GM1 ganglioside embedded in a hydrated DOPC membrane: A molecular dynamics simulation study

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 14, 2009, Pages 4876-4886

  Jedlovszky, Pál ^a,b   Sega, Marcello ^c,d   Vallauri, Renzo ^c  

^a EÖTVÖS LORÁND UNIVERSITY   (Hungary)

^b INSTITUTE OF EXPERIMENTAL MEDICINE   (Hungary)

^c UNIVERSITY OF TRENTO   (Italy)

^d FRANKFURT INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DEUTERIUM; DYNAMICS; FREE ENERGY; HYDRATES; HYDRATION; MOLECULAR DYNAMICS;

BI LAYERS; FREE-ENERGY DIFFERENCES; MOLECULAR DYNAMIC SIMULATIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; ORDER PARAMETERS; SIMULATION RESULTS; SURFACE DENSITIES; VORONOI POLYGONS;

MOLECULES;

EID: 65249148649     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp808199p     Document Type: Article

References (109)

1. Zeller, C. B.; Marchase, R. B. Am. J. Physiol. 1992, 262, C1341.
2. Hakomori, S. I. Annu. Rev. Biochem. 1981, 50, 733.
3. Tettamanti, G.; Riboni, L. Adv. Lipid Res. 1993, 25, 235.
4. Yates, A. J.; Agudelo, J. D.; Sung, C. C. Lipids 1992, 27, 308.
5. Yu, R. K.; Bieberich, E.; Xia, T.; Zeng, G. J. Lipid Res. 2004, 45, 783.
6. Hakomori, S. I. Biochem. Soc. Trans. 1993, 21, 583.
7. Curatolo, W. Biochim. Biophys. Acta 1987, 906, 137.
8. van Heyningen, S. Science 1974, 183, 656.
9. van Heyningen, S. In Molecular Action of Toxins and Viruses; Cohen, P., van Heyningen, S., Eds.; Elsevier: New York 1982; pp 169- 190.
10. Lindberg, A. A.; Brown, J. E.; Strmberg, N.; Westling-Ryd, M.; Schultz, J. E.; Karlsson, K. A. J. Biol. Chem. 1987, 262, 1779.
11. Fukuta, S.; Magnani, J. L.; Twiddy, E. M.; Holmes, R. K.; Ginsburg, V. Infect. Immun. 1988, 56, 1748.
12. McIntosh, T. J.; Simon, S. A. Biochemistry 1994, 33, 10477.
13. Reed, R. A.; Shipley, G. G. Biophys. J. 1996, 70, 1363.
14. Majewski, J.; Kuhl, T. L.; Kjaer, K.; Smith, G. S. Biophys. J. 2001, 81, 2707.
15. Hayakawa, T.; Hirai, M. Eur. Biophys. J. 2002, 31, 62.
16. Hirai, M.; Iwase, H.; Hayakawa, T.; Koizumi, M.; Takahashi, H. Biophys. J. 2003, 85, 1600.
17. McDaniel, R. V.; McLaughlin, A.; Winiski, A. P.; Eisenberg, M.; McLaughlin, S. Biochemistry 1984, 23, 4618.
18. Arnulphi, C.; Levstein, P. R.; Ramia, M. E.; Martin, C. A.; Fidelio, G. D. J. Lipid Res. 1997, 38, 1412.
19. Bach, D.; Sela, B.; Miller, I. R. Chem. Phys. Lipids 1982, 31, 381.
20. Ollmann, M.; Schwartzmann, G.; Sandhoff, K.; Galla, H. J. Biochemistry 1987, 26, 5943.
21. Reed, R. A.; Mattai, J.; Shipley, G. G. Biochemistry 1987, 26, 824.
22. Hitzemann, R. J. Chem. Phys. Lipids 1987, 43, 25.
23. Ravichandra, B.; Joshi, P. G. Biophys. Chem. 1999, 76, 117.
24. Bertoli, E.; Masserini, M.; Sonnino, S.; Ghidoni, R.; Cestaro, B.; Tettamanti, G. Biochim. Biophys. Acta 1981, 647, 196.
25. Vie, V.; van Mau, N.; Lesniewska, E.; Goudonnet, J. P.; Heitz, F.; le Grimellec, C. Langmuir 1998, 14, 4574.
26. Yuan, C.; Johnston, L. J. Biophys. J. 2000, 79, 2768.
27. Roy, D.; Mukhopadhyay, C. J. Biomol. Struct. Dyn. 2002, 19, 1121.
28. Sega, M.; Jedlovszky, P.; Vallauri, R. J. Mol. Liq. 2006, 129, 86.
29. Patel, R. Y.; Balaji, P. V. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 1628.
30. Patel, R. Y.; Balaji, P. V. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3346.
31. Venable, R. M.; Zhang, Y.; Hardy, B. J.; Pastor, R. W. Science 1993, 262, 223.
32. Tu, K.; Tobias, D. J.; Klein, M. L. Biophys. J. 1995, 69, 2558.
33. Feller, S. E.; Zhang, Y.; Pastor, R. W. J. Chem. Phys. 1995, 103, 10267.
34. Tieleman, D. P.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1996, 105, 4871.
35. Shinoda, W.; Okazaki, S. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1517.
36. Chiu, S. W.; Clark, M. M.; Jakobsson, E.; Subramaniam, S.; Scott, H. L. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1153.
37. Åman, K.; Lindahl, E.; Edholm, O.; Håkansson, P.; Westlund, P. O. Biophys. J. 2003, 84, 102.
38. Pasenkiewitz-Gierula, M.; Takaoka, Y.; Miyagawa, H.; Kitamura, K.; Kusumi, A. Biophys. J. 1999, 76, 1228.
39. Jedlovszky, P.; Mezei, M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 10770.
40. Pasenkiewitz-Gierula, M.; Takaoka, Y.; Miyagawa, H.; Kitamura, K.; Kusumi, A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3677.
41. Zubrzycki, I. Z.; Xu, Y.; Madrid, M.; Tang, P. J. Chem. Phys. 2000, 112, 3437.
42. Jedlovszky, P.; Mezei, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 3614.
43. Alinchenko, M. G.; Anikeenko, A. V.; Medvedev, N. N.; Voloshin, V. P.; Mezei, M.; Jedlovszky, P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19056.
44. Jedlovszky, P.; Pártay, L.; Mezei, M. J. Mol. Liq. 2007, 131 - 132, 225.
45. Heller, H.; Schaefer, M.; Schulten, K. J. Phys. Chem. 1993, 97, 8343.
46. Hyvönnen, M. T.; Rantala, T. T.; Ala-Korpela, M. Biophys. J. 1997, 73, 2907.
47. Saiz, L.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 2002, 116, 3052.
48. Rabinovich, A. L.; Balabaev, N. K.; Alinchenko, M. G.; Voloshin, V. P.; Medvedev, N. N.; Jedlovszky, P. J. Chem. Phys. 2005, 122, 084906.
49. Husslein, T. J.; News, D. M.; Pattnaik, P. C.; Zhong, Q.; Moore, P. B.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2826.
50. Shinoda, W.; Mikami, M.; Baba, T.; Hato, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14030.
51. Shinoda, W.; Mikami, M.; Baba, T.; Hato, M. J. Chem. Phys. 2004, 121, 9648.
52. López-Cascales, J. J.; GarcÍa de la Torre, J.; Marrink, S. J.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1996, 104, 2713.
53. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9864.
54. Tu, K.; Klein, M. L.; Tobias, D. J. Biophys. J. 1998, 75, 2147.
55. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 1999, 77, 2075.
56. Pasenkiewitz-Gierula, M.; Róg, T.; Kitamura, K.; Kusumi, A. Biophys. J. 2000, 78, 1376.
57. Chiu, S. W.; Jakobsson, E.; Scott, H. L. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5435.
58. Hofsäss, C.; Lindahl, E.; Edholm, O. Biophys. J. 2003, 84, 2192.
59. Jedlovszky, P.; Mezei, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5311.
60. Jedlovszky, P.; Medvedev, N. N.; Mezei, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 465.
61. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönnen, M. T.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2004, 87, 1076.
62. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönnen, M. T.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12676.
63. Alinchenko, M. G.; Voloshin, V. P.; Medvedev, N. N.; Mezei, M.; Pártay, L.; Jedlovszky, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16490.
64. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 2000, 78, 1672.
65. Marrink, S. J.; Mark, A. E. Biochemistry 2002, 41, 5375.
66. Pandit, S. A.; Vasudevan, S.; Chiu, S. W.; Mashl, R. J.; Jakobsson, E.; Scott, H. L. Biophys. J. 2004, 87, 1092.
67. Bassolino-Klimas, D.; Alper, H. E.; Stouch, T. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4118.
68. López-Cascales, J. J.; Hernández-Cifre, J. G.; GarcÍa de la Torre, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 625.
69. Tu, K.; Tarek, M.; Klein, M. L.; Scharf, D. Biophys. J. 1998, 75, 2123.
70. Koubi, L.; Tarek, M.; Klein, M. L.; Scharf, D. Biophys. J. 2000, 78, 800.
71. Chau, P. L.; Hoang, P. N. M.; Picaud, S.; Jedlovszky, P. Chem. Phys. Lett. 2007, 438, 294.
72. Söderhäll, J. A.; Laaksonen, A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9308.
73. Tieleman, D. P.; Berendsen, H. J. C. Biophys. J. 1998, 74, 2786.
74. Duong, T. H.; Mehler, E. L.; Weinstein, H. J. Comput. Phys. 1999, 151, 358.
75. Bandyopadhyay, S.; Tarek, M.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 10075.
76. Marrink, S. J.; Berendsen, H. J. C. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4155.
77. Marrink, S. J.; Berendsen, H. J. C. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16729.
78. Jedlovszky, P.; Mezei, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5125.
79. Jedlovszky, P.; Mezei, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5322.
80. Shinoda, W.; Mikami, M.; Baba, T.; Hato, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9346.
81. Sega, M.; Vallauri, R.; Brocca, P.; Melchionna, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20322; Erratum: J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6036.
82. Sega, M.; Vallauri, R.; Brocca, P.; Cantù, L.; Melchionna, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10965.
83. Sonnino, S.; Cantù, L.; Corti, M.; Acquotti, D.; Venerando, B. Chem. Phys. Lipids 1994, 71, 21.
84. Lemieux, R. U. In IUPAC Frontiers of Chemistry; Laidler, K. J., Ed.; Pergamon Press: Oxford, UK, 1982; pp 3 -25 .
85. van Gorkom, L. C. M.; Cheetham, J. J.; Epand, R. M. Chem. Phys. Lipids 1995, 76, 103.
86. Tieleman, D. P.; Robertson, K. M.; MacCallum, J. L.; Monticelli, L. Int. J. Quantum Chem. 2004, 100, 1071.
87. Hermans, J.; Berendsen, H. J. C.; van Guntseren, W. F.; Postma, J. P. M. Biopolymers 1984, 23, 1513.
88. van Guntseren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Groningen Molecular Simulation (GROMOS) Library Manual; Biomos: Groningen, Germany, 1987.
89. Berger, O.; Edholm, O.; Jahnig, F. Biophys. J. 1997, 72, 2002.
90. Berendsen, H. J. C.; van der Spoel, D.; van Drunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43.
91. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306.
92. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Guntseren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, C., Ed.; Reidel: Dordrecht, 1981; p 331.
93. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
94. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463.
95. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952.
96. Essman, U.; Perera, I.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
97. Feller, S. E.; Yin, D.; Pastor, R. W.; MacKerrel, A. D. Biophys. J. 1997, 73, 2269.
98. Wolff, U. Comput. Phys. Commun. 2004, 156, 143.
99. Wolff, U. Comput. Phys. Commun. 2007, 176, 383.
100. Voronoi, G. F. J. Reine Angew. Math. 1908, 134, 198.
101. Medvedev, N. N. The Voronoi-Delaunay Method in the Structural Investigation of Non-crystalline Systems, SB RAS: Novosibirsk, Russia, 2000 (in Russian).
102. Okabe, A.; Boots, B.; Sugihara, K.; Chiu, S. N. Spatial Tessellations: Concepts and Applications of Voronoi Diagrams; John Wiley: Chichester, UK, 2000.
103. Frey, S. L.; Chi, E. Y.; Arratia, C.; Majewski, J.; Kjaer, K.; Lee, K. Y. C. Biophys. J. 2008, 94, 3047.
104. Liu, Y.; Nagle, J. F. Phys. Rev. E 2004, 69, 040901.
105. van Gunsteren, W. F.; Dolenc, J.; Mark, A. E. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 149.
106. Mezei, M. J. Comput. Phys. 1987, 68, 237.
107. Mezei, M. Mol. Simul. 1989, 3, 301.
108. Torrie, G.; Valleau, J. P. J. Comput. Phys. 1977, 23, 178.
109. Mezei, M.; Jedlovszky, P. In Methods in Molecular Biology, Vol. 400. Methods in Membrane Lipids; Dopico, A. M., Ed.; Humana Press: Totowa, NJ, 2007; pp 127-144.