Merging implicit with explicit solvent simulations: Polyethylene glycol

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 6, Issue 6, 2010, Pages 1871-1883

  Juneja, Alok ^a   Numata, Jorge ^a   Nilsson, Lennart ^b   Knapp, Ernst Walter ^a  

^a FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^b KAROLINSKA INSTITUTE   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 77953351858     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct100075m     Document Type: Article

References (118)

1. Ben-Naim, A. Solvent Effects on Protein Stability and Protein Association. In Protein-Solvent Interactions, 1st ed.; Gregory, R. B., Ed.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 1995; Vol. 592, pp 387-420.
2. Water: A Comprehensive Treatise; Franks, F., Ed.; Plenum Pub Corp: New York, 1972-1982; Vol. 1-7.
3. Eisenberg, D.; McLachlan, A. D. Nature 1986, 319, 199-203
4. Teeter, M. M. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991, 20, 577-600
5. Soares, C. M.; Teixeira, V. H.; Baptista, A. M. Biophys. J. 2003, 84, 1628-1641
6. Privalov, P. L.; Makhatadze, G. I. J. Mol. Biol. 1993, 232, 660-679
7. Honig, B.; Yang, A.-S. Free Energy Balance in Protein Folding. In Adv. Protein Chem.; Anfinsen, C. B.; Richards, F. M.; Edsall, J. T.; Eisenberg, D. S., Eds.; Academic Press: San Diego, 1995; Vol. 46, pp 27-58.
8. Klebe, G. Drug Discovery Today 2006, 11, 580-594
9. Corbeil, C. R.; Moitessier, N. J. Chem. Inf. Model. 2009, 49, 997-1009
10. Froloff, N.; Windemuth, A.; Honig, B. Protein Sci. 1997, 6, 1293-1301
11. Frauenfelder, H.; Fenimore, P. W.; Chen, G.; McMahon, B. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15469-15472
12. Dill, K. A. Biochemistry 2002, 29, 7133-7155
13. Ben-Naim, A. Hydrophobic Interactions; Plenum Press: New York: 1980.
14. Vaitheeswaran, S.; Yin, H.; Rasaiah, J. C.; Hummer, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 17002-17005
15. Southall, N. T.; Dill, K. A.; Haymet, A. D. J. J. Phys. Chem. B 2001, 106, 521-533
16. Makarov, V. A.; Feig, M.; Andrews, B. K.; Pettitt, B. M. Biophys. J. 1998, 75, 150-158
17. Knapp, E. W.; Muegge, I. J. Phys. Chem. 1993, 97, 11339-11343
18. Warwicker, J.; Watson, H. C. J. Mol. Biol. 1982, 157, 671-679
19. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 1999, 99, 2161-2200
20. Roux, B.; Simonson, T. Biophys. Chem. 1999, 78, 1-20
21. Gilson, M. K.; Davis, M. E.; Luty, B. A.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 3591-3600
22. Baker, N. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 137-143
23. Lopes, A.; Alexandrov, A.; Bathelt, C.; Archontis, G.; Simonson, T. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2007, 67, 853-867
24. Ferrara, P.; Apostolakis, J.; Caflisch, A. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2002, 46, 24-33
25. Chen, J.; Brooks, C. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 471-481
26. Vorobjev, Y. N.; Almagro, J. C.; Hermans, J. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 1998, 32, 399-413
27. Feig, M. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1734-1748
28. Warshel, A.; Aqvist, J. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991, 20, 267-298
29. Kauzmann, W. Some Factors in the Interpretation of Protein Denaturation. In Adv. Protein Chem.; Anfinsen, C. B.; Anson, M. L.; Bailey, K.; Edsall, J. T., Eds.; Academic Press: New York, 1959; Vol. 14, pp 1-63.
30. Tanford, C. Protein Denaturation. In Adv. Protein Chem.; Anfinsen, C. B.; Anson, M. L.; Edsall, J. T.; Frederic, M. R., Eds.; Academic Press: New York, 1968; Vol. 23, pp 121-282.
31. Hummer, G.; Garde, S.; García, A. E.; Pohorille, A.; Pratt, L. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996, 93, 8951-8955
32. Im, W.; Lee, M. S.; Brooks, C. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1691-1702
33. Im, W.; Feig, M.; Brooks, C. L. Biophys. J. 2003, 85, 2900-2918
34. Chen, J.; Im, W.; Brooks, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3728-3736
35. Lee, M. S.; Salsbury, J. F. R.; Brooks, C. L., III J. Chem. Phys. 2002, 116, 10606-10614
36. Lee, M. S.; Feig, M.; Salsbury, F. R.; Brooks, C. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1348-1356
37. Haberthür, U.; Caflisch, A. J. Comput. Chem. 2008, 29, 701-715
38. Feig, M.; Onufriev, A.; Lee, M. S.; Im, W.; Case, D. A.; Brooks, C. L. J. Comput. Chem. 2004, 25, 265-284
39. Im, W.; Beglov, D.; Roux, B. Comput. Phys. Commun. 1998, 111, 59-75
40. Still, W. C.; Tempczyk, A.; Hawley, R. C.; Hendrickson, T. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6127-6129
41. Lazaridis, T.; Karplus, M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 1999, 35, 133-152
42. Feig, M.; Brooks, C. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 217-224
43. Chen, J.; Brooks, C. L.; Khandogin, J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 140-148
44. Tomasi, J. Theor. Chem. Acc. 2004, 112, 184-203
45. Lee, B.; Richards, F. M. J. Mol. Biol. 1971, 55, 379-400
46. Richmond, T. J. J. Mol. Biol. 1984, 178, 63-89
47. Fraczkiewicz, R.; Braun, W. J. Comput. Chem. 1998, 19, 319-333
48. Onufriev, A.; Case, D. A.; Bashford, D. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1297-1304
49. Zhu, J.; Shi, Y.; Liu, H. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4844-4853
50. Mongan, J.; Simmerling, C.; McCammon, J. A.; Case, D. A.; Onufriev, A. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 156-169
51. Spassov, V. Z.; Yan, L.; Szalma, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8726-8738
52. Wagoner, J. A.; Baker, N. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 8331-8336
53. Gallicchio, E.; Kubo, M. M.; Levy, R. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6271-6285
54. Floris, F.; Tomasi, J. J. Comput. Chem. 1989, 10, 616-627
55. Pitera, J. W.; van Gunsteren, W. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3163-3164
56. Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Comput. Chem. 2004, 25, 479-499
57. Cheatham Iii, T. E.; Kollman, P. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 51, 435-471
58. Bailey, F. E.; Koleske, J. V. Poly(ethylene oxide); Academic Press: New York, 1976.
59. Poly(Ethylene Glycol) Chemistry: Biotechnical and Biomedical Applications; Harris, J. M., Ed.; Plenum Publishing: New York, 1992.
60. Takahashi, Y.; Tadokoro, H. Macromolecules 1973, 6, 672-675
61. Matsuura, H.; Miyazawa, T. J. Polym. Sci. A-2 1969, 7, 1735-1744
62. Mueller-Plathe, F.; van Gunsteren, W. F. Macromolecules 1994, 27, 6040-6045
63. Liu, H.; Müller-Plathe, F.; van Gunsteren, W. F. J. Chem. Phys. 1995, 102, 1722-1730
64. Goutev, N.; Ohno, K.; Matsuura, H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9226-9232
65. Yoshida, H.; Kaneko, I.; Matsuura, H.; Ogawa, Y.; Tasumi, M. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 601-606
66. Tasaki, K.; Abe, A. Polym. J. 1985, 17, 641-655
67. Lusse, S.; Arnold, K. Macromolecules 1996, 29, 4251-4257
68. Wang, R. L. C.; Kreuzer, H. J.; Grunze, M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9767-9773
69. Tasaki, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8459-8469
70. Depner, M.; Schürmann, B. L.; Auriemma, F. Mol. Phys. 1991, 74, 715-733
71. Heymann, B.; Grubmüller, H. Chem. Phys. Lett. 1999, 307, 425-432
72. Pasut, G.; Guiotto, A.; Veronese, F. Expert Opin. Ther. Pat. 2004, 14, 859-894
73. Mero, A.; Schiavon, O.; Pasut, G.; Veronese, F. M.; Emilitri, E.; Ferruti, P. J. Bioact. Compat. Polym. 2009, 24, 220-234
74. Fuertges, F.; Abuchowski, A. J. Controlled Release 1990, 11, 139-148
75. Harris, J. M.; Chess, R. B. Nat. Rev. Drug Discovery 2003, 2, 214-221
76. Lascombe, M.-B.; Milat, M.-L.; Blein, J.-P.; Panabières, F.; Ponchet, M.; Prangé, T. Acta Crystallogr., Sect. D 2000, 56, 1498-1500
77. Herrmann, A.; Arnold, K.; Pratsch, L. Biosci. Rep. 1985, 5, 689-696
78. Zimmerberg, J.; Parsegian, V. A. Nature 1986, 323, 36-39
79. O'Riordan, C. R.; Lachapelle, A.; Delgado, C.; Parkes, V.; Wadsworth, S. C.; Smith, A. E.; Francis, G. E. Hum. Gene Ther. 1999, 10, 1349-1358
80. Prime, K. L.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10714-10721
81. Pertsin, A. J.; Grunze, M.; Garbuzova, I. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4918-4926
82. Harder, P.; Grunze, M.; Dahint, R.; Whitesides, G. M.; Laibinis, P. E. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 426-436
83. Veronese, F.; Harris, J. M. Adv. Drug Delivery Rev. 2002, 54, 453-456
84. Roberts, M. J.; Bentley, M. D.; Harris, J. M. Adv. Drug Delivery Rev. 2002, 54, 459-476
85. Guillaudeu, S. J.; Fox, M. E.; Haidar, Y. M.; Dy, E. E.; Szoka, F. C.; Fréchet, J. M. J. Bioconjugate Chem. 2008, 19, 461-469
86. Veronese, F.; Pasut, G. Drug Discovery Today 2005, 10, 1451-1458
87. Mammen, M.; Choi, S.-K.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 2754-2794
88. Kramer, R. H.; Karpen, J. W. Nature 1998, 395, 710-713
89. Diestler, D. J.; Knapp, E. W. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 178101-4
90. Diestler, D. J.; Knapp, E. W. J. Phys. Chem. C 2009.
91. Oesterhelt, F.; Rief, M.; Gaub, H. E. New J. Phys. 1999, 1, 6.1-6.11
92. Vorobyov, I.; Anisimov, V. M.; Greene, S.; Venable, R. M.; Moser, A.; Pastor, R. W.; Alexander, D.; MacKerell, J. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1120-1133
93. Lee, H.; Venable, R. M.; MacKerell, A. D.; Pastor, R. W. Biophys. J. 2008, 95, 1590-1599
94. Brooks, B. R.; Brooks, C. L.; MacKerell, A. D. J.; Nilsson, L.; Petrella, R. J.; Roux, B.; Won, Y.; Archontis, G.; Bartels, C.; Boresch, S.; Caflisch, A.; Caves, L.; Cui, Q.; Dinner, A. R.; Feig, M.; Fischer, S.; Gao, J.; Hodoscek, M.; Im, W.; Kuczera, K.; Lazaridis, T.; Ma, J.; Ovchinnikov, V.; Paci, E.; Pastor, R. W.; Post, C. B.; Pu, J. Z.; Schaefer, M.; Tidor, B.; Venable, R. M.; Woodcock, H. L.; Wu, X.; Yang, W.; York, D. M.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1545-1614
95. MacKerell, A. D. J.; Bashford, D.; Bellott, M. R. L.; Dunbrack, J.; 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.; W. E.; Reiher, I.; 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, 3586-3616
96. Neyertz, S.; Brown, D.; Thomas, J. O. J. Chem. Phys. 1994, 101, 10064-10073
97. Smith, G. D.; Jaffe, R. L.; Yoon, D. Y. J. Phys. Chem. 1993, 97, 12752-12759
98. Smith, G. D.; Jaffe, R. L.; Yoon, D. Y. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 530-531
99. Bedrov, D.; Borodin, O.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5683-5690
100. Masatoki, S.; Takamura, M.; Matsuura, H.; Kamogawa, K.; Kitagawa, T. Chem. Lett. 1995, 24, 991-992
101. Begum, R.; Sagawa, T.; Masatoki, S.; Matsuura, H. J. Mol. Struct. 1998, 442, 243-250
102. Born, M. Z. Phys. 1920, 1, 45-48
103. Edinger, S. R.; Cortis, C.; Shenkin, P. S.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1190-1197
104. Dominy, B. N.; Brooks, C. L. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3765-3773
105. Bashford, D.; Case, D. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 129-152
106. Wesson, L.; Eisenberg, D. Protein Sci. 1992, 1, 227-235
107. Weiner, S. J.; Kollman, P. A.; Nguyen, D. T.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 230-252
108. Case, D. A.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R. K. M. M.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668-1688
109. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
110. Hermann, R. B. J. Phys. Chem. 1972, 76, 2754-2759
111. Durell, S. R.; Brooks, B. R.; Ben-Naim, A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2198-2202
112. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kalé, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
113. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092
114. Nina, M.; Im, W.; Roux, B. Biophys. Chem. 1999, 78, 89-96
115. Nosé, S.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 78, 6928-6939
116. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695-1697
117. Sitkoff, D.; Sharp, K. A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 1978-1988
118. Knapp, E. W. J. Comput. Chem. 1992, 13, 793-798