Optimizing protein-solvent force fields to reproduce intrinsic conformational preferences of model peptides

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 7, Issue 4, 2011, Pages 1220-1230

  Nerenberg, Paul S ^a   Head Gordon, Teresa ^a  

^a University of California at Berkeley   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 79954518426     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct2000183     Document Type: Article

References (65)

1. van Gunsteren, W. F.; Dolenc, J. Biochem. Soc. Trans. 2008, 36, 11-15
2. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197
3. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236
4. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L.; 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.; Reiher, W. E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616
5. Best, R. B.; Hummer, G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9004-9015
6. Best, R. B.; Mittal, J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14916-14923
7. Hornak, V.; Abel, R.; Okur, A.; Strockbine, B.; Roitberg, A.; Simmerling, C. Proteins 2006, 65, 712-725
8. Lindorff-Larsen, K.; Piana, S.; Palmo, K.; Maragakis, P.; Klepeis, J. L.; Dror, R. O.; Shaw, D. E. Proteins 2010, 78, 1950-1958
9. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C. L., III. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1400-1415
10. Sorin, E. J.; Pande, V. S. Biophys. J. 2005, 88, 2472-2493
11. Duan, Y.; Wu, C.; Chowdhury, S.; Lee, M. C.; Xiong, G.; Zhang, W.; Yang, R.; Cieplak, P.; Luo, R.; Lee, T.; Caldwell, J.; Wang, J.; Kollman, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1999-2012
12. Mobley, D. L.; Dumont, E.; Chodera, J. D.; Dill, K. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2242-2254
13. Ponder, J. W.; Case, D. A. Adv. Protein Chem. 2003, 66, 27-85
14. Daggett, V. Chem. Rev. 2006, 106, 1898-1916
15. Karplus, M.; Kuriyan, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6679-6685
16. Scheraga, H. A.; Khalili, M.; Liwo, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 57-83
17. Dyson, H. J.; Wright, P. E. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2005, 6, 197-208
18. Fink, A. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 35-41
19. Uversky, V. N. Protein Sci. 2002, 11, 739-756
20. Uversky, V. N.; Oldfield, C. J.; Dunker, A. K. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 215-246
21. Turoverov, K. K.; Kuznetsova, I. M.; Uversky, V. N. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2010, 102, 73-84
22. Dill, K. A.; Ozkan, S. B.; Shell, M. S.; Weikl, T. R. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 289-316
23. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598-1603
24. Mao, A. H.; Crick, S. L.; Vitalis, A.; Chicoine, C. L.; Pappu, R. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 8183-8188
25. Florova, P.; Sklenovsky, P.; Banas, P.; Otyepka, M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3569-3579
26. Best, R. B.; Buchete, N. V.; Hummer, G. Biophys. J. 2008, 95, L07-L09
27. Wickstrom, L.; Okur, A.; Simmerling, C. Biophys. J. 2009, 97, 853-856
28. Mobley, D. L.; Bayly, C. I.; Cooper, M. D.; Shirts, M. R.; Dill, K. A. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 350-358
29. Shirts, M. R.; Pande, V. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 134508
30. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
31. Abascal, J. L.; Vega, C. J. Chem. Phys. 2005, 123, 234505
32. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269-6271
33. Horn, H. W.; Swope, W. C.; Pitera, J. W.; Madura, J. D.; Dick, T. J.; Hura, G. L.; Head-Gordon, T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9665-9678
34. Rick, S. W. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6085-6093
35. Fawzi, N. L.; Phillips, A. H.; Ruscio, J. Z.; Doucleff, M.; Wemmer, D. E.; Head-Gordon, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6145-6158
36. Graf, J.; Nguyen, P. H.; Stock, G.; Schwalbe, H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1179-1189
37. Hagarman, A.; Measey, T. J.; Mathieu, D.; Schwalbe, H.; Schweitzer-Stenner, R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 540-551
38. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363
39. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9620-9631
40. Vanquelef, E.; Simon, S.; Marquant, G.; Garcia, E.; Klimerak, G.; Delepine, J. C.; Cieplak, P.; Dupradeau, F.-Y. R.E.D. Server: a web service designed to derive RESP and ESP charges and to generate force field libraries for new molecules/molecular fragments; Université de Picardie Jules Verne: Amiens, France; Sanford-Burnham Institute for Medical Research: La Jolla, CA, 2010.
41. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, I.; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Merz, K. M.; Roberts, B.; Wang, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.;; Seabra, G.; Kolossváry, I.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Vanicek, J.; Wu, X.; Brozell, S. R.; Steinbrecher, T.; Gohlke, H.; Cai, Q.; Ye, X.; Wang, J.; Hsieh, M.-J.; Cui, G.; Roe, D. R.; Mathews, D. H.; Seetin, M. G.; Sagui, C.; Babin, V.; Luchko, T.; Gusarov, S.; Kovalenko, A.; Kollman, P. A. AMBER 11; University of California: San Francisco, 2010.
42. Joung, I. S.; Cheatham, T. E., III. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9020-9041
43. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092
44. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593
45. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
46. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Vangunsteren, W. F.; Dinola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
47. Okur, A.; Roe, D. R.; Cui, G. L.; Hornak, V.; Simmerling, C. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 557-568
48. Sugita, Y.; Okamoto, Y. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 141-151
49. Vijay-Kumar, S.; Bugg, C. E.; Cook, W. J. J. Mol. Biol. 1987, 194, 531-544
50. Tjandra, N.; Feller, S. E.; Pastor, R. W.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12562-12566
51. Lipari, G.; Szabo, A. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4546-4559
52. Wang, J. M.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049-1074
53. Schweitzer-Stenner, R. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2922-2932
54. Shi, Z.; Chen, K.; Liu, Z.; Ng, A.; Bracken, W. C.; Kallenbach, N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17964-17968
55. Shi, Z.; Olson, C. A.; Rose, G. D.; Baldwin, R. L.; Kallenbach, N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 9190-9195
56. Price, D. J.; Brooks, C. L., III. J. Chem. Phys. 2004, 121, 10096-10103
57. Cheatham, T. E.; Miller, J. L.; Fox, T.; Darden, T. A.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4193-4194
58. Norberg, J.; Nilsson, L. Biophys. J. 2000, 79, 1537-1553
59. Zuegg, J.; Gready, J. E. Biochemistry 1999, 38, 13862-13876
60. Ding, K.; Gronenborn, A. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6232-6233
61. Hennig, M.; Bermel, W.; Schwalbe, H.; Griesinger, C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6268-6277
62. Hu, J. S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6360-6368
63. Wirmer, J.; Schwalbe, H. J. Biomol. NMR 2002, 23, 47-55
64. Case, D. A.; Scheurer, C.; Bruschweiler, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10390-10397
65. Sgourakis, N. G.; Merced-Serrano, M.; Boutsidis, C.; Drineas, P.; Du, Z.; Wang, C.; Garcia, A. E. J. Mol. Biol. 2011, 405, 570-583