Understanding the protonation behavior of linear polyethylenimine in solutions through Monte Carlo simulations

Biomacromolecules

Volumn 11, Issue 1, 2010, Pages 29-38

  Ziebarth, Jesse D ^a   Wang, Yongmei ^a  

^a University of Memphis   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINE GROUPS; ATOMISTIC MOLECULAR DYNAMICS; BUFFERING CAPACITIES; CHARGE STATE; COARSE-GRAINED; COMPUTATIONAL APPROACH; COULOMBIC INTERACTIONS; DEGREE OF PROTONATION; EXPERIMENTAL STUDIES; GENE DELIVERY; GENE DELIVERY VECTORS; MONTE CARLO SIMULATION; NONVIRAL; PHYSIOLOGICAL CONDITION; POLYAMINES; POLYANIONS; POLYETHYLENEIMINE; POLYETHYLENIMINES; POTENTIAL SOURCES; PROTONATED; PROTONATION STATE; REPEATING UNIT; SALT CONCENTRATION; SALT DEPENDENCE; TITRATION CURVES;

AMINES; COMPUTER SIMULATION; DNA; GENE THERAPY; GENE TRANSFER; MOLECULAR DYNAMICS; MONTE CARLO METHODS; PROTONATION; PROTONS; TITRATION;

COMPLEXATION;

BUFFER; DIAMINE; POLYANION; POLYETHYLENEIMINE;

ARTICLE; CHEMICAL INTERACTION; CONTROLLED STUDY; MONTE CARLO METHOD; PRIORITY JOURNAL; PROTON TRANSPORT;

COMPUTER SIMULATION; DNA; MONTE CARLO METHOD; POLYAMINES; POLYETHYLENEIMINE; POLYMERS; PROTONS; SOLUTIONS;

EID: 73949092713     PISSN: 15257797     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bm900842d     Document Type: Article

References (55)

1. Boussif, O.; Lezoualc'h, F.; Zanta, M. A.; Mergny, M. D.; Scherman, D.; Demeneix, B.; Behr, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 7297-7301.
2. Neu, M.; Fischer, D.; Kissel, T. J. Gene Med. 2005, 7, 992-1009.
3. Lungwitz, U.; Breunig, M.; Blunk, T.; Gopferich, A. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2005, 60, 247-266.
4. Godbey, W. T.; Barry, M. A.; Saggau, P.; Wu, K. K.; Mikos, A. G. J. Biomed. Mater. Res. 2000, 51, 321-328.
5. Merdan, T.; Kunath, K.; Fischer, D.; Kopecek, J.; Kissel, T. Pharm. Res. 2002, 19, 140-146.
6. Forrest, M. L.; Pack, D. W. Mol. Ther. 2002, 6, 57-66.
7. Suh, J.; Paik, H. J.; Hwang, B. K. Bioorg. Chem. 1994, 22, 318-327.
8. Nagaya, J.; Homma, M.; Tanioka, A.; Minakata, A. Biophys. Chem. 1996, 60, 45-51.
9. von Harpe, A.; Petersen, H.; Li, Y.; Kissel, T. J. Controlled Release 2000, 69, 309-322.
10. Choosakoonkriang, S.; Lobo, B. A.; Koe, G. S.; Koe, J. G.; Middaugh, C. R. J. Pharm. Sci. 2002, 92, 1710-1722.
11. Jeong, J. H.; Kim, S. W.; Park, T. G. Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 1239-1274.
12. Smits, R. G.; Koper, G. J. M.; Mandel, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5745-5751.
13. Borkovec, M.; Koper, G. J. M. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6038-6045.
14. Borkovec, M.; Koper, G. J. M. Macromolecules 1997, 30, 2151-2158.
15. Borkovec, M.; Daicic, J.; Koper, G. J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 3499-3503.
16. van Duijvenbode, R. C.; Rajanayagam, A.; Koper, G. J. M.; Borkovec, M.; Paulus, W.; Steuerle, U.; Haussling, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 5649-5652.
17. Koper, G. J. M.; van Duijvenbode, R. C.; Stam, D. D. P. W.; Steuerle, U.; Borkovec, M. Macromolecules 2003, 36, 2500-2507.
18. Garces, J. L.; Koper, G. J. M.; Borkovec, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10937-10950.
19. Borkovec, M.; Koper, G. J. M.; Piguet, C. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2006, 11, 280-289.
20. Bencini, A.; Bianchi, A.; Garcia-Espana, E.; Micheloni, M.; Ramirez, J. A. Coord. Chem. Rev. 1999, 188, 97-156.
21. Erbacher, P.; Bettinger, T.; Belguise-Valladier, P.; Zou, S.; Coll, J. L.; Behr, J. P.; Remy, J. S. J. Gene Med. 1999, 1, 210-222.
22. Merdan, T.; Callahan, J.; Petersen, H.; Kunath, K.; Bakowsky, U.; Kopeckova, P.; Kissel, T.; Kopecek, J. Bioconjugate Chem. 2003, 14, 989-996.
23. Bashford, D.; Karplus, M. Biochemistry 1990, 29, 10219-10225.
24. Beroza, P.; Fredkin, D. R.; Okamura, M. Y.; Feher, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 5804-5808.
25. Gilson, M. K. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1993, 15, 266-282.
26. Yang, A. S.; Honig, B. J. Mol. Biol. 1993, 231, 459-474.
27. van Vlijmen, H. W. T.; Schaefer, M.; Karplus, M. Proteins 1998, 33, 145-158.
28. Reed, C. E.; Reed, W. F. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1609-1620.
29. Ullner, M.; Jonsson, B. Macromolecules 1996, 29, 6645-6655.
30. Ullner, M.; Woodward, C. E. Macromolecules 2000, 33, 7144-7156.
31. Berghold, G.; van der Schoot, P.; Seidel, C. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8083-8088.
32. Zito, T.; Seidel, C. Eur. Phys. J. A 2002, 8, 339-346.
33. Ulrich, S.; Laguecir, A.; Stoll, S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 094911.
34. Laguecir, A.; Ulrich, S.; Labille, J.; Fatin-Rouge, N.; Stoll, S.; Buffle, J. Eur. Polym. J. 2006, 42, 1135-1144.
35. Uyaver, S.; Seidel, C. Macromolecules 2009, 42, 1352-1361.
36. Ulrich, S.; Laguecir, A.; Stoll, S. Macromolecules 2005, 38, 8939-8949.
37. Ulrich, S.; Seijo, M.; Laguecir, A.; Stoll, S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20954-20964.
38. Laguecir, A.; Stoll, S. Polymer 2005, 46, 1359-1372.
39. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 25, 1049-1074.
40. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E., III; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Merz, K. M.; Wang, B.; Pearlman, D. A.; Crowley, M.; Brozell, S.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Mongan, J.; Hornak, V.; Cui, G.; Beroza, P.; Schafmeister, C.; Caldwell, J. W.; Ross, W. S.; Kollman, P. A. AMBER 8; University of California, San Francisco, 2004.
41. Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269-10280.
42. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; 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, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; 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.; and Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C.02. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
43. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendse, H. J. C. J. Comput. Phys. 1997, 23, 327-341.
44. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952-962.
45. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Phys. Chem. 1993, 98, 10089-10092.
46. Ziebarth, J.; Wang, Y. Biophys. J. 2009, 97, 1971-1983.
47. Gong, H.; Freed, K. F. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 057603.
48. Ramstein, J.; Lavery, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 7231-7235.
49. Mazur, J.; Jernigan, R. L. Biopolymers 1991, 31, 1615-1629.
50. Fritsch, V.; Westhof, E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8271-8277.
51. David, L.; Luo, R.; Gilson, M. K. J. Comput. Chem. 2000, 21, 295-309.
52. Li, L.; Chen, R.; Weng, Z. Proteins 2003, 53, 693-707.
53. Vasilyev, V. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1254-1265.
54. Jameson, R. F.; Hunter, G.; Kiss, T. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1980, 1105-1110.
55. Kitano, T.; Kawaguchi, S.; Ito, K.; Minakata, A. Macromolecules 1987, 20, 1598-1606.