CHARMM Additive All-Atom Force Field for Acyclic Polyalcohols, Acyclic Carbohydrates, and Inositol

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 5, Issue 5, 2009, Pages 1315-1327

  Hatcher, Elizabeth R ^a   Guvench, Olgun ^a   MacKerell Jr , Alexander D ^a  

^a UNIVERSITY OF MARYLAND   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 66749083288     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct9000608     Document Type: Article

References (71)

1. Costantino, L.; Rastelli, G.; Vescovini, K.; Cignarella, G.; Vianello, P.; DelCorso, A.; Cappiello, M.; Mura, U.; Barlocco, D. J. Med. Chem. 1996, 39, 4396.
2. Singh, S. B.; Malamas, M. S.; Hohman, T. C.; Nilakantan, R.; Carper, D. A.; Kitchen, D. J. Med. Chem. 2000, 43, 1062.
3. de la Fuente, J. A.; Manzanaro, S.; Martin, M. J.; de Quesada, T. G.; Reymundo, L.; Luengo, S. M.; Gago, F. J. Med. Chem. 2003, 46, 5208.
4. Berridge, M. J.; Irvine, R. F. Nature (London) 1984, 312, 315.
5. Volpe, P.; Salviati, G.; Di Virgilio, F.; Pozzan, T. Nature (London) 1985, 316, 347.
6. Momany, F. A.; Willett, J. L. Carbohydr. Res. 2000, 326, 194.
7. Kirschner, K. N.; Woods, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 2001, 98, 10541.
8. Kuttel, M.; Brady, J. W.; Naidoo, K. J. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1236.
9. Lii, J. H.; Chen, K. H.; Allinger, N. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1504.
10. Kony, D.; Damm, W.; Stoll, S.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1416.
11. Lins, R. D.; Hünenberger, P. H. J. Comput. Chem., 2005, 26, 1400.
12. Sixou, B.; Faivre, A.; David, L. G. V. Mol. Phys. 2001, 99, 1845.
13. Kirschner, K. N.; Yongye, A. B.; Tschampel, S. M.; González- Outeiriño, J.; Daniels, C. R.; Foley, B. L.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2008, 29, 622.
14. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C. L., III. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1400.
15. MacKerell, A. D., Jr.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L.; 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.; 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.
16. Feller, S. E.; MacKerell, A. D., Jr. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7510.
17. Feller, S. E.; Gawrisch, K.; MacKerell, A. D., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 318.
18. Foloppe, N.; MacKerell, A. D., Jr. J. Comput. Chem. 2000, 21, 86.
19. MacKerell, A. D., Jr.; Banavali, N. K. J. Comput. Chem. 2000, 21, 105.
20. MacKerell, A. D., Jr.; Brooks, B.; Brooks, C. L., III; Nilsson, L.; Roux, B.; Won, Y.; Karplus, M. CHARMM: The energy function and its paramerization with an overview of the program. In Encyclopedia of Computational Chemistry; Schleyer, P. v. R., Allinger, N. L., Clark, T., Gasteiger, J., Kollman, P. A., Schaefer, H. F., III, Schreiner, P. R., Eds.; John Wiley & Sons: Chichester, 1998; Vol. 1, p 271.
21. MacKerell, A. D., Jr. J. Comnut. Chem. 2004, 25, 1584.
22. Guvench, O.; Greene, S. N.; Kamath, G.; Brady, J. W.; Venable, R. M.; Pastor, R. W.; MacKerell, A. D., Jr. J. Comnut. Chem. 2008, 29, 2543.
23. Allen, F. H. Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 2002, 58, 380.
24. Guvench, O.; MacKerell, A. D., Jr. J. Mol. Model. 2008, 14, 667.
25. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
26. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulation of Liquids; Oxford University Press: Oxford, 1987.
27. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
28. MacKerell, A. D., Jr.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10559.
29. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A.; Vreven, T., Jr.; 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, K.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, T. W.; 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 B.04 ed.; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
30. Shao, Y.; Molnar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T. B.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; O'Neill, D. P.; DiStasio, R. A.; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J. O.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Van Voorhis, T.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C. P.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, L.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. L.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; Woodcock, H. L.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K.; Chipman, D. M.; Keil, F. J.; Warshel, A.; Hehre, W. J.; Schaefer, H. F.; Kong, J.; Krylov, A. L.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172.
31. Guvench, O.; MacKerell, A. D., Jr. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9934.
32. Durell, S. R.; Brooks, B. R.; Ben-Naim, A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2198.
33. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
34. Steinbach, P. J.; Brooks, B. R. J. Commit. Chem., 1994, 15, 667.
35. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
36. Nosé, S. Mol. Phys. 1984, 52, 255.
37. Hoover, W. G. Phys. Reu. A 1985, 31, 1695.
38. Feller, S. E.; Zhang, Y. H.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4613.
39. Hockney, R. W. The potential calculation and some applications. In Methods in Computational Physics; Aider, B., Fernbach, S., Rotenberg, M., Eds.; Academic Press: New York, 1970; Vol. 9, p 136.
40. Deng, Y. Q.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2008, 128, 8.
41. Weeks, J. D.; Chandler, D.; Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 1971, 54, 5237.
42. Zacharias, M.; Straatsma, T. P.; McCammon, J. A. J. Chem. Phys. 1994, 100, 9025.
43. Pastor, R. W. Techniques and Applications of Langevin Dynamics Simulations. In The Molecular Dynamics of Liquid Crystals; Luckhurst, G. R., Veracini, C. A., Eds.; Kluwer Academie Publishers: The Netherlands, 1994; p 85.
44. Simonson, T. Free energy calculations. In Computational biochemistry and biophysics; Becker, O. M., MacKerell, A. D., Jr., Roux, B., Watanabe, M., Eds.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 2001; p 169.
45. Kumar, S.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A.; Rosenberg, J. M. J. Comput. Chem., 1992, 13, 1011.
46. J. Chem. Theory Comput, Vol. 5, No. 5, 2009 1327
47. Anisimov, V. M.; Lamoureux, G.; Vorobyov, I. V.; Huang, N.; Roux, B.; MacKerell, A. D., Jr. J. Chem. Theory. Comput. 2005, 1, 153.
48. Yeh, I. C.; Hummer, G.J. Phys. Chem,. R 2004, 108, 15873.
49. Tanford, C. Physical chemistry of macromolecules; John Wiley and Sons: New York, 1961.
50. Lee, H.; Venable, R. M.; MacKerell, A. D., Jr.; Pastor, R. W. Biophys. J. 2008, 95, 1590.
51. Franks, F.; Dadok, J.; Ying, S.; Kay, R. L.; Grigera, J. R. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1991, 87, 579.
52. Vorobyov, I. V.; Anisimov, V. M.; MacKerell, A. D., Jr. J Phys. Chem. B 2005, 109, 18988.
53. Kollman, P. Chem. Rev. 1993, 93, 2395.
54. Vargaftik, N. B. Handbook of Physical Properties of Liquids and Gases: Pure Substances and Mixtures, 2nd ed.; Hemisphere: Bristol, PA, 1983.
55. Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3257.
56. Smith, B. D.; Srivastava, R. Thermodynamic Data for Pure Compounds: Part A: Hydrocarbons and Ketones; Elsevier: New York, 1986.
57. McCall, D. W.; Douglass, D. C.; Anderson, E. W. J. Chem. Phys. 1959, 31, 1555.
58. Ross, G. R.; Heideger, W. J. J. Chem. Eng. Data 1962, 7, 505.
59. Smith, B. D.; Srivastava, R. Thermodynamic Data for Pure Compounds: Part B: Halogenated Hydrocarbons and Alcohols; Elsevier: New York, 1986.
60. Stejskal, E. O.; Tanner, J. E. J. Chem. Phys. 1965, 42, 288.
61. Pulay, P.; Fogarasi, G.; Pang, F.; Boggs, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 2550.
62. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502.
63. Shirts, M. R.; Pitera, J. W.; Swope, W. C.; Pande, V. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5740.
64. Deng, Y. Q.; Roux, B.J. Phys. Chem. R 2004, 108, 16567.
65. Hu, Y. F.; Zhang, Z. X.; Zhang, Y. H.; Fan, S. S.; Liang, D. Q. J. Chem. Ene. Data 2006, 51, 438.
66. Blodgett, M. B.; Ziemer, S. P.; Brown, B. R.; Niederhauser, T. L.; Woolley, E. M. J. Chem. Thermodvn. 2007, 39, 627.
67. Feller, S. E.; Pastor, R. W.; Rojnuckarin, A.; Bogusz, S.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17011.
68. Sartorio, R.; Wurzburger, S.; Guarino, G.; Borriello, G. J Solut. Chem. 1986, 15, 1041.
69. Anisimov, V. M.; Vorobyov, I. V.; Roux, B.; MacKerell, A. D., Jr. J. Chem,. Theory. Commit. 2007, 3, 1927.
70. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th ed.; Lide, D. R., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2003.
71. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graph. 1996, 14, 33.