Molecular dynamics simulations of staphylococcal nuclease: Properties of water at the protein surface

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 40, 2004, Pages 15928-15937

  Smolin, Nikolai ^a   Winter, Roland ^a  

^a TU DORTMUND UNIVERSITY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON; COMPUTER SIMULATION; HYDRATION; HYDROGEN BONDS; MONTE CARLO METHODS; PERTURBATION TECHNIQUES; PROTEINS; SOLVENTS; SURFACE WATERS; X RAYS;

HYDROPHOBIC GROUPS; PROTEIN SURFACES; PROTON MOVEMENT; WATER MOLECULES;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 6444228146     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp047579y     Document Type: Article

References (83)

1. Bizzarri, A. R.; Cannistraro, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6617-6633.
2. Phillips, G. N., Jr.; Pettitt, B. M. Protein Sci. 1995, 4, 149-158.
3. Ahlström, P.; Teleman, O.; Jönsson, B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4198-4203.
4. Brooks, C. L., III; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1989, 208, 159-181.
5. Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2773-2781.
6. Brunne, R. M.; Liepinsh, E.; Otting, G.; Wüthrich, K.; van Gunsteren, W. F. J. Mol. Biol. 1993, 231, 1040-1048.
7. Garcia, A. E.; Stiller, L. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1396-1406.
8. Lounnas, V.; Pettitt, B. M.; Phillips, G. N., Jr. Biophys. J. 1994, 66, 601-614.
9. Bizzarri, A. R.; Wang, C. X.; Chen, W. Z.; Cannistraro, S. Chem. Phys. 1995, 201, 463-472.
10. Rocchi, C.; Bizzarri, A. R.; Cannistraro, S. Phys. Rev. E 1998, 57, 3315-3325.
11. Makarov, V. A.; Feig, M.; Andrews, B. K.; Pettitt, B. M. Biophys. J. 1998, 75, 150-158.
12. Garcia, A. E.; Hummer, G. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1999, 36, 175-191.
13. Garcia, A. E.; Hummer, G. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2000, 38, 261-272.
14. Luise, A.; Falconi, M.; Desideri, A. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2000, 39, 56-67.
15. Makarov, V. A.; Andrews, B. K.; Smith, P. E.; Pettitt, B. M. Biophy. J. 2000, 79, 2966-2974.
16. Sterpone, F.; Ceccarelli, M.; Marchi, M. J. Mol. Biol. 2001, 311, 409-419.
17. Marchi, M.; Sterpone, F.; Ceccarelli, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6787-6791.
18. Merzel, F.; Smith, J. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.SA. 2002, 99, 5378-5383.
19. Rahman, A.; Stillinger, F. H. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 7943-7948.
20. Speedy, R. J. J. Phys. Chem. 1984, 88, 3364-3373.
21. Speedy, R. J.; Mezei, M. J. Phys. Chem. 1985, 89, 171-175.
22. Speedy, R. J.; Madura, J. D.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. 1987, 91, 909-913.
23. Mausbach, P.; Schnitker, J.; Geiger, A. J. Technol. Phys. 1987, 28, 67-76.
24. Lee, C. Y.; McCammon, J. A.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1984, 80, 4448-4455.
25. Lee, C. Y.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1994, 100, 3334-3345.
26. Werder, T.; Walther, J. H.; Jaffe, R. L.; Halicioglu, T.; Koumoutsakos, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1345-1352.
27. Brovchenko, I.; Paschek, D.; Geiger, A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5026-5036.
28. Brovchenko, I. V.; Geiger, A.; Paschek, D. Fluid Phase Equilibria 2001, 183-184, 331-339.
29. Brovchenko, I. V.; Geiger, A. J. Mol. Liq. 2002, 96-97, 195-206.
30. Geiger, A.; Rahman, A.; Stillinger, F. H. J. Chem. Phys. 1979, 70, 263-276.
31. Zichi, D. A.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 83, 797-808.
32. Cheng, Y.-K.; Sheu, W. S.; Rossky, P. J. Biophys. J. 1999, 76, 1734-1743.
33. Head-Gordon, T. Proc. Natl. Acad. Soc. U.S.A. 1995, 92, 8308-8312.
34. Pertsemlidis, A.; Saxena, A. M.; Soper, A. K.; Head-Gordon, T.; Glaeser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 10769-10774.
35. Head-Gordon, T.; Sorenson, J. M.; Pertsemlidis, A.; Glaeser, R. M. Biophys. J. 1997, 73, 2106-2115.
36. Teeter, M. M. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 1984, 87. 6014-6018.
37. Nakasako, M. J. Biol. Phys. 2002, 28, 129-137.
38. Lipscomb, L. A.; Peek, M. E.; Zhou, F. X.; Bertrand, J. A.; VanDerveer,;D.; Williams, L. D. Biochemistry 1994, 33, 3649-3659.
39. Chen, H. M.; Markin, V. S.; Tsong, T. Y. Biochemistry 1992, 31, 1483-1491.
40. Carra, J. H.; Anderson, E. A.; Privalov, P. L. Biochemistry 1994, 35, 10842-10850.
41. Carra, J. H.; Privalov, P. L. Biochemistry 1995, 34, 2034-2041.
42. Vidugiris, G. J. A.; Truckses, D. M.; Markley, J. L.; Royer, C. A. Biochemistry 1996, 35, 3857-3864.
43. Eftink, M. R.; Ionescu, R.; Ramsay, G. D.; Wong, C.-Y.; Wu, J. Q.; Maki, A. H. Biochemistry 1996, 35, 8084-8094.
44. Hinck, A. P.; Truckses, D. M.; Markley, J. L. Biochemistry 1996, 35. 10328-10338.
45. Walkenhorst, W. F.; Green, S. M.; Roder, M. Biochemistry 1997, 36. 5795-5805.
46. Panick, G.; Malessa, R.; Winter, R.; Rapp, G.; Frye, K. J.; Royer, G. A. J. Mol. Biol. 1998, 275, 389-402; Panick, G.; Vidugiris, G. J. A.; Malessa, R.; Rapp, G.; Winter, R.; Royer, C. A. Biochemistry 1999, 38, 4157-4164.
47. Panick, G.; Malessa, R.; Winter, R.; Rapp, G.; Frye, K. J.; Royer, G. A. J. Mol. Biol. 1998, 275, 389-402; Panick, G.; Vidugiris, G. J. A.; Malessa, R.; Rapp, G.; Winter, R.; Royer, C. A. Biochemistry 1999, 38, 4157-4164.
48. Kataoka, M.; Ferrand, M.; Goupil-Lammy, A. V.; Kamikubo, H.; Yunoki, J.; Oka, T.; Smith, J. C. Physica B 1999, 266, 20-26.
49. Ravindra R.; Royer, C.; Winter, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 1952-1961.
50. Filfil, R.; Chalikian, T. V. J. Mol. Biol. 2000, 299, 827-842.
51. Seemann, H.; Winter, R.; Royer, C. A. J. Mol. Biol. 2001, 307, 1091-1102.
52. Bahar, I.; Wallqvist, A.; Covell, D. G.; Jernigan, R. L. Biochemistry 1998, 37, 1067-1075.
53. Zhou, H.-X. Biophys. J. 2002, 83, 2981-2986.
54. Yamaotsu, N.; Moriguchi, I.; Kollman, P. A.; Hirono, S. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1163, 81-88.
55. Lamy, A.; Smith, J. C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7326-7328.
56. Ikura, T.; Tsurupa, G. P.; Kuwajima, K. Biochemistry 1997, 36, 6529-6538.
57. Chatfield, D. C.; Szabo, A.; Brooks, B. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5301-5311.
58. Wrabl, J. O.; Shortle, D.; Woolf, T. B. Proteins: Struct., Fund., Genet. 2000, 38, 123-133.
59. Bernstein, F. C.; Koetzle, T. F.; Williams, G. J. B.; Meyer, E. F., Jr.; Tasumi, M. J. Mol. Biol. 1977, 12, 535-542.
60. (b) Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235-242.
61. Hynes, T. R.; Fox, R. O. Proteins; Struct., Funct., Genet. 1991, 10, 92-105.
62. Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., III; Ross, W. S.; Simmerling, C. L.; Darden, T. A.; Merz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A. L.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Radmer, R. J.; Duan, Y.; Pilera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K.; Kollman, P. A. Amber, version 6; University of California: San Francisco, CA, 1999.
63. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. L; 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. 5179-5197.
64. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593.
65. Jorgensen, W. L.; Chandtasekhar, J., Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
66. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690.
67. Ryckaert, J.-P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Chem. 1977, 23, 327-341.
68. Kabsch, W.; Sander, C. Biopolymers 1983, 22, 2577-2637.
69. Mol_Volume is a program in the MDTools utility package at the Theoretical Biophysics group, an NIH Resource for Macromolecular Modeling and Bioinformatics; see http://www.ks.uiuc.edu/Development/MDTools
70. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14.1, 33-38.
71. Eisenberg, D.; Kauzmann, W. The Structure and Properties of Water; Oxford University Press: New York, 1969.
72. Richards, F. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 1977, 6, 151-176.
73. Svergun, D. I.; Richard, S.; Koch, M. H. J.; Sayers, Z.; Kuprin, S.; Zaccai, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 2267-2272.
74. Levitt, M.; Sharon, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85,7557-7561.
75. Connolly, M. L. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1118-1124.
76. Kim, S.; Yoon, C. N.; Jhon, M. S. J. Comput. Chem. 1988, 9, 125-132.
77. Guillot, B.; Guissani, Y. J. Chem. Phys. 1993, 99, 8075-8094.
78. Brovchenko, I.; Geiger, A.; Oleinikova, A. In New Kinds of Phase Transitons: Transformations in Disordered Substances; Kluwer Academic Publishers: Norwell, MA, 2002; pp 367-378.
79. Careri, G.; Giansanti, A.; Rupley, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 6810-6814.
80. Careri, G.; Giansanti, A.; Rupley, J. A. Phys. Rev. E 1988, 37, 2703-2705.
81. Careri, G.; Giansanti, A.; Bruni, F. Solid State Ionics 1999, 125, 257-261.
82. Levstik, A.; Filipic, C.; Kutnjak, Z.; Careri, G.; Consolini, G.; Bruni, F. Phys. Rev. E 1999, 60, 7604-7607.
83. Pizzitutti, F.; Bruni, F. Phys. Rev. E 2001, 64, 052905.