Multiple proton confinement in the M2 channel from the influenza a virus

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 48, 2010, Pages 20856-20863

  Carnevale, Vincenzo ^a   Fiorin, Giacomo ^a   Levine, Benjamin G ^a   DeGrado, William F ^b   Klein, Michael L ^a  

^a Temple University   (United States)

^b UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMMONIUM CATIONS; BULK WATER; INFLUENZA A VIRUS; M2 CHANNEL; MD SIMULATION; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; POSITIVE CHARGES; PROTON CHANNELS; PROTON TRANSPORT; QUANTUM FORCE; QUANTUM MECHANICAL; SIDE CHAINS; TRANSMEMBRANE DOMAIN; WATER CLUSTER; WATER MOLECULE; X-RAY STRUCTURE;

AMINO ACIDS; AMMONIUM COMPOUNDS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; POSITIVE IONS; QUANTUM THEORY; VIRUSES;

PROTONS;

EID: 78650116811     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp107431g     Document Type: Article

References (55)

1. de Grotthuss, C. J. T. Ann. Chim. 1806, 58, 54-73.
2. DeCoursey, T. E.; Morgan, D.; Cherny, V. V. Nature 2003, 422, 531-534.
3. Brzezinski, P.; Adelroth, P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2006, 16, 465-472.
4. Tombola, F.; Ulbrich, M. H.; Isacoff, E. Y. Neuron 2008, 58, 546-556.
5. Pinto, L. H.; Holsinger, L. J.; Lamb, R. A. Cell 1992, 69, 517-528.
6. Vijayvergiya, V.; Wilson, R.; Chorak, A.; Gao, P. F.; Cross, T. A.; Busath, D. D. Biophys. J. 2004, 87, 1697-1704.
7. Pinto, L. H.; Lamb, R. A. J. Biol. Chem. 2006, 281, 8997-9000.
8. Mould, J. A.; Drury, J. E.; Frings, S. M.; Kaupp, U. B.; Pekosz, A.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. J. Biol. Chem. 2000, 275, 31038-31050.
9. Zhirnov, O. P. Virology 1992, 186, 324-330.
10. Wang, C.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. Biophys. J. 1995, 69, 1363-1371.
11. Mould, J. A.; Li, H. C.; Dudlak, C. S.; Lear, J. D.; Pekosz, A.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. J. Biol. Chem. 2000, 275, 8592-8599.
12. Hu, J.; Fu, R.; Nishimura, K.; Zhang, L.; Zhou, H.-X.; Busath, D. D.; Vijayvergiya, V.; Cross, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6865-6870.
13. Chen, H.; Wu, Y.; Voth, G. A. Biophys. J. 2007, 93, 3470-3479.
14. Schnell, J. R.; Chou, J. J. Nature 2008, 451, 591-595.
15. Stouffer, A. L.; Ma, C.; Cristian, L.; Ohigashi, Y.; Lamb, R. A.; Lear, J. D.; Pinto, L. H.; DeGrado, W. F. Structure 2008, 16, 1067-1076.
16. Khurana, E.; Peraro, M. D.; DeVane, R.; Vemparala, S.; DeGrado, W. F.; Klein, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 1069-1074.
17. Yi, M.; Cross, T. A.; Zhou, H.-X. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 13311-13316.
18. Sugrue, R. J.; Hay, A. J. Virology 1991, 180, 617-624.
19. Sakaguchi, T.; Tu, Q.; Pinto, L. H.; Lamb, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 5000-5005.
20. Pinto, L. H.; Dieckmann, G. R.; Gandhi, C. S.; Papworth, C. G.; Braman, J.; Shaughnessy, M. A.; Lear, J. D.; Lamb, R. A.; DeGrado, W. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11301-11306.
21. Forrest, L. R.; Tieleman, D. P.; Sansom, M. S. Biophys. J. 1999, 76, 1886-1896.
22. Ma, C.; Polishchuk, A. L.; Ohigashi, Y.; Stouffer, A. L.; Schon, A.; Magavern, E.; Jing, X.; Lear, J. D.; Freire, E.; Lamb, R. A.; DeGrado, W. F.; Pinto, L. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 12283-12288.
23. Acharya, R.; Carnevale, V.; Fiorin, G.; Levine, B. G.; Polishchuk, A. L.; Balannik, V.; Samish, I.; Lamb, R. A.; DeGrado, W. F.; Pinto, L. H.; Klein, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 15075-15080.
24. Venkataraman, P.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. J. Biol. Chem. 2005, 280, 21463-21472.
25. Tang, Y.; Zaitseva, F.; Lamb, R. A.; Pinto, L. H. J. Biol. Chem. 2002, 277, 39880-39886.
26. Balannik, V.; Carnevale, V.; Fiorin, G.; Levine, B. G.; Lamb, R. A.; Klein, M. L.; Degrado, W. F.; Pinto, L. H. Biochemistry 2010, 49, 696-708.
27. Cady, S. D.; Schmidt-Rohr, K.; Wang, J.; Soto, C. S.; Degrado, W. F.; Hong, M. Nature 2010, 463, 689-692.
28. MacKerell, A. D.; Banavali, N.; Foloppe, N. Biopolymers 2000, 56, 257-265.
29. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madure, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
30. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802.
31. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
32. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341.
33. Adelman, S. A.; Doll, J. D. J. Chem. Phys. 1976, 64, 2375-2388.
34. Martyna, G.; Tobias, D.; Klein, M. J. Chem. Phys. 1994, 101, 4177-4189.
35. Feller, S. E.; Zhang, Y.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4613-4621.
36. Laio, A.; Parrinello, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12562-12566.
37. VandeVondele, J.; Krack, M.; Mohamed, F.; Parrinello, M.; Chassaing, T.; Hutter, J. Comput. Phys. Commun. 2005, 167, 103-128.
38. Lippert, G.; Hutter, J.; Parrinello, M. Mol. Phys. 1997, 92, 477-488.
39. Becke, A. D. Phys. Rev.A 1988, 38, 3098-3100.
40. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
41. VandeVondele, J.; Hutter, J. J. Chem. Phys. 2007, 127, 114105.
42. Goedecker, S.; Teter, M.; Hutter, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 1703-1710.
43. Genovese, L.; Deutsch, T.; Goedecker, S. J. Chem. Phys. 2007, 127, 054704.
44. Maseras, F.; Morokuma, K. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1170-1179.
45. Martyna, G.; Klein, M.; Tuckerman, M. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2635-2643.
46. Marx, D.; Tuckerman, M. E.; Hutter, J.; Parrinello, M. Nature 1999, 397, 601-604.
47. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023.
48. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; Wang, D.; Apra, E.; Windus, T. L.; Hammond, J.; Nichols, P.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Wu, Q.; Van Voorhis, T.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Fruchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, Version 5.1; 2007, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352-0999, USA.
49. Mustafa, M.; Henderson, D. J.; Busath, D. D. Proteins 2009, 76, 794-807.
50. Nishimura, K.; Kim, S.; Zhang, L.; Cross, T. A. Biochemistry 2002, 41, 13170-13177.
51. Atkins, P. W. Physical Chemistry, 4th ed.; W. H. Freeman and Company: New York; 1990.
52. Headrick, J. M.; Diken, E. G.; Walters, R. S.; Hammer, N. I.; Christie, R. A.; Cui, J.; Myshakin, E. M.; Duncan, M. A.; Johnson, M. A.; Jordan, K. D. Science 2005, 308, 1765-1769.
53. Robertson, W. H.; Diken, E. G.; Price, E. A.; Shin, J.-W.; Johnson, M. A. Science 2003, 299, 1367-1372.
54. Shin, J.-W.; Hammer, N. I.; Diken, E. G.; Johnson, M. A.; Walters, R. S.; Jaeger, T. D.; Duncan, M. A.; Christie, R. A.; Jordan, K. D. Science 2004, 304, 1137-1140.
55. Lill, M. A.; Helms, V. J. Chem. Phys. 2001, 114, 1125-1132.