Molecular dynamics investigations of PRODAN in a DLPC bilayer

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 9, 2012, Pages 2713-2721

  Nitschke, William K ^a   Vequi Suplicy, Cíntia C ^b   Coutinho, Kaline ^b   Stassen, Hubert ^a  

^a FEDERAL UNIVERSITY OF RIO DE JANEIRO   (Brazil)

^b UNIVERSITY OF SÃO PAULO   (Brazil)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; CHARGE DISTRIBUTION; CHARGE TRANSFER; COMPUTER SIMULATION; CYCLOHEXANE; EXCITED STATES; GROUND STATE; HYDRATION; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; OXYGEN; POLARIZATION; PROBES;

ATOMIC CHARGE; ATOMIC CHARGE DISTRIBUTIONS; BI-LAYER; CARBONYL OXYGEN; ELECTRONIC GROUND STATE; FLUID-PHASE; FLUORESCENT PROBES; HYDRATION SHELL; IN-VACUUM; INITIAL POSITION; INTRAMOLECULAR CHARGE TRANSFERS; MOLECULAR DYNAMICS COMPUTER SIMULATIONS; OXYGEN ATOM; PHOSPHATE GROUP; POLAR HEADGROUPS; POLAR REGIONS; POLARIZATION MODELS; PREFERENTIAL ORIENTATION; PROBE MOLECULES; STATE REPRESENTATION; STRUCTURAL CORRELATION; WATER MOLECULE;

MEMBRANES;

EID: 84858051173     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2085582     Document Type: Article

References (115)

1. Weber, G.; Farric, J. F. Biochemistry 1979, 18, 3075
2. Lakowicz, J. R.; Balter, A. Biophys. Chem. 1982, 16, 117
3. Catalan, J.; Perez, P.; Laynez, J.; Blanco, F. G. J. Fluoresc. 1991, 4, 215
4. Kucherak, O. A.; Didier, P.; Mely, Y.; Klymchenko, A. S. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 616
5. Lobo, B. C.; Abelt, C. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 10938
6. Chapman, C. F.; Fee, R. S.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4929
7. Chapman, C. F.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9095
8. Betts, T. A.; Zagrobelny, H.; Bright, F. V. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 8163
9. Karmakar, R.; Samanta, A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6670
10. Ito, N.; Arzhantsev, S.; Maroncelli, M. Chem. Phys. Lett. 2004, 396, 83
11. Moreno, F.; Cortijo, M.; Gonzalez-Jimenez, J. Photochem. Photobiol. 1999, 69, 8
12. Kamal, J. K. A.; Zhao, L.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 13411
13. Bhattacharyya, M.; Ray, S.; Bhattacharya, S.; Chakrabarti, A. J. Biol. Chem. 2004, 279, 55080
14. Tainaka, K.; Tanaka, K.; Ikeda, S.; Nishiza, L.; Unzai, T.; Fujiwara, Y.; Saito, I.; Okamoto, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4776
15. Massey, J. B.; She, H. S.; Pownall, H. J. Biochemistry 1985, 24, 6973
16. Rottenberg, H. Biochemistry 1992, 31, 9473
17. Bondar, O. P.; Rowe, E. S. Biophys. J. 1999, 76, 956
18. Hutterer, R.; Hof, M. J. Fluoresc. 2001, 11, 227
19. Kusube, M.; Matsuki, H.; Kaneshina, S. Colloids Surf., B 2005, 42, 78
20. Wilson-Ashworth, H. A.; Bahm, Q.; Erickson, J.; Shinkle, A.; Vu, M. P.; Woodbury, D.; Bell, J. D. Biophys. J. 2006, 91, 4091
21. Wong, J. E.; Duchscherer, T. M.; Pietraru, G.; Cramb, D. T. Langmuir 1999, 15, 6181
22. Karukstis, K. K.; Zieleniuk, C. A.; Fox, M. J. Langmuir 2003, 19, 10054
23. Sykora, J.; Jurkiewicz, P.; Epand, R. M.; Kraayenhof, R.; Langner, M.; Hof, M. Chem. Phys. Lipids 2005, 135, 213
24. Sachl, R.; Stepanek, M.; Prochazka, K.; Humpolickova, J.; Hof, M. Langmuir 2008, 24, 288
25. Hutterer, R.; Schneider, F. W.; Sprinz, H.; Hof, M. Biophys. Chem. 1996, 61, 151
26. Hutterer, R.; Parusel, A. B. J.; Hof, M. J. Fluoresc. 1998, 8, 389
27. Krasnowska, E. K.; Bagatolli, L. A.; Gratton, E.; Parasassi, T. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1511, 330
28. Kozyra, K. A.; Heldt, J. R.; Gondek, G.; Kwiek, P.; Heldt, J. Z. Naturforsch., A: Phys. Sci. 2004, 59, 809
29. Krasnowska, E. K.; Gratton, E.; Parasassi, T. Biophys. J. 1998, 74, 1984
30. de Vequi-Suplicy, C. C.; Benatti, C. R.; Lamy, M. T. J. Fluoresc. 2006, 16, 431
31. Parasassi, T.; Krasnowska, E. K.; Bagatolli, L.; Gratton, E. J. Fluoresc. 1998, 8, 365
32. Chong, P. L. G. Biochemistry 1988, 27, 399
33. Moyano, F.; Biasutti, M. A.; Silber, J. J.; Correa, N. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11838
34. Moyano, F.; Molina, P. G.; Silber, J. J.; Sereno, L.; Correa, N. M. ChemPhysChem 2010, 11, 236
35. Chong, P. L. G.; Capes, S.; Wong, P. T. T. Biochemistry 1989, 28, 8358
36. Krilov, D.; Balarin, M.; Kosović, M.; Brnjas-Kraljević, J. Eur. Biophys. J. 2008, 37, 1105
37. Goto, M.; Sawaguchi, H.; Tamai, N.; Matsuki, H.; Kaneshina, S. Langmuir 2010, 26, 13377
38. Goto, M.; Kusube, M.; Nishimoto, M.; Tamai, N.; Matsuki, H.; Kaneshina, S. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010, 1189, 68
39. Marsh, D. Biophys. J. 2009, 96, 2549
40. Rollinson, A. M.; Drickamer, H. G. J. Chem. Phys. 1980, 73, 5981
41. Novaira, M.; Biasutti, M. A.; Silver, J. J.; Correa, N. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 748
42. Novaira, M.; Moyano, F.; Biasutti, M. A.; Silber, J. J.; Correa, N. M. Langmuir 2008, 24, 4637
43. Adhikary, R.; Barnes, C. A.; Petrich, J. W. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11999
44. Tieleman, D. P.; Marrink, S. J.; Berendsen, H. J. C. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1331, 235
45. Gurtovenko, A. A.; Anwar, J.; Vattulainen, I. Chem. Rev. 2010, 110, 6077
46. Repáková, J.; Čapková, P.; Holopainen, J. M.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13438
47. Gullapalli, R. R.; Demirel, M. C.; Butler, P. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3548
48. Song, K. C.; Livanec, P. W.; Klauda, J. B.; Kuczera, K.; Dunn, R. C.; Im, W. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 6157
49. Loura, L. M. S.; Prates Ramalho, J. P. Biophys. Rev. 2009, 1, 141
50. Repáková, J.; Holopainen, J. M.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15403
51. Barucha-Kraszewska, J.; Kraszewski, S.; Jurkiewicz, P.; Ramseyer, C.; Hof, M. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1798, 1724
52. Cwiklik, L.; Aquino, A. J. A.; Vazdar, M.; Jurkiewicz, P.; Pittner, J.; Hof, M.; Lischka, H. J. Phys. Chem. A. 2011, 115, 11428
53. Ilich, P.; Prendergast, F. G. J. Phys. Chem. 1989, 93, 4441
54. Nowak, W.; Adamczak, P.; Balter, A.; Sygula, A. J. Mol. Struct. 1986, 139, 13
55. Parusel, A. B. J.; Schneider, F. W.; Köhler, G. J. Mol. Struct. 1997, 398-399, 341
56. Parusel, A. B. J.; Nowak, W.; Grimme, S.; Köhler, G. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7149
57. Parusel, A. B. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 2923
58. Mennucci, B.; Caricato, M.; Ingrosso, F.; Cappelli, C.; Cammi, R.; Tomasi, J.; Scalmani, G.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 414
59. Marini, A.; Muñoz-Losa, A.; Biancardi, A.; Mennucci, B. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 17128
60. Davis, B. N.; Abelt, C. J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1295
61. Everett, R. K.; Nguyen, H. A. A.; Abelt, C. J. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4946
62. 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 D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2003.
63. Breneman, C. M.; Wiberg, K. B. J. Comput. Chem. 1990, 11, 361
64. Georg, H. C.; Coutinho, K.; Canuto, S. Chem. Phys. Lett. 2006, 429, 119
65. Coutinho, K.; Rivelino, R.; Georg, H. C.; Canuto, S. In Solvation Effects on Molecules and Biomolecules; Canuto, S., Ed.; Computational Methods and Applications Series: Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics; Springer: New York, 2008; Vol. 6, p 159.
66. Fonseca, T. L.; Georg, H. C.; Coutinh, K.; Canuto, S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 5112
67. The GlycoBioChem PRODRG2 Server. http://davapc1.bioch.dundee.ac.uk/cgi- bin/prodrg-bet (accessed April 04, 2011).
68. Schuettelkopf, A. W.; van Aalten, D. M. F. Acta Crystallogr. 2004, D60, 1355
69. Oostenbrink, C.; Villa, A.; Mark, A. E.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1656
70. Oostenbrink, C.; Soares, T. A.; van der Vegt, N. F. A.; van Gunsteren, W. F. Eur. Biophys. J. 2005, 34, 273
71. Berger, O.; Edholm, O.; Jähnig, F. Biophys. J. 1997, 72, 2002
72. Jorgensen, W. L.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1657
73. Chiu, S. W.; Clark, M.; Balaji, V.; Subramaniam, S.; Scott, H. L.; Jakobsson, E. Biophys. J. 1995, 69, 1230
74. Siu, S. W. I.; Vácha, R.; Jungwirth, P.; Böckmann, R. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 125103 see http://www.bioinf.uni-sb.de/RB/ (accessed April 05, 2011)
75. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1981; p 331.
76. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E. I.; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Merz, V.; Pearlman, D. A.; Crowley, V.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Wang, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.; Seabra, G.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Wu, X.; Brozell, S.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Yang, L.; Tan, C.; Mongan, J.; Hornak, V.; Cui, G.; Beroza, P.; Mathews, D. H.; Schafmeister, C.; Ross, W. S.; Kollman, P. A. AMBER 9, 9 th ed.; University of California: San Francisco, CA, 2006.
77. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1984, 5, 129
78. Besler, B. H.; Merz, K. M., Jr.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1990, 11, 431
79. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926
80. 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
81. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833
82. van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; van Buuren, A. R.; Apol, E.; Meulenhoff, P. J.; Tieleman, D. P.; Sijbers, A. L. T. M.; Feenstra, K. A.; van Drunen, R.; Berendsen, H. J. C. GROMACS User Manual, version 3.2; University of Groningen: Groningen, The Netherlands, 2002.
83. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435
84. Van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; Groenhof, G.; Mark, A. E.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1701
85. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306
86. Parrinello, M.; Rahman, A. J. Appl. Phys. 1981, 52, 7182
87. Nosé, S. Mol. Phys. 1984, 52, 525
88. Essman, U.; Perela, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577
89. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952
90. Hess, B. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 116
91. Biocomputing: Peter Teileman. http://moose.bio.ucalgary.ca/index.php? page=Peter-Tieleman (accessed April 05, 2011).
92. Tieleman, D. P.; Berendsen, H. J. C. Biophys. J. 1998, 74, 2786
93. Morozova, Y. P.; Zharkova, O. M.; Balakina, T. Y.; Artyukohov, V. Y. J. Appl. Spectrosc. 2009, 76, 312
94. Huang, Y.; Li, X. Y.; Fu, K. X.; Zhu, Q. J. Theor. Comput. Chem. 2006, 5, 355
95. Samanta, A.; Fessenden, R. W. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 8972
96. Scalmani, G.; Frisch, M. J.; Mennucci, B.; Tomasi, J.; Cammi, R.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 094107
97. Cancès, E.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3032
98. Mennucci, B.; Cancès, E.; Tomasi, J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10506
99. Marsh, D. CRC Handbook of Lipid Bilayers; CRC Press: Boca Raton, FL, 1990.
100. Janiak, M. J.; Small, D. M.; Shipley, G. G. J. Biol. Chem. 1979, 254, 6068
101. Lis, L. J.; McAlister, M.; Fuller, N.; Rand, R. P.; Parsegain, V. A. Biophys. J. 1982, 37, 657
102. Lewis, B. A.; Engelman, D. M. J. Mol. Biol. 1983, 166, 211
103. De Young, L. R.; Dill, K. A. Biochemistry 1988, 27, 5281
104. Rand, R. P.; Parsegain, V. A. Biochim. Biophys. Acta 1989, 988, 351
105. Petrache, H. I.; Dodd, S. W.; Brown, M. F. Biophys. J. 2000, 79, 3172
106. Balbayý, P.; Dubničková, M.; Kučerka, N.; Kiselev, M. A.; Yaradaikin, S. P.; Uhrková, D. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1512, 40
107. Kučerka, N.; Liu, Y.; Chu, N.; Petrache, H. I.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. Biophys. J. 2005, 88, 2626
108. Chiu, S. W.; Pandit, S. A.; Scott, H. L.; Jakobsson, E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2748
109. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269
110. de Joannis, J.; Jiang, Y.; Yin, F.; Kindt, J. T. J. Phys. Chem. B. 2006, 110, 25875
111. Poger, D.; Van Gunsteren, W. F.; Mark, A. E. J. Comput. Chem. 2009, 31, 1117
112. Poger, D.; Mark, A. E. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 325
113. Cheng, J. X.; Pautot, S.; Weitz, D. A.; Xie, X. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 9826
114. Higgins, M. J.; Polcik, M.; Fukuma, T.; Sader, J. E.; Nakayama, Y.; Jarvis, S. P. Biophys. J. 2006, 91, 2532
115. Fukuma, T.; Higgins, M. J.; Jarvis, S. P. Biophys. J. 2007, 92, 3603