A potential energy function for heterogeneous proton-wires. Ground and photoactive states of the proton-wire in the Green Fluorescent Protein

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 4, Issue 7, 2008, Pages 1138-1150

  Vendrell, Oriol ^b   Gelabert, Ricard ^a   Moreno, Miquel ^a   Lluch, José M ^a,b  

^a UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

^b UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 55649096544     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct800075w     Document Type: Article

References (67)

1. Marx, D.; Tuckerman, M.; Hutter, J.; Parrinello, M. Nature 1999, 397, 601-604.
2. Warshel, A. In Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; John Wiley and Sons: New York, U.S.A., 1991; pp 1-236.
3. Åqvist, J.; Warshel, A. Chem. Rev. 1993, 93, 2523-2544.
4. Warshel, A. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 425-443.
5. Åqvist, J.; Warshel, A. J. Mol. Biol. 1992, 224, 7-14.
6. Pomes, R.; Roux, B. Biophys. J. 1996, 71, 19-39.
7. Mei, H. S.; Tuckerman, M. E.; Sagnella, D. E.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10446-10458.
8. Decornez, H.; Drukker, K.; Hammes-Schiffer, S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2891-2898.
9. Brewer, M. L.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Biophys. J. 2000, 78, 331A-331A.
10. Brewer, M. L.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Biophys. J. 2001, 80, 1691-1702.
11. Pomes, R.; Roux, B. Biophys. J. 2002, 82, 2304-2316.
12. Burykin, A.; Warshel, A. Biophys. J. 2003, 85, 3696-3706.
13. Mann, D. J.; Halls, M. D. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 195503.
14. Tanner, C.; Manca, C.; Leutwyler, S. Science 2003, 302, 1736-1739.
15. Manca, C.; Tanner, C.; Coussan, S.; Bach, A.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2578-2590.
16. Braun-Sand, S.; Strajbl, M.; Warshel, A. Biophys. J. 2004, 87, 2221-2239.
17. Agmon, N. Biophys. J. 2005, 88, 2452-2461.
18. Vendrell, O.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3564-3574.
19. Kato, M.; Pisliakov, A. V.; Warshel, A. Proteins 2006, 64, 829-844.
20. Riccardi, D.; König, P.; Guo, H,; Cui. Q. Biochemistry 2008, 47, 2369-2378.
21. Boyer, P. D. Annu. Rev. Biochem. 1997, 66, 717-749.
22. Pinto, L. H.; Lamb, R. A. Photochem. Photobiol. Sci. 2006, 5, 629-632.
23. Pinto, L. H.; Lamb, R. A. J. Biol. Chem. 2006, 281, 8997-9000.
24. Schumacher, K. Curr. Opin. Plant Biol. 2006, 9, 595-600.
25. Busenlehner, L. S.; Salomonsson, L.; Brzezinski, P.; Armstrong, R. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15398-15403.
26. Granucci, G.; Hynes, J. T.; Millié, P.; Tran-Thi, T.-H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12243-12253.
27. Domcke, W.; Sobolewski, A. L. Science 2003,302, 1693-1694.
28. Mohammed, O. F.; Pines, D.; Dreyer, J.; Pines, E.; Nibbering, E. T. J. Science 2005, 310, 83-86.
29. Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. Chem. Phys. Chem. 2004, 5, 1372-1378.
30. Ortiz-Sánchez, J. M.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4649-4656.
31. Ortiz-Sánchez, J. M.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. Chem. Phys. Chem. 2007, 8, 1199-1206.
32. Ortiz-Sánchez, J. M.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Chem. Phys. 2007, 127, 084318.
33. Vendrell, O.; Moreno, M.; Lluch, J. M.; Hammes-Schiffer, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6616-6623.
34. Luecke, H.; Schobert, B.; Cartailler, J. P.; Richter, H. T.; Rosengarth, A.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2000, 300, 1237-1255.
35. Zimmer, M. Chem. Rev. 2002, 102, 759-781.
36. Schäfer, L. V.; Groenhof, G.; Klingen, A. R.; Ullmann, G. M.; Boggio-Pasqua, M.; Robb, M. A.; Grubmüller, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 119, 536-542.
37. Balint-Kurti, G. G.; Dixon, R. N.; Marston, C. C. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1990, 86, 1741-1749.
38. Tuckerman, M. E.; Marx, D.; Klein, M. L.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5579-5588.
39. Marx, D.; Hutter, J. Chapter 13. In Ah Initio Molecular Dynamics: Theory and Implementation; Grotendorst, J., Ed.; John von Neumann Institut ftlr Computing: Julich, Germany, 2000; pp 329-477.
40. Ojamäe, L.; Shavitt, I.; Singer, S. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 5547-5564.
41. Warshel, A.; Weiss, R. M. J. Am. Chem, Soc. 1980, 102, 6218-6226.
42. Gao, J. L.; Garcia-Viloca, M.; Poulsen, T. D.; Mo, Y. R. Adv. Phys. Org. Chem. 2003, 38, 161-181.
43. Mo, Y. R.; Gao, J. L. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1458-1469.
44. Mo, Y. R.; Gao, J. L. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 3012-3020.
45. Meyer, H.-D.; Worth, G. A. Theor. Chim. Acta 2003, 109, 251-267.
46. Vendrell, O.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7525-7533.
47. Vendrell, O.; Meyer, H.-D. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104505.
48. Ward, W. W.; Cody, C. W.; Hart, R. C.; Cormier, M. J. Photochem. Photobiol. 1980, 31, 611-615.
49. Morise, H.; Shimomura, O.; Johnson, F. H.; Winant, J. Biochemistry 1974, 13, 2656-2662.
50. Kummer, A. D.; Kompa, C.; Lossau, H.; Pollinger-Dammer, F.; Michel-Beyerle, M. E.; Silva, C. M; Bylina, E. J.; Coleman, W. J.; Yang, M. M.; Youvan, D. C. Chem. Phys. 1998, 237, 183-193.
51. Shimomura, O. FEBS Lett. 1979, 104, 220-222.
52. Cody, C. W.; Prasher, D. C.; Westler, W. M.; Prendergast, F. G.; Ward, W. W. Biochemistry 1993, 32, 1212-1218.
53. (53)Niwa, H.; Inouye, S.; Hirano, T.; Matsuno, T.; Kojima, S.; Kubota, M.; Ohashi, M.; Tsuji, F. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 13617-13622.
54. Yang, F.; Moss, L. G.; Phillips, G. N. Nat. Biotechnol, 1996, 14, 1246-1251.
55. van Thor, J. J.; Zanetti, G.; Ronayne, K. L.; Towrie, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16099-16108.
56. Stoner-Ma, D.; Jaye, A. A.; Matousek, P.; Towrie, M.; Meech, S. R.; Tonge, P. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2864-2865.
57. Brejc, K.; Sixma, T. K.; Kitts, P. A.; Kain, S. R.; Tsien, R. Y.; Ormö, M.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 2306-2311.
58. Vendrell, O.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. Chem, Phys. Lett. 2004, 396, 202-207.
59. Vendrell, O.; Gelabert, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5500-5511.
60. Cembran, A.; Gao, J. Theor. Chem. Acc. 2007, 118, 211-218.
61. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5547-5551.
62. Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T. Minimization or Maximization of Functions. In Numerical Recipes in Fortran, 2nd ed.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1992; pp 387-448.
63. Meyer, H.-D.; Manthe, U.; Cederbaum, L. S. Chem. Phys. Lett. 1990, 165, 73-78.
64. Manthe, U.; Meyer, H.-D.; Cederbaum, L. S. J. Chem. Phys. 1992, 97, 3199-3213.
65. Beck, M. H.; Jäckie, A.; Worth, G. A.; Meyer, H.-D. Phys. Rep. 2000, 324, 1-105.
66. Meyer, H.-D,; Worth, G. A. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 251-267.
67. Worth, G. A.; Beck, M. H.; Jäckie, A.; Meyer, H.-D. The MCTDH Package, Version 8.2 (2000). H.-D. Meyer, Version 8.3 (2002). See http://www.pci.uni-heidelberg.de/tc/usr/mctdh (accessed Apr 18, 2008).