Understanding the sequence preference of recurrent RNA building blocks using quantum chemistry: The intrastrand RNA dinucleotide platform

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 1, 2012, Pages 335-347

  Mládek, Arnošt ^a   Šponer, Judit E ^a,b   Kulhánek, Petr ^b   Lu, Xiang Jun ^c   Olson, Wilma K ^d   Šponer, Jiří ^a,b  

^a INSTITUTE OF BIOPHYSICS   (Czech Republic)

^b MASARYK UNIVERSITY   (Czech Republic)

^c Och Spine at New York Presbyterian Hospitals   (United States)

^d RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84855712578     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct200712b     Document Type: Article

References (75)

1. Leontis, N. B.; Westhof, E. RNA 2001, 7, 499-512
2. Leontis, N. B.; Stombaugh, J.; Westhof, E. Nucleic Acids Res. 2002, 30, 3497-3531
3. Sponer, J.; Sponer, J. E.; Petrov, A. I.; Leontis, N. B. J. Phys. Chem. B. 2010, 114, 15723-15741
4. Leontis, N. B.; Westhof, E. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 300-308
5. Zirbel, C. L.; Sponer, J. E.; Sponer, J.; Stombaugh, J.; Leontis, N. B. Nucleic Acids Res. 2009, 37, 4898-4918
6. Zgarbova, M.; Jurecka, P.; Banas, P.; Otyepka, M.; Sponer, J. E.; Leontis, B. N.; Zirbel, C. L.; Sponer, J. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 11277-11292
7. Sponer, J. E.; Leszczynski, J.; Sychrovsky, V.; Sponer, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18680-18689
8. Sponer, J. E.; Spackova, N.; Kulhanek, P.; Leszczynski, J.; Sponer, J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2292-2301
9. Sharma, P.; Sponer, J. E.; Sponer, J.; Sharma, S.; Bhattacharyya, D.; Mitra, A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3307-3320
10. Mladek, A.; Sharma, P.; Mitra, A.; Bhattacharyya, D.; Sponer, J.; Sponer, J. E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1743-1755
11. Sponer, J. E.; Spackova, N.; Leszczynski, J.; Sponer, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11399-11410
12. Sponer, J. E.; Reblova, K.; Mokdad, A.; Sychrovsky, V.; Leszczynski, J.; Sponer, J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9153-9164
13. Vokacova, Z.; Sponer, J.; Sponer, J. E.; Sychrovsky, V. J. Phys. Chem. B. 2007, 111, 10813-10824
14. Chawla, M.; Sharma, P.; Hader, S.; Bhattacharyya, D.; Mitra, A. J. Phys. Chem. B 2001, 115, 1469-1484
15. Sharma, P.; Sharma, S.; Chawla, M.; Mitra, A. J. Mol. Model. 2009, 15, 633-649
16. Oliva, R.; Cavallo, L.; Tramontano, A. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 865-879
17. Oliva, R.; Cavallo, L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 15670-15678
18. Mladek, A.; Sponer, J. E.; Jurecka, P.; Banas, P.; Otyepka, M.; Svozil, D.; Sponer, J. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3817-3835
19. Svozil, D.; Sponer, J. E.; Marchan, I.; Perez, A.; Cheatham, T. E.; Forti, F.; Luque, F. J.; Orozco, M.; Sponer, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8188-8197
20. Mackerell, A. D. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 3235-3244
21. Foloppe, N.; Mackerell, A. D. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 10955-10964
22. Bosch, D.; Foloppe, N.; Pastor, N.; Pardo, L.; Campillo, M. THEOCHEM 2001, 537, 283-305
23. Wang, F. F.; Gong, L.-D.; Zhao, D.-X. THEOCHEM 2009, 909, 49-56
24. Leulliot, N.; Ghomi, M.; Scalmani, G.; Berthier, G. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8716-8724
25. Shishkin, O. V.; Gorb, L.; Zhikol, O. A.; Leszczynski, J. J. Biomol. Struct. Dyn. 2004, 21, 537-553
26. Millen, A. L.; Manderville, R. A.; Wetmore, S. D. J. Phys. Chem. B 2010, 144, 4373-4382
27. Churchill, C. D. M.; Wetmore, S. D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 16373-16383
28. Poltev, V. I.; Anisimov, V. M.; Danilov, V. I.; Deriabina, A.; Gonzalez, E.; Jurkiewiez, A.; Les, A.; Polteva, N. J. Biomol. Struct. Dyn. 2008, 25, 563-571
29. Denning, E. J.; Priyakumar, U. D.; Nilsson, L.; Mackerell, A. D. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1929-1943
30. Zgarbova, M.; Otyepka, M.; Sponer, J.; Mladek, A.; Banas, P.; Cheatham, T. E., III.; Jurecka, P. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2886-2902
31. Perez, A.; Marchan, I.; Svozil, D.; Sponer, J.; Cheatham, T. E., III.; Laughton, C. A.; Orozco, M. Biophys. J. 2007, 92, 3817-3829
32. Banas, P.; Hollas, D.; Zgarbova, M.; Jurecka, P.; Orozco, M.; Cheatham, T. E., III.; Sponer, J.; Otyepka, M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3836-3849
33. Lu, X.-J.; Olson, W. K.; Bussemaker, H. J. Nucleic Acids Res. 2010, 38, 4868-4876
34. Wimberly, B. T.; Guymon, R.; McCutcheon, J. P.; White, S. W.; Ramakrishnan, V. Cell 1999, 97, 491-502
35. Correll, C. C.; Beneken, J.; Plantinga, M. J.; Lubbers, M.; Chan, Y. L. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 6806-6818
36. Olieric, V.; Rieder, U.; Lang, K.; Serganov, A.; Schulze-Briese, C.; Micura, R.; Dumas, P.; Ennifar, E. RNA 2009, 15, 707-715
37. Chi, Y. I.; Martick, M.; Lares, M.; Kim, R.; Scott, W. G.; Kim, S. H. PLoS Biol. 2008, 6, 2060-2068
38. Klein, D. J.; Schmeing, T. M.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. EMBO J. 2001, 20 (15) 4214-4221
39. Cate, J. H.; Gooding, A. R.; Podell, E.; Zhou, K.; Golden, B. L.; Szewczak, A. A.; Kundrot, C. E.; Cech, T. R.; Doudna, J. A. Science 1996, 273, 1678-1685
40. Ke, A.; Zhou, K.; Ding, F.; Cate, J. H.; Doudna, J. A. Nature 2004, 429, 201-205
41. Hauenstein, S.; Zhang, C. M.; Hou, Y. M.; Perona, J. J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2004, 11, 1134-1141
42. Lu, X.-J.; Olson, W. K. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 5108-5121
43. Lu, X.-J.; Olson, W. K. Nat. Protoc. 2008, 3, 1213-1227
44. Richardson, J. S.; Schneider, B.; Murray, L. W.; Kapral, G. J.; Immormino, R. M.; Headd, J. J.; Richardson, D. C.; Ham, D.; Hershkovits, E.; Williams, L. D.; Keating, K. S.; Pyle, A. M.; Micallef, D.; Westbrook, J.; Berman, H. M. RNA 2008, 14, 465-481
45. Schneider, B.; Moravek, Z.; Berman, H. M. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 1666-1677
46. Batey, R. T.; Sagar, M. B.; Doudna, J. A. J. Mol. Biol. 2001, 307, 229-246
47. Klein, D. J.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. J. Mol. Biol. 2004, 340, 141-177
48. Juneau, K.; Podell, E.; Harrington, D. J.; Cech, T. R. Structure 2001, 9, 221-231
49. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215-241
50. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401-146405
51. Jurecka, P.; Cerny, J.; Hobza, P.; Salahub, D. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 555-569
52. Ahlrichs, R.; Bar, M.; Haser, M.; Horn, H.; Kolmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
53. Kendall, R. A.; Fruchtl, H. A. Theor. Chim. Acta 1997, 97, 158-163
54. Feyereisen, M. W.; Fitzgerald, G.; Komornicki, A. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 359-363
55. Vahtras, O.; Almlof, J.; Feyereisen, M. W. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 514-518
56. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; 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.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision E.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
57. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
58. Dunning, T. H., Jr. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9062-9080
59. Halkier, A.; Helgaker, T.; Jorgensen, P.; Klopper, W.; Olsen, J. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 437-446
60. Helgaker, T.; Klopper., W.; Koch, H.; Noga, J. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9639-9646
61. Werner, H. J.; Manby, F. R.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8149-8160
62. Sponer, J.; Leszczynski, J.; Hobza, P. Biopolymers 2001, 61, 3-31
63. Jurecka, P.; Nachtigall, P.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4578-4582
64. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553-566
65. MOLPRO, version 2006.1; Cardiff University: Cardiff, U. K., 2006.
66. Bader, R. F. W. Atoms in Molecules. A Quantum Theory; Oxford University Press: Oxford, U. K., 1990.
67. Bader, R. F. W. Chem. Rev. 1991, 91, 893-928
68. Bader, R. F. W. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 304-314
69. Biegler-Konig, F.; Schonbohm, J.; Bayles, D. J. Comput. Chem. 2001, 22, 545-559
70. Biegler-Konig, F.; Schonbohm, J. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1489-1494
71. Hobza, P.; Sponer, J.; Cubero, E.; Orozco, M.; Luque, J. F. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6286-6292
72. Newton, M. D. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 256-258
73. Govil, G. Biopolymers 1976, 15, 2303-2307
74. Ditzler, M. A.; Otyepka, M.; Sponer, J.; Walter, N. G. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 40-47
75. Spackova, N.; Sponer, J. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 697-708