Molecule-specific determination of atomic polarizabilities with the polarizable atomic multipole model

Journal of Computational Chemistry

Volumn 33, Issue 20, 2012, Pages 1662-1672

  Woo Kim, Hyun ^a   Rhee, Young Min ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

Author keywords

atomic multipole; atomic polarizability; force field; molecular dynamics; polarizable model

Indexed keywords

ATOMIC POLARIZABILITY; ELECTROSTATIC POTENTIALS; EXCITED MOLECULES; EXPERIMENTAL DATA; FORCE FIELDS; INDUCED DIPOLE MOMENTS; MOLECULAR POLARIZABILITIES; MULTIPOLES; PARAMETERIZATION SCHEMES; PARAMETERIZATIONS; POLARIZABILITIES; POLARIZABLE FORCE FIELD; POLARIZABLE MODEL; QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS; REFERENCE DATA; TARGET FUNCTIONS;

MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; POLARIZATION; QUANTUM CHEMISTRY;

ATOMS;

EID: 84862557946     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.22985     Document Type: Article

References (84)

1. A. R. Leach, Molecular Modeling: Principles and Applications; Pearson Education Limited: Harlow, 2001.
2. B. R. Brooks, R. E. Bruccoleri, B. D. Olafson, D. J. States, S. Swaminathan, M. Karplus, J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
3. J. Hermans, H. J. C. Berendsen, W. F. van Gunsteren, J. P. M. Postma, Biopolymers 1984, 23, 1513.
4. W. L. Jorgensen, J. Tirado-Rives, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1657.
5. S. J. Weiner, P. A. Kollman, D. T. Nguyen, D. A. Case, J. Comput. Chem. 1986, 7, 230.
6. J. W. Ponder, D. A. Case, Adv. Protein Chem. 2003, 66, 27.
7. P. Cieplak, F.-Y. Dupradeau, Y. Duan, J. Wang, J. Phys. Condens. Matter 2009, 21, 333102.
8. P. E. M. Lopes, B. Roux, A. D. MacKerell, Jr., Theor. Chem. Acc. 2009, 124, 11.
9. R. Z. Khaliullin, E. A. Cobar, R. C. Lochan, A. T. Bell, M. Head-Gordon, J. Phys. Chem. A 2007, 111, 8753.
10. F. H. Stillinger, A. Rahman, J. Chem. Phys. 1974, 60, 1545.
11. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, M. L. Klein, J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
12. V. M. Anisimov, I. V. Vorobyov, B. Roux, A. D. MacKerell, Jr., J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1927.
13. P. E. M. Lopes, G. Lamoureux, A. D. MacKerell, Jr., J. Comput. Chem. 2009, 30, 1821.
14. X. Zhu, A. D. MacKerell, Jr., J. Comput. Chem. 2010, 31, 2330.
15. C. M. Baker, V. M. Anisimov, A. D. MacKerell, Jr., J. Phys. Chem. B 2011, 115, 580.
16. G. Lamoureux, A. D. MacKerell, Jr., B. Roux, J. Chem. Phys. 2003, 119, 5185.
17. G. Lamoureux, B. Roux, J. Chem. Phys. 2003, 119, 3025.
18. S. Patel, C. L. Brooks, III, J. Comput. Chem. 2004, 25, 1.
19. S. Patel, A. D. MacKerell, Jr., C. L. Brooks, III, J. Comput. Chem. 2004, 25, 1504.
20. P. Ren, J. W. Ponder, J. Comput. Chem. 2002, 23, 1497.
21. P. Ren, J. W. Ponder, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5933.
22. J. W. Ponder, C. Wu, P. Ren, V. S. Pande, J. D. Chodera, M. J. Schnieders, I. Haque, D. L. Mobley, D. S. Lambrecht, R. A. DiStasio, Jr., M. Head-Gordon, G. N. I. Clark, M. E. Johnson, T. Head-Gordon, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 2549.
23. P. Ren, C. Wu, J. W. Ponder, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3143.
24. P. Cieplak, J. Caldwell, P. Kollman, J. Comput. Chem. 2001, 22, 1048.
25. Z.-X. Wang, W. Zhang, C. Wu, H. Lei, P. Cieplak, Y. Duan, J. Comput. Chem. 2006, 27, 781.
26. N. Gresh, G. A. Cisneros, T. Darden, J.-P. Piquemal, J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1960.
27. W. Xie, J. Pu, A. D. MacKerell, Jr., J. Gao, J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1878.
28. A. Holt, G. Karlström, Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 1255.
29. M. Masia, J. Chem. Phys. 2008, 128, 184107.
30. A. Holt, G. Karlström, J. Comput. Chem. 2008, 29, 2033.
31. G. A. Kaminski, H. A. Stern, B. J. Berne, R. A. Friesner, Y. X. Cao, R. B. Murphy, R. Zhou, T. A. Halgren, J. Comput. Chem. 2002, 23, 1515.
32. K. J. Miller, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 8533.
33. J. M. Stout, C. E. Dykstra, J. Phys. Chem. 1998, 102, 1576.
34. T. Zhou, C. E. Dykstra, J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2204.
35. J. Applequist, J. R. Carl, K.-K. Fung, J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 2952.
36. B. T. Thole, Chem. Phys. 1981, 59, 341.
37. P. T. van Duijnen, M. Swart, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2399.
38. C. J. Burnham, J. Li, S. S. Xantheas, M. Lesile, J. Chem. Phys. 1999, 110, 4566.
39. M. Masia, M. Probst, R. Rey, J. Chem. Phys. 2005, 123, 164505.
40. J. Sala, E. Guàrdia, M. Masia, J. Chem. Phys. 2010, 133, 234101.
41. J. Wang, P. Cieplak, J. Li, T. Hou, R. Luo, Y. Duan, J. Phys. Chem. B 2011, 115, 3091.
42. S. Nakagawa, N. Kosugi, Chem. Phys. Lett. 1993, 210, 180.
43. G. A. Kaminski, H. A. Stern, B. J. Berne, R. A. Friesner, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 621.
44. D. Elking, T. Darden, R. J. Woods, J. Comput. Chem. 2007, 28, 1261.
45. C. Chipot, F. Dehez, J. Ángyán, C. Millot, M. Orozco, F. J. Luque, J. Phys. Chem. A 2001, 105, 11505.
46. N. Celebi, J. G. Ángyán, F. Dehez, C. Millot, C. Chipot, J. Chem. Phys. 2000, 112, 2709.
47. F. Dehez, J. G. Ángyán, I. S. Gutiérrez, F. J. Luque, K. Schulten, C. Chipot, J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1914.
48. I. Soteras, C. Curutchet, A. Bidon-Chanal, F. Dehez, J. G. Ángyán, M. Orozco, C. Chipot, F. J. Luque, J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1901.
49. L. Gagliardi, R. Lindh, G. Karlström, J. Chem. Phys. 2004, 121, 4494.
50. A. J. Misquitta, A. J. Stone, J. Chem. Phys. 2006, 124, 024111.
51. K. E. Furse, S. A. Corcelli, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13103.
52. K. E. Furse, B. A. Lindquist, S. A. Corcelli, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3231.
53. K. E. Furse, S. A. Corcelli, J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1959.
54. K. E. Furse, S. A. Corcelli, J. Am. Chem. Soc. 2010, 133, 720.
55. F. Ingrosso, B. M. Ladanyi, B. Mennucci, M. D. Elola, J. Tomasi, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3553.
56. J. W. Park, H. W. Kim, C.-I. Song, Y. M. Rhee, J. Chem. Phys. 2011, 135, 014107.
57. P. Söderhjelm, J. Kongsted, U. Ryde, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1404.
58. A. J. Stone, Chem. Phys. Lett. 1981, 83, 233.
59. A. J. Stone, M. Alderton, Mol. Phys. 1985, 56, 1047.
60. A. J. Stone, J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1128.
61. Y. Shi, C. Wu, J. W. Ponder, P. Ren, J. Comput. Chem. 2011, 32, 967.
62. B. H. Besler, K. M. Merz Jr., P. A. Kollman, J. Comput. Chem. 1990, 11, 431.
63. J. Wang, P. Cieplak, P. A. Kollman, J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049.
64. C.-I. Song, Y. M. Rhee, Int. J. Quantum Chem. 2011, 111, 4091.
65. F. O. Kannemann, A. D. Becke, J. Chem. Phys. 2012, 136, 034109.
66. W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery, Numerical Recipes, 3rd ed.; Cambridge University Press: New York, 2007.
67. Y. Shao, L. F. Molnar, Y. Jung, J. Kussmann, C. Ochsenfeld, S. T. Brown, A. T. B. Gilbert, L. V. Slipchenko, S. V. Levchenko, D. P. O'Neill, R. A. DiStasio, Jr., R. C. Lochan, T. Wang, G. J. O. Beran, N. A. Besley, J. M. Herbert, C. Y. Lin, T. Van Voorhis, S. H. Chien, A. Sodt, R. P. Steele, V. A. Rassolov, P. E. Maslen, P. P. Korambath, R. D. Adamson, B. Austin, J. Baker, E. F. C. Byrd, H. Dachsel, R. J. Doerksen, A. Dreuw, B. D. Dunietz, A. D. Dutoi, T. R. Furlani, S. R. Gwaltney, A. Heyden, S. Hirata, C.-P. Hsu, G. Kedziora, R. Z. Khalliulin, P. Klunzinger, A. M. Lee, M. S. Lee, W. Liang, I. Lotan, N. Nair, B. Peters, E. I. Proynov, P. A. Pieniazek, Y. M. Rhee, J. Ritchie, E. Rosta, C. D. Sherrill, A. C. Simmonett, J. E. Subotnik, H. L. Woodcock, III, W. Zhang, A. T. Bell, A. K. Chakraborty, D. M. Chipman, F. J. Keil, A. Warshel, W. J. Hehre, H. F. Schaefer, III, J. Kong, A. I. Krylov, P. M. W. Gill, M. Head-Gordon, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172.
68. A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
69. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
70. D. Casanova, Y. M. Rhee, M. Head-Gordon, J. Chem. Phys. 2008, 128, 164106.
71. Y. M. Rhee, D. Casanova, M. Head-Gordon, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10564.
72. F. Weigend, A. Köhn, C. Hättig, J. Chem. Phys. 2002, 116, 3175.
73. J.-F. Truchon, A. Nicholls, R. I. Iftimie, B. Roux, C. I. Bayly, J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1480.
74. A. J. Sadlej, Collect. Czech. Chem. Commun. 1988, 53, 1995.
75. V. M. Anisimov, G. Lamoureux, I. V. Vorobyov, N. Huang, B. Roux, A. D. MacKerell, Jr., J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 153.
76. E. Harder, V. M. Anisimov, I. V. Vorobyov, P. E. M. Lopes, S. Y. Noskov, A. D. MacKerell, Jr., B. Roux, J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1587.
77. K. B. Wiberg, C. M. Hadad, J. B. Foresman, W. A. Chupka, J. Phys. Chem. 1992, 96, 10756.
78. K. B. Wiberg, C. M. Hadad, G. B. Ellison, J. B. Foresman, J. Phys. Chem. 1993, 97, 13586.
79. C. M. Hadad, J. B. Foresman, K. B. Wiberg, J. Phys. Chem. 1993, 97, 4293.
80. S. Grimme, E. I. Izgorodina, Chem. Phys. 2004, 305, 223.
81. J. W. Caldwell, P. A. Kollman, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4177.
82. J. C. Ma, D. A. Dougherty, Chem. Rev. 1997, 97, 1303.
83. H. Minoux, C. Chipot, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10366.
84. A. R. Neves, P. A. Fernandes, M. J. Ramos, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2059.