Atomistic simulation of cholesterol effects on miscibility of saturated and unsaturated phospholipids: Implications for liquid-ordered/liquid-disordered phase coexistence

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 10, 2011, Pages 3625-3634

  De Joannis, Jason ^a,c   Coppock, Patrick S ^a,d   Yin, Fuchang ^a   Mori, Makoto ^a   Zamorano, Absalom ^a,b   Kindt, James T ^a  

^a EMORY UNIVERSITY   (United States)

^b INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL   (Mexico)

^c Accelrys Inc   (United States)

^d GEORGIA GWINNETT COLLEGE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMISTIC MODELS; ATOMISTIC SIMULATIONS; BI-LAYER; CHOLESTEROL CONTENT; COEXISTENCE REGION; COMPOSITION DEPENDENCE; COOPERATIVITY; DISORDERED PHASE; FAVORABLE INTERACTIONS; LIQUID-ORDERED PHASE; TERNARY PHASE DIAGRAMS; TIE LINE; TILT ANGLE; UNSATURATED PHOSPHOLIPIDS;

INDICATORS (CHEMICAL); LIQUIDS; PHASE DIAGRAMS; PHOSPHOLIPIDS;

CHOLESTEROL;

CHOLESTEROL; PHOSPHOLIPID; SATURATED FATTY ACID; UNSATURATED FATTY ACID;

ARTICLE; ATOM; CHEMICAL COMPOSITION; COMPARATIVE STUDY; LIQUID; MISCIBILITY; PHOSPHOLIPID BILAYER; SIMULATION;

1,2-DIPALMITOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; CHOLESTEROL; LIPID BILAYERS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PHOSPHATIDYLCHOLINES; PHOSPHOLIPIDS; THERMODYNAMICS;

EID: 79952585687     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja110425s     Document Type: Article

References (67)

1. Rietveld, A.; Simons, K. Biochim. Biophys. Acta 1998, 1376, 467
2. Dietrich, C.; Bagatolli, L. A.; Volovyk, Z. N.; Thompson, N. L.; Levi, M.; Jacobson, K.; Gratton, E. Biophys. J. 2001, 80, 1417
3. Edidin, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 257
4. Jacobson, K.; Mouritsen, O. G.; Anderson, R. G. W. Nat. Cell Biol. 2007, 9, 7
5. Kaiser, H.-J.; Lingwood, D.; Levental, I.; Sampaio, J. L.; Kalvodova, L.; Rajendran, L.; Simons, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 16645
6. Feigenson, G. W. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 47
7. Feigenson, G. W.; Buboltz, J. T. Biophys. J. 2001, 80, 2775
8. de Almeida, R. F. M.; Fedorov, A.; Prieto, M. Biophys. J. 2003, 85, 2406
9. Veatch, S. L.; Keller, S. L. Biophys. J. 2003, 85, 3074
10. Zhao, J.; Wu, J.; Heberle, F. A.; Mills, T. T.; Klawitter, P.; Huang, G.; Costanza, G.; Feigenson, G. W. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2007, 1768, 2764
11. Veatch, S. L.; Soubias, O.; Keller, S. L.; Gawrisch, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 17650
12. Juhasz, J.; Sharom, F. J.; Davis, J. H. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 2541
13. Almeida, P. F. F. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 72
14. Huang, J. Y.; Feigenson, G. W. Biophys. J. 1999, 76, 2142
15. Chong, P. L.-G.; Zhu, W.; Venegas, B. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 2
16. Somerharju, P.; Virtanen, J. A.; Cheng, K. H.; Hermansson, M. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 12
17. Huang, J. Biophys. J. 2002, 83, 1014
18. Pandit, S. A.; Scott, H. L. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 136
19. Tumaneng, P. W.; Pandit, S. A.; Zhao, G. J.; Scott, H. L. J. Chem. Phys. 2010, 132, 065104
20. Risselada, H. J.; Marrink, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 17367
21. Perlmutter, J. D.; Sachs, J. N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16362
22. de Meyer, F. J. M.; Benjamini, A.; Rodgers, J. M.; Misteli, Y.; Smit, B. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 10451
23. Berkowitz, M. L. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2009, 1788, 86
24. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 2001, 80, 1649
25. Cournia, Z.; Ullmann, G. M.; Smith, J. C. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1786
26. Vainio, S.; Jansen, M.; Koivusalo, M.; Rog, T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I.; Ikonen, E. J. Biol. Chem. 2006, 281, 348
27. Olsen, B. N.; Schlesinger, P. H.; Baker, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4854
28. Pandit, S. A.; Chiu, S. W.; Jakobsson, E.; Grama, A.; Scott, H. L. Langmuir 2008, 24, 6858
29. Pandit, S. A.; Jakobsson, E.; Scott, H. L. Biophys. J. 2004, 87, 3312
30. Martinez-Seara, H.; Rog, T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I.; Reigada, R. PLoS One 2010, 5
31. Aittoniemi, J.; Niemelä, P. S.; Hyvönen, M. T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2007, 92, 1125
32. Khelashvili, G.; Pabst, G.; Harries, D. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 7524
33. Rog, T.; Pasenkiewicz-Gierula, M.; Vattulainen, I.; Karttunen, M. Biophys. J. 2007, 92, 3346
34. Niemelä, P. S.; Ollila, S.; Hyvönen, M. T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. PLoS Comput. Biol. 2007, 3, e34
35. Zhang, Z.; Lu, L.; Berkowitz, M. L. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3807
36. Bennett, W. F. D.; MacCallum, J. L.; Tieleman, D. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1972
37. Coppock, P. S.; Kindt, J. T. Langmuir 2009, 25, 352
38. Wang, H.; de Joannis, J.; Jiang, Y.; Gaulding, J. C.; Albrecht, B.; Yin, F.; Khanna, K.; Kindt, J. T. Biophys. J. 2008, 95, 2647
39. Jiang, Y.; Wang, H.; Kindt, J. T. Biophys. J. 2010, 98, 2895
40. Yin, F.; Kindt, J. T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 8076
41. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306
42. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684
43. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463
44. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952
45. Essman, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577
46. Siepmann, J. I.; Frenkel, D. Mol. Phys. 1992, 75, 59
47. de Joannis, J.; Jiang, Y.; Yin, F.; Kindt, J. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25875
48. Berger, O.; Edholm, O.; Jähnig Biophys. J. 1997, 72, 2002
49. Bachar, M.; Brunelle, P.; Tieleman, D. P.; Rauk, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7170
50. Martinez-Seara, H.; Róg, T.; Karttunen, M.; Reigada, R.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2008, 129, 105103
51. Frisch, M. J.; et al. Gaussian 03, revision C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
52. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; D. Reidel: Dordrecht, 1981.
53. Höltje, M.; Förster, T.; Brandt, B.; Engels, T.; von Rybinski, W.; Höltje, H.-D. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1511, 156
54. Coppock, P. S.; Kindt, J. T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11468
55. Vist, M. R.; Davis, J. H. Biochemistry 1990, 29, 451
56. Smondyrev, A. M.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 1999, 77, 2075
57. Chiu, S.-W.; Jakobsson, E.; Scott, H. L. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5435
58. Mills, T. T.; Toombes, G. E. S.; Tristram-Nagle, S.; Smilgies, D.-M.; Feigenson, G. W.; Nagle, J. F. Biophys. J. 2008, 95, 669
59. Pan, J.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. Phys. Rev. E 2009, 80, 021931
60. Davis, J. H.; Clair, J. J.; Juhasz, J. Biophys. J. 2009, 96, 521
61. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33
62. Elliot, R.; Szleifer, I.; Schick, M. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 098101
63. Garbes Putzel, G.; Schick, M. Biophys. J. 2008, 95, 4756
64. Schmidt, M. L.; Ziani, L.; Boudreau, M.; Davis, J. H. J. Chem. Phys. 2009, 131, 175103
65. Bacia, K.; Schwille, P.; Kurzchalia, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 3272
66. Carrer, D. C.; Schmidt, A. W.; Knolker, H. J.; Schwille, P. Langmuir 2008, 24, 8807
67. Pakkanen, K.; Salonen, E.; Makela, A. R.; Oker-Blom, C.; Vattulainen, I.; Vuento, M. Phys. Biol. 2009, 6