Free volume theory applied to lateral diffusion in langmuir monolayers: Atomistic simulations for a protein-free model of lung surfactant

Langmuir

Volumn 26, Issue 19, 2010, Pages 15436-15444

  Javanainen, Matti ^a   Monticelli, Luca ^a,b,c,d   De La Serna, Jorge Bernardino ^e   Vattulainen, Ilpo ^a,b,e  

^a TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Finland)

^b AALTO UNIVERSITY   (Finland)

^c INSERM   (France)

^d UNIVERSITÉ PARIS DESCARTES   (France)

^e UNIVERSITY OF SOUTHERN DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ANALYSIS; ACTIVATION ENERGY; BIOLOGICAL ORGANS; DIFFUSION; FREE VOLUME; LIPID BILAYERS; LIPIDS; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEINS; SURFACE ACTIVE AGENTS;

ARRHENIUS ANALYSIS; ATOMISTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; ATOMISTIC SIMULATIONS; CROSS SECTIONAL AREA; FREE-VOLUME THEORY; LANGMUIR MONOLAYERS; PHYSICAL INTERPRETATION; TRANSIENT CLUSTERS;

MONOLAYERS;

LUNG SURFACTANT;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; DIFFUSION; MOLECULAR DYNAMICS; SURFACE PROPERTY;

DIFFUSION; MODELS, CHEMICAL; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PULMONARY SURFACTANTS; SURFACE PROPERTIES;

EID: 78649762510     PISSN: 07437463     EISSN: 15205827     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la102454m     Document Type: Article

References (58)

1. Yeagle, P. L. The Structure of Biological Membranes, 2nd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2005.
2. Mouritsen, O. G. Lige-As a Matter of Fat; Springer-Verlag: Berlin, 2005.
3. Petty, M. C. Langmuir-Blodgett Films: An Introduction; Cambridge University Press: Cambridge, 1996.
4. Brockman, H. Curr. Opin. Struct. Biol. 1999, 9, 438-443.
5. Gudmand, M.; Fidorra, M.; Bjornholm, T.; Heimburg, T. Biophys. J. 2009, 96, 4598-4609.
6. Forstner, M. B.; Kas, J.; Martin, D. Langmuir 2001, 17, 567-570.
7. Caruso, F.; Grieser, F.; Thistlethwaite, P. J.; Almgren, M. Biophys. J. 1993, 65, 2493-2503.
8. Ke, P. C.; Naumann, C. A. Langmuir 2001, 17, 5076-5081.
9. Cohen, M. H.; Turnbull, D. J. Chem. Phys. 1959, 31, 1164.
10. Almeida, P. F. F.; Vaz, W. L. C.; Thompson, T. E. Biochemistry 1992, 31, 6739-6747.
11. Bemporad, D.; Luttmann, C.; Essex, J. W. Biophys. J. 2004, 87, 1-13.
12. Marrink, S. J.; Sok, R. M.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1996, 104, 9090-9099.
13. Xiang, T.-X. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7876-7884.
14. Xiang, T.-X. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 385-394.
15. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvönen, M. T.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2005, 89, 745-752.
16. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvonen, M. T.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2004, 87, 1076.
17. Falck, E.; Rog, T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 44.
18. Apajalahti, T.; Niemelä, P.; Govindan, P. N.; Miettinen, M. S.; Salonen, E.; Marrink, S. J.; Vattulainen, I. Faraday Discuss. 2010, 144, 411-430.
19. Busch, S.; Smuda, C.; Pardo, L. C.; Unruh, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3232-3233.
20. Goerke, J. Biochim. Biophys. Acta 1998, 1408, 79-89.
21. Gregory, T. J.; Longmore, W. J.; Moxley, M. A.; Whitsett, J. A.; Reed, C. R.; Fowler, A. A.; et al. J. Clin. Invest. 1991, 88, 1976.
22. Berger, O.; Edholm, O.; Jähnig, F. Biophys. J. 1997, 72, 2002-2013.
23. Holtje, M.; Forster, T.; Brandt, B.; Engels, T.; von Rybinski, W.; Holtje, H.-D. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1511, 156-167.
24. Evans, D. J.; Holian, B. L. J. Chem. Phys. 1985, 83, 4069.
25. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
26. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463-1472.
27. Hess, B. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 116-122.
28. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447.
29. Böckmann, R. A.; Hac, A.; Heimburg, T.; Grubmüller, H. Biophys. J. 2003, 85, 1647-1655.
30. Baoukina, S.; Monticelli, L.; Marrink, S. J.; Tieleman, D. P. Langmuir 2007, 23, 12617-12623.
31. Sum, A. K.; Faller, R.; de Pablo, J. J. Biophys. J. 2003, 85, 2830-2844.
32. Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvonen, M. T.; Falck, E.; Lindqvist, P.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2003, 84, 3636-3645.
33. Galla, H.-J.; Hartmann, W.; Theilen, U.; Sackmann, E. J. Membr. Biol. 1979, 48, 215-236.
34. MacCarthy, J. E.; Kozak, J. J. J. Chem. Phys. 1982, 77, 2214-2216.
35. O'Leary, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 429-433.
36. Macedo, P. B.; Litovitz, T. A. J. Chem. Phys. 1965, 42, 245.
37. Vaz, W. L. C.; Clegg, R. M.; Hallmann, D. Biochemistry 1985, 24, 781-786.
38. Sane, P.; Salonen, E.; Falck, E.; Repakova, J.; Tuomisto, F.; Holopainen, J. M.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1810-1812.
39. Falck, E.; Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvonen, M. T.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12676-12689.
40. Repakova, J.; Capkova, P.; Holopainen, J. M.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13438-13448.
41. Gullapalli, R. R.; Demirei, M. C.; Butler, P. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3548-3560.
42. Marrink, S. J.; Berendsen, H. J. C. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4155-4168.
43. Alinchenko, M. G.; Anikeenko, A. V.; Medvedev, N. N.; Voloshin, V. P.; Mezei, M.; Jedlovszky, P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19056-19067.
44. Kupiainen, M.; Falck, E.; Ollila, S.; Niemela, P.; Gurtovenko, A. A.; Hyvonen, M. T.; Patra, M.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. J. Comput. Theor. Nanosci. 2005, 2, 401-413.
45. Essmann, U.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 1999, 76, 2081-2089.
46. Moore, P. B.; Lopez, C. F.; Klein, M. L. Biophys. J. 2001, 81, 2484-2494.
47. Ayton, G. S.; Voth, G. A. Biophys. J. 2004, 87, 3299.
48. Rothman, J. E.; Engelman, D. M. Nat. New Biol. 1972, 237, 42-44.
49. Filippov, A.; Oradd, G.; Lindblom, G. Biophys. J. 2003, 84, 3079-3086.
50. de la Serna, J. B.; Oradd, G.; Bagatolli, L. A.; Simonsen, A. C.; Marsh, D.; Lindblom, G.; Perez-Gil, J. Biophys. J. 2009, 97, 1381-1389.
51. Merkel, R.; Sackmann, E. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4428-4442.
52. Sun, W.; Suter, R.M.; Knewtson, M.A.; Worthington, C.R.; Tristram-Nagle, S.; Zhang, R.; Nagle, J. F. Phys. Rev. E 1994, 49, 4665-4676.
53. Tristram-Nagle, S.; Zhang, R.; Suter, R. M.; Worthington, C. R.; Sun, W. J.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1993, 64, 1097-1109.
54. Filippov, A.; Oradd, G.; Lindblom, G. Langmuir 2003, 19, 6397-6400.
55. Cullis, P. R. FEBS Lett. 1976, 70, 223-228.
56. Shin, Y.-K.; Freed, J. H. Biophys. J. 1989, 55, 537-550.
57. Roark, M.; Feller, S. E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13229-13234.
58. Almeida, P. F. F.; Vaz, W. L. C.; Thompson, T. E. Biophys. J. 2005, 88(6), 4434-4438.