Crucial roles of the subnanosecond local dynamics of the flap tips in the global conformational changes of HIV-1 protease

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 8, 2010, Pages 3060-3069

  Li, Dechang ^a   Ji, Baohua ^b   Hwang, Kehchih ^a   Huang, Yonggang ^c  

^a TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^b BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

^c Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLEXATION; CONFORMATIONS; MOLECULAR DYNAMICS; TIME MEASUREMENT; VIRUSES;

CONFORMATIONAL CHANGE; CONFORMATIONAL TRANSITIONS; DYNAMIC INTERACTION; EXPLICIT SOLVENTS; HIV-1 PROTEASE; INHIBITOR COMPLEX; LOCAL DYNAMICS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MULTIPLE TIME SCALE; POTENT INHIBITOR; REAL TIME SCALE; SUBNANOSECOND; TIME-SCALES; UNDERLYING MECHANISM; WATER MOLECULE;

DYNAMICS;

EID: 77749305127     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp1005549     Document Type: Article

References (56)

1. Kohl, N. E.; Emini, E. A.; Schleif, W. A.; Davis, L. J.; Heimbach, J. C.; Dixon, R. A. F.; Scolnick, E. M.; Sigal, I. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 4686.
2. Katz, R. A.; Skalka, A. M. Annu. Rev. Biochem. 1994, 63, 133.
3. Wlodawer, A.; Vondrasek, J. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1998, 27, 249.
4. Hornak, V.; Simmerling, C. Drug Discovery Today 2007, 12, 132.
5. Ridky, T.; Leis, J. J. Biol. Chem. 1995, 270, 29621.
6. Condra, J. H.; Schleif, W. A.; Blahy, O. M.; Gabryelski, L. J.; Graham, D. J.; Quintero, J. C.; Rhodes, A.; Robbins, H. L.; Roth, E.; Shivaprakash, M.; Titus, D.; Yang, T.; Teppler, H.; Squires, K. E.; Deutsch, P. J.; Emini, E. A. Nature 1995, 374, 569.
7. Ohtaka, H.; Muzammil, S.; Schon, A.; Velazquez-Campoy, A.; Vega, S.; Freire, E. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2004, 36, 1787.
8. Lam, P. Y. S.; Jadhav, P. K.; Eyermann, C. J.; Hodge, C. N.; Ru, Y.; Bacheler, L. T.; Meek, J. L.; Otto, M. J.; Rayner, M. M.; Wong, Y. N.; Chang, C. H.; Weber, P. C.; Jackson, D. A.; Sharpe, T. R.; Ericksonviitanen, S. Science 1994, 263, 380.
9. Ala, P. J.; Huston, E. E.; Klabe, R. M.; McCabe, D. D.; Duke, J. L.; Rizzo, C. J.; Korant, B. D.; DeLoskey, R. J.; Lam, P. Y. S.; Hodge, C. N.; Chang, C. H. Biochemistry 1997, 36, 1573.
10. Krohn, A.; Redshaw, S.; Ritchie, J. C.; Graves, B. J.; Hatada, M. H. J. Med. Chem. 1991, 34, 3340.
11. Kempf, D. J.; Marsh, K. C.; Denissen, J. F.; McDonald, E.; Vasavanonda, S.; Flentge, C. A.; Green, B. E.; Fino, L.; Park, C. H.; Kong, X. P.; Wideburg, N. E.; Saldivar, A.; Ruiz, L.; Kati, W. M.; Sham, H. L.; Robins, T.; Stewart, K. D.; Hsu, A.; Plattner, J. J.; Leonard, J. M.; Norbeck, D. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 2484.
12. Ishima, R.; Freedberg, D. I.; Wang, Y. X.; Louis, J. M.; Torchia, D. A. Structure 1999, 7, 1047.
13. Freedberg, D. I.; Ishima, R.; Jacob, J.; Wang, Y. X.; Kustanovich, I.; Louis, J. M.; Torchia, D. A. Protein Sci. 2002, 11, 221.
14. Katoh, E.; Louis, J. M.; Yamazaki, T.; Gronenborn, A. M.; Torchia, D. A.; Ishima, R. Protein Sci. 2003, 12, 1376.
15. Scott, W. R. P.; Schiffer, C. A. Structure 2000, 8, 1259.
16. Meagher, K. L.; Carlson, H. A. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2005, 58, 119.
17. Tóth, G.; Borics, A. J. Mol. Graphics Model. 2006, 24, 465.
18. Ishima, R.; Louis, J. M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 70, 1408.
19. Collins, J. R.; Burt, S. K.; Erickson, J. W. Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 334.
20. Hornak, V.; Okur, A.; Rizzo, R. C.; Simmerling, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 915.
21. Ding, F.; Layten, M.; Simmerling, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7184.
22. Hamelberg, D.; McCammon, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13778.
23. Wiley, A. P.; Williams, S. L.; Essex, J. W. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1117.
24. Tozzini, V.; McCammon, J. A. Chem. Phys. Lett. 2005, 413, 123.
25. Tozzini, V.; Trylska, J.; Chang, C. E.; McCammon, J. A. J. Struct. Biol. 2007, 157, 606.
26. Chang, C. E.; Shen, T.; Trylska, J.; Tozzini, V.; McCammon, J. A. Biophys. J. 2006, 90, 3880.
27. Trylska, J.; Tozzini, V.; Chang, C. A.; McCammon, J. A. Biophys. J. 2007, 92, 4179.
28. Li, D. C.; Liu, M. S.; Ji, B. H.; Hwang, K.; Huang, Y. G. J. Chem. Phys. 2009, 130, 215102.
29. Li, D.; Ji, B.; Hwang, K.; Huang, Y. Int. J. Appl. Mech. 2009, 1, 113.
30. Berendsen, H. J. C.; Vanderspoel, D.; Vandrunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43.
31. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306.
32. Sorin, E. J.; Pande, V. S. Biophys. J. 2005, 88, 2472.
33. Junmei, W.; Wei, W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Mol. Graphics Model. 2006, 25, 247.
34. Wang, J. M.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157.
35. Jakalian, A.; Bush, B. L.; Jack, D. B.; Bayly, C. I. J. Comput. Chem. 2000, 21, 132.
36. Case, D. A.; Cheatham, T. E.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R.; Merz, K. M.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668.
37. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
38. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
39. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Vangunsteren, W. F.; Dinola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
40. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
41. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33.
42. Spinelli, S.; Liu, Q. Z.; Alzari, P. M.; Hirel, P. H.; Poljak, R. J. Biochimie 1991, 73, 1391.
43. Vriend, G. J. Mol. Graphics 1990, 8, 52.
44. Yamazaki, T.; Nicholson, L. K.; Torchia, D. A.; Wingfield, P.; Stahl, S. J.; Kaufman, J. D.; Eyermann, C. J.; Hodge, C. N.; Lam, P. Y. S.; Ru, Y.; Jadhav, P. K.; Chang, C. H.; Weber, P. C. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10791.
45. Ode, H.; Neya, S.; Hata, M.; Sugiura, W.; Hoshino, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7887.
46. Wittayanarakul, K.; Aruksakunwong, O.; Saen-oon, S.; Chantratita, W.; Parasuk, V.; Sompornpisut, P.; Hannongbua, S. Biophys. J. 2005, 88, 867.
47. Wittayanarakul, K.; Hannongbua, S.; Feig, M. J. Comput. Chem. 2008, 29, 673.
48. Perryman, A. L.; Lin, J. H.; McCammon, J. A. Protein Sci. 2004, 13, 1108.
49. Nicholson, L. K.; Yamazaki, T.; Torchia, D. A.; Grzesiek, S.; Bax, A.; Stahl, S. J.; Kaufman, J. D.; Wingfield, P. T.; Lam, P. Y. S.; Jadhav, P. K.; Hodge, C. N.; Domaille, P. J.; Chang, C. H. Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 274.
50. Lipari, G.; Szabo, A. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4546.
51. Tjandra, N.; Wingfield, P.; Stahl, S.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1996, 8, 273.
52. Duan, L. L.; Tong, Y.; Mei, Y.; Zhang, Q. G.; Zhang, J. Z. H. J. Chem. Phys. 2007, 127.
53. Markgren, P. O.; Schaal,W.; Hãmãlãinen, M.; Karlen, A.; Hallberg, A.; Samuelsson, B.; Danielson, U. H. J. Med. Chem. 2002, 45, 5430.
54. Martin, P.; Vickrey, J. F.; Proteasa, G.; Jimenez, Y. L.; Wawrzak, Z.; Winters, M. A.; Merigan, T. C.; Kovari, L. C. Structure 2005, 13, 1887.
55. Layten, M.; Hornak, V.; Simmerling, C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13360.
56. Luzar, A.; Chandler, D. Nature 1996, 379, 55.