ELECTRONIC POPULATION; HF/6 31G; INTER-ATOMIC DISTANCES; MEAN ABSOLUTE DIFFERENCE (MAD); PARTIAL EQUALIZATION; ROOT MEAN SQUARE DEVIATION (RMSD);

ATOMS;

EID: 47149089195     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp711484f     Document Type: Article

References (62)

1. (a) Momany, F. A.; McGuire, R. F.; Burgess, A. W.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1975, 79, 2361.
2. (b) Némethy, G.; Pottle, M. S.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1983, 87, 1883.
3. (c) Némethy, G.; Gibson, K. D.; Palmer, K. A.; Yoon, C. N.; Paterlini, G.; Zagari, A.; Rumsey, S.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 6472.
4. (a) Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
5. (b) MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E., III.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiórkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
6. (a) Weiner, S. J.; Kollman, P. A.; Nguyen, D. T.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 230.
7. (b) Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
8. (a) van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Groningen molecular simulation (GROMOS) library manual; Biomos, Nijenborgh 16, 9747 AG Groningen, The Netherlands, 1987.
9. (b) Scott, W. R. P.; Hunenberger, P. H.; Tironi, I. G.; Mark, A. E.; Billeter, S. R.; Fennen, J.; Torda, A. E.; Huber, T.; Krüger, P.; van Gunsteren, W. F. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3596.
10. Dauber-Osguthorpe, P.; Roberts, V. A.; Osguthorpe, D. J.; Wolff, J.; Genest, M.; Hagler, A. T. Proteins 1988, 4, 31.
11. (a) Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225.
12. (b) Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474.
13. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833.
14. Löwdin, P.-O. Adv. Quantum Chem. 1970, 5, 185.
15. Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735.
16. Bader, R. F. W.; Beddall, P. M.; Cade, P. E. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 3095.
17. Cioslowski, J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8333.
18. (a) Momany, F. A. J. Phys. Chem. 1978, 82, 592.
19. (b) Cox, S. R.; Williams, D. E. J. Comput. Chem. 1981, 2, 304.
20. (c) Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1984, 5, 129.
21. (d) Chirlian, L. E.; Francl, M. M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 894.
22. (e) Breneman, C. M.; Wiberg, K. B. J. Comput. Chem. 1990, 11, 361.
23. (f) Besler, B. H.; Merz, K. M., Jr.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1990, 11, 431.
24. (g) Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269.
25. Wiberg, K. B.; Rablen, P. R. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1504.
26. Machrach, S. M. In Reviews in Computational Chemistry; Lipkowwitz, K. B., Boyd, D. B., Eds.; VCH Publishers, Inc.: New York, 1994; Chapter 3.
27. (a) Storer, J. W.; Giesen, D. J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Comput.-Aided Mol. Design 1995, 9, 87.
28. (b) Li, J.; Zhu, T.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1820.
29. Sanderson, R. T. Science 1951, 114, 670.
30. Gasteiger, J.; Marsili, M. Tetrahedron 1980, 36, 3219.
31. Nalewajski, R. F. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 944.
32. Mortier, W. J.; Ghosh, S. K.; Shankar, S. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 4315.
33. (a) No, K. T.; Grant, J. A.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4732.
34. (b) No, K. T.; Grant, J. A.; Jhon, M. S.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4740.
35. Rappé, A. K.; Goddard, W. A., III. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3358.
36. Yang, Z.-Z.; Wang, C.-S. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 6315.
37. Cho, K.-H.; Kang, Y. K.; No, K. T.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 3624.
38. Bultinck, P.; Langenaeker, W.; Lahorte, P.; De Proft, F.; Geerlings, P.; Waroquier, M.; Tollenaere, J. P. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7887.
39. Yang, Z.-Z.; Cui, B.-Q. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1561.
40. Czodrowski, P.; Dramburg, I.; Sotriffer, C. A.; Klebe, G. Proteins 2006, 65, 424.
41. Yang, Q.; Sharp, K. A. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1152.
42. Berente, I.; Czinki, E.; Náray-Szabó, G. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1936.
43. Cornell, W. D.; Cieplak, P.: Bayly, C. I.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9620.
44. Williams, D. E. Biopolymers 1990, 29, 1367.
45. Stouch, T. R.; Williams, D. E. J. Comput. Chem. 1992, 13, 622.
46. Urban, J. J.; Famini, G. R. J. Comput. Chem. 1993, 14, 353.
47. Stouch, T. R.; Williams, D. E. J. Comput. Chem. 1993, 14, 858.
48. Sigfridsson, E.; Ryde, U. J. Comput. Chem. 1998, 19, 377.
49. Cieplak, P.; Cornell. W. D.; Bayly, C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1357.
50. Cieplak, P.; Caldwell, J.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1048.
51. Rowland, R. S.; Taylor, R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 7384.
52. Vásquez, M.; Némethy, G.; Scheraga, H. A. Macromolecules 1983, 16, 1043.
53. -.
54. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.: Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz. P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez. C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, revision A.7; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
55. 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.; 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.
56. Gould, I. R.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9255.
57. Gould, I. R.; Cornell, W. D.; Hillier, I. H. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9250.
58. Beachy. M. D.; Chasman, D.; Murphy, R. B.; Halgren, T. A.; Friesner, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5908.
59. 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.
60. Gay, D. M. ACM Trans. Math. Software 1983, 9, 503.
61. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1934, 2, 782.
62. Parr, R. G.; Pearson, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 7512.