Methyl group dynamics and the onset of anharmonicity in myoglobin

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 17, 2008, Pages 5522-5533

  Krishnan, M ^a,b   Kurkal Siebert, V ^a,c   Smith, Jeremy C ^a,b  

^a UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c BASF SE   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROCARBONS; MOLECULAR DYNAMICS; QUANTUM CHEMISTRY;

ANHARMONICITY; ATOMISTIC MOLECULAR DYNAMICS; CRYSTALLINE PROTEIN; DYNAMICAL TRANSITIONS; LOW TEMPERATURE (LTR); METHYL GROUP DYNAMICS; METHYL GROUPS; MYOGLOBIN (MGB); PEAK POSITIONS; ROTATIONAL JUMP; TIME SCALING;

DYNAMICS;

EID: 47149091098     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp076641z     Document Type: Article

References (80)

1. Brooks, C. L., III; Karplus, M.; Pettitt, B. M. Proteins : A Theoretical Perspective of Dynamics, Structure, and Thermodynamics; Wiley: New York, 1988.
2. Knapp, E. W.; Fischer, S. F.; Parak, F. J. Chem. Phys. 1983, 78, 4701.
3. Diehl, M.; Doster, W.; Petry, W.; Schober, H. H. Biophys. J 1997, 73, 2726.
4. Réat, V.; Patzel, H.; Ferrand, M.; Pfister, C.; Oesterhelt, D.; Zaccai, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 4970.
5. Knapp, E. W.; Fischer, S. F.; Parak, F. J. Phys. Chem. 1982, 86, 5042.
6. Igumenova, T. I.; Frederick, K. K.; Wand, A. J. Chem. Rev. 2006, 106, 1672.
7. Ishima, R.; Torchia, D. A. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 740.
8. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Nature 1989, 337, 754.
9. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1080.
10. Doster, W.; Settles, M. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1749, 173.
11. Réat, V.; Dunn, R. V.; Ferrand, M.; Finney, J. L.; Daniel, R. M.; Smith, J. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9961.
12. Daniel, R. M.; Dunn, R. V.; Finney, J. L.; Smith, J. C. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 69.
13. Daniel, R. M.; Smith, J. C.; Ferrand, M.; Héry, S.; Dunn, R.; Finney, J. L. Biophys. J. 1998, 75, 2504.
14. Daniel, R. M.; Finney, J. L.; Réat, V.; Dunn, R.; Ferrand, M.; Smith, J. C. Biophys. J. 1999, 77, 2184.
15. Kurkal, V.; Daniel, R. M.; Finney, J. L.; Tehei, M.; Dunn, R. V.; Smith, J. C. Biophys. J. 2005, 89, 1282.
16. Brown, K. G.; Erfurth, S. C.; Small, E. W.; Peticolas, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1972, 69, 1467.
17. Tournier, A. L.; Smith, J. C. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 208106-1.
18. Tournier, A. L.; Xu, J. C.; Smith, J. C. Biophys. J. 2003, 85, 1871.
19. Hayward, J. A.; Smith, J. C. Biophys. J. 2002, 82, 1216.
20. Hayward, J. A.; Finney, J. L.; Daniel, R. M.; Smith, J. C. Biophys. J. 2003, 85, 679.
21. Austin, R. H.; Beeson, K. W.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1975, 14, 5355.
22. Rasmussen, B. F.; Stock, A. M.; Ringe, D.; Petsko, G. A. Nature 1992, 357, 423.
23. Ding, X.; Rasmussen, B. F.; Petsko, G. A.; Ringe, D. Biochemistry 1994, 33, 9285.
24. Ferrand, M.; Dianoux. A. J.; Petry, W.; Zaccai, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990, 90, 9668.
25. Tarek, M.; Tobias, D. J. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 138101-1.
26. Receveur, V.; Calmettes, P.; Smith, J. C.; Desmadril, M.; Coddens, G.; Durand, D. Proteins: Struct. Funct. Genet. 1997, 28, 380.
27. Roh, J. H.; Novikov, V. N.; Gregory, R. B.; Curtis, J. E.; Chowdhuri, Z.; Sokolov, A. P. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 038101.
28. Roh, J. H.; Curtis, J. E.; Azzam, S.; Novikov, V. N.; Peral, I.; Chowdhuri, Z.; Gregory, R. B.; Sokolov, A. P. Biophys. J. 2006, 91, 2573.
29. Hartmann, H.; Parak, F.; Steigemann, W.; Petsko, G. A.; Ringe Ponzi, D.; Frauenfelder, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1982, 79, 4967.
30. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
31. Andrew, E. R.; Bryant, D. J.; Cashell, E. M. Chem. Phys. Lett. 1980, 69, 551.
32. Bée, M.; Renault, A.; Lajzérowicz-Bonneteau, J.; Le Bars-Combe, M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 7730.
33. Goupil-Lamy, A. V.; Smith, J. C.; Yunoki, J.; Parker, S. F.; Kataoka, M. J. Amer. Chem. Soc. 1997, 119, 9268.
34. Hayward, R. L.; Middendorf, H. D.; Wanderlingh, U.; Smith, J. C. J. Chem. Phys. 1995, 102, 5525.
35. Morelon, N. D.; Kneller, G. R.; Ferrand, M.; Grand, A.; Smith, J. C.; Bée, M. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2883.
36. Hartmann, C.; Joyeux, M.; Trommsdorff, H. P.; Vial, J. C.; von Borczyskowski, C. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6335.
37. Binbrek, O. S.; Anderson, A.; Torrie, B. H. J. Chem. Phys. 1985, 82, 1468.
38. Prager, M.; Stanislawski, J.; Häusler, W. J. Chem. Phys. 1987, 86, 2563.
39. Krishnan, M.; Balasubramanian, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1936.
40. Kavitha, G.; Narayana, C. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8777.
41. Alvarez, F.; Alegria, A.; Colmenero, J.; Nicholson, T. M.; Davies, G. R. Macromolecules 2000, 33, 8077.
42. Qi, F.; Böhmer, R.; Sillescu, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 5, 4022.
43. Best, R. B.; Clarke, J.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc 2004, 126, 7734.
44. Chatfield, D. C.; Augsten, A.; D'cunha, C.; Wong, S. E. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1052.
45. Chatfield, D. C.; Szabo, A.; Brooks, B. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5301.
46. Lee, A. L.; Kinnear, S. A.; Wand, A. J. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 72.
47. Lee, A. L.; Wand, A. J. Nature 2001, 411, 501.
48. Curtis, J. E.; Tarek, M.; Tobias, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15928.
49. Best, R. B.; Clarke, J.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 2005, 349, 185.
50. Best, R. B.; Rutherford, T. J.; Freund, S. M. V.; Clarke, J. Biochemistry 2004, 43, 1145.
51. Tugarinov, V.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7299.
52. Chou, J. J.; Case, D. A.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8959.
53. Tugarinov, V.; Kay, L. E. Chem. Biol. Chem. 2005, 6, 1567.
54. Johnson, E.; Chazin, W. J.; Rance, M. J. Mol. Biol. 2006, 357, 1237.
55. Millet, O.; Mittermaier, A.; Baker, D.; Kay, L. E. J. Mol. Biol. 2003, 329, 551.
56. Vojtechovsky, J.; Chu, K.; Brendzen, J.; Sweet, R. M.; Schlichting, I. Biophys. J. 1999, 77, 2153.
57. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
58. Mackerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellaott, R. L.; 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.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
59. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
60. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
61. Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 1980, 72, 2384.
62. Nóse, S.; Klein, M. L. Mol. Phys. 1983, 50, 1055.
63. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695.
64. Prabhu, N. V.; Lee, A. L.; Wand, A. J.; Sharp, K. A. Biochemistry 2003, 42, 562.
65. Li, Z.; Raychaudhuri, S.; Wand, A. J. Protein Sci. 1996, 5, 2647.
66. Micu, A. M.; Durand, D.; Quilichini, M.; Field, M. J.; Smith, J. C. J. Phys. Chem. 1995, 99, 5645.
67. Kneller, G. R.; Doster, W.; Settles, M.; Cusack, S.; Smith, J. C. J. Chem. Phys. 1992, 97, 8864.
68. Lipari, G.; Szabo, A. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4546.
69. LeMaster, D. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1726.
70. Wand, A. J.; Urbauer, J. L.; McEvoy, R. P.; Bieber, R. J. Biochemistry 1996, 35, 6116.
71. Chatfield, D. C.; Augsten, A.; D'Cunha, C. J. Biomol. NMR 2004, 29, 377.
72. Kneller, G. R.; Keiner, V.; Kneller, M.; Schiller, M. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 191.
73. Xue, Y.; Pavlova, M. S.; Ryabov, Y. E.; Reif, B.; Skrynnikov, N. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6827.
74. Kitson, D. H.; Hagler, A. T. Biochemistry 1988, 27, 7176.
75. Baudry, J.; Smith, J. C. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 20572.
76. Baudry, J. J. Am. Chem. Soc 2006, 128, 11088.
77. Halle, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 1274.
78. Tilton, R. F., Jr.; Kuntz, I. D.; Petsko, G. A. Biochemistry 1984, 23, 2849.
79. Brunori, M.; Gibson, Q. H. EMBO Reports 2001, 2, 674.
80. Binkowski, T. A.; Naghibzadeg, S.; Liang, J. Nuclei. Acids Res. 2003, 31, 3352.