MSCALE: A general utility for multiscale modeling

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 7, Issue 4, 2011, Pages 1208-1219

  Woodcock, H Lee ^a   Miller, Benjamin T ^b   Hodoscek, Milan ^c   Okur, Asim ^b   Larkin, Joseph D ^b   Ponder, Jay W ^d   Brooks, Bernard R ^b  

^a UNIVERSITY OF SOUTH FLORIDA   (United States)

^b NATIONAL HEART LUNG AND BLOOD INSTITUTE   (United States)

^c NATIONAL INSTITUTE OF CHEMISTRY   (Slovenia)

^d WASHINGTON UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 79954549921     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct100738h     Document Type: Article

References (74)

1. Russel, D.; Lasker, K.; Phillips, J.; Schneidman-Duhovny, D.; Velzquez-Muriel, J. A.; Sali, A. Curr. Opin. Cell Biol. 2009, 21, 97-108
2. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227-249
3. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 718-730
4. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700-733
5. Svensson, M.; Humbel, S.; Froese, R. D. J.; Matsubara, T.; Sieber, S.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19357-19363
6. Tozzini, V. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 220-230
7. Sherwood, P.; Brooks, B. R.; Sansom, M. S. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 630-640
8. Miller, B. T.; Zheng, W.; Venable, R. M.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6274-6281
9. Monticelli, L.; Kandasamy, S. K.; Periole, X.; Larson, R. G.; Tieleman, D. P.; Marrink, S. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 819-834
10. Yap, E.; Fawzi, N. L.; Head-Gordon, T. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 70, 626-638
11. Yang, L.; Chng, C. Bioinf. Biol. Insights 2008, 2, 25-45
12. Chu, J.; Voth, G. A. Biophys. J. 2007, 93, 3860-3871
13. Zheng, W.; Brooks, B. R.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 7664-7669
14. Jeong, J. I.; Jang, Y.; Kim, M. K. J. Mol. Graph. Mod. 2006, 24, 296-306
15. Das, P.; Matysiak, S.; Clementi, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 10141-10146
16. Zheng, W.; Brooks, B. R. Biophys. J. 2005, 88, 3109-3117
17. Liwo, A.; Khalili, M.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2362-2367
18. Cheung, M. S.; Garca, A. E.; Onuchic, J. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 685-690
19. Klimov, D. K.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 2544-2549
20. Gopal, S. M.; Mukherjee, S.; Cheng, Y.; Feig, M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2010, 78, 1266-1281
21. Maragakis, P.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 2005, 352, 807-822
22. Tirion, M. M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1905-1908
23. Jernigan, R. L.; Bahar, I. Curr. Opin. Struct. Biol. 1996, 6, 195-209
24. Chennubhotla, C.; Rader, A. J.; Yang, L.; Bahar, I. Phys. Biol. 2005, 2, 173-180
25. Noid, W. G.; Chu, J.; Ayton, G. S.; Krishna, V.; Izvekov, S.; Voth, G. A.; Das, A.; Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244114
26. Noid, W. G.; Liu, P.; Wang, Y.; Chu, J.; Ayton, G. S.; Izvekov, S.; Andersen, H. C.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244115
27. Chu, J.; Ayton, G. S.; Izvekov, S.; Voth, G. A. Mol. Phys. 2007, 105, 167-175
28. Vreven, T.; Byun, K. S.; Komromi, I.; Dapprich, S.; Montgomery, J. A.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 815-826
29. Senn, H. M.; Thiel, W. Ang. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1198-1229
30. Atomistic Approaches in Modern Biology; Reiher, M., Ed.; Springer: Berlin and Heidelberg, Germany, 2007; Vol. 268.
31. Brooks, B. R.; Brooks, C. L., III; Mackerell, A. D., Jr.; 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
32. Geist, A.; Gropp, W.; Huss-Lederman, S.; Lumsdaine, A.; Lusk, E. L.; Saphir, W.; Skjellum, A.; Snir, M. MPI-2: Extending the Message-Passing Interface. In Proceedings of Euro-Par; 1996; Vol. I'96, pp 128 - 135
33. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1497-1506
34. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5933-5947
35. Case, D. A.; Cheatham, T. E.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R.; Merz, K. M.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668-1688
36. Valiev, M.; Bylaska, E.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T.; Dam, H. V.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T.; de Jong, W. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477-1489
37. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Manby, F. R.; Schütz, M.; Celani, P.; Knizia, G.; Korona, T.; Lindh, R.; Mitrushenkov, A.; Rauhut, G.; Adler, T. B.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Goll, E.; Hampel, C.; Hesselmann, A.; Hetzer, G.; Hrenar, T.; Jansen, G.; Köppl, C.; Liu, Y.; Lloyd, A. W.; Mata, R. A.; May, A. J.; McNicholas, S. J.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; Pflüger, K.; Pitzer, R.; Reiher, M.; Shiozaki, T.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T.; Wang, M.; Wolf, A. Molpro, version 2010.1; University College Cardiff Consultants Limited: Wales, U.K., 2010.
38. Crawford, T. D.; Sherrill, C. D.; Valeev, E. F.; Fermann, J. T.; King, R. A.; Leininger, M. L.; Brown, S. T.; Janssen, C. L.; Seidl, E. T.; Kenny, J. P.; Allen, W. D. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1610-1616
39. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009
40. Shao, Y.; Molnar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; O'Neill, D. P.; R. A., D., Jr; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Voorhis, T. V.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, I.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. I.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; Woodcock, H. L.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K.; Chipman, D. M.; Keil, F. J.; Warshel, A.; Hehre, W. J.; Schaefer, H. F.; Kong, J.; Krylov, A. I.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172-3191
41. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Kosecki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363
42. Guest, M. F.; Bush, I. J.; van Dam, H. J. J.; Sherwood, P.; Thomas, J. H. H.; van Lenthe, J. H.; Havenith, R. W. A.; Lendrick, J. Mol. Phys. 2005, 103, 719-747
43. Cui, Q.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 569-585
44. Dewar, M. J. S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4899-4907
45. Walker, R. C.; Crowley, M. F.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2008, 29, 1019-1031
46. Becker, D.; Ligon, W.; Merkey, P.; Ross, R. IEEE Software 1999, 16, 79
47. Dapprich, S.; Komaromi, I.; Byun, K.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1999, 461, 1-21
48. Ghysels, A.; Woodcock, H. L.; Larkin, J. D.; Miller, B. T.; Shao, Y.; Kong, J.; van Neck, D.; van Speybroek, V.; Waroquier, M.; Brooks, B. R. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7 (2) 496-514
49. Straatsma, T. P.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5876
50. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Gilbert, A. T. B.; Gill, P. M. W.; Schaefer, H. F.; Brooks, B. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1485-1502
51. MacKerell, A. D.; Brooks, B.; Brooks, C. L.; Nilsson, L.; Roux, B.; Won, Y.; Karplus, M. In Encyclopedia of Computational Chemistry; v. R. Schleyer, P.; Allinger, N. L.; Clark, T.; Gasteiger, J.; Kollman, P. A.; Schaefer, H. F.; Schreiner, P. R., Eds.; John Wiley & Sons, Ltd: Chichester, U.K., 2002.
52. Hornak, V.; Abel, R.; Okur, A.; Strockbine, B.; Roitberg, A.; Simmerling, C. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2006, 65, 712-725
53. Wei, Y.; Latour, R. A. Langmuir 2009, 25, 5637-5646
54. Fears, K. P.; Sivaraman, B.; Powell, G. L.; Wu, Y.; Latour, R. A. Langmuir 2009, 25, 9319-9327
55. Sivaraman, B.; Latour, R. A. Biomaterials 2010, 31, 832-839
56. Vellore, N. A.; Yancey, J. A.; Collier, G.; Latour, R. A.; Stuart, S. J. Langmuir 2010, 26, 7396-7404
57. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulation of Liquids; Oxford University Press: Oxford, England, 1987.
58. Louwerse, M. J.; Baerends, E. J. Chem. Phys. Lett. 2006, 421, 138
59. Klauda, J. B.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15684-15686
60. Das, D.; Eurenius, K. P.; Billings, E. M.; Sherwood, P.; Chatfield, D. C.; HodosÌũcÌũek, M.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10534
61. Konig, G.; Bruckner, S.; Boresch, S. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1712-1718
62. Bennett, C. H. J. Comput. Phys. 1976, 22, 245-268
63. Ponder, J. W.; Richards, F. M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 1016-1024
64. Kundrot, K. E.; Ponder, J. W.; Richards, F. M. J. Comput. Chem. 1991, 12, 402-409
65. Onufriev, A.; Bashford, D.; Case, D. A. Proteins: Struct., Funct. Bioinf. 2004, 55, 383-394
66. Ryckaert, J.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
67. Andersen, H. C. J. Comput. Phys. 1983, 52, 24-34
68. Bahar, I.; Rader, A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 586-592
69. Haliloglu, T.; Bahar, I.; Erman, B. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 3090-3093
70. Woodcock, H. L.; Zheng, W.; Ghysels, A.; Shao, Y.; Kong, J.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 2008, 129, 214109
71. Harbury, P. B.; Zhang, T.; Kim, P. S.; Alber, T. Science 1993, 262, 1401-1407
72. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Sherwood, P.; Lee, Y. S.; Schaefer, H. F.; Brooks, B. R. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 140-148
73. Chu, J. W.; Trout, B. L.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12708
74. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5720-5728