Parameterization of PACE force field for membrane environment and simulation of helical peptides and helix-helix association

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 1, 2012, Pages 300-313

  Wan, Cheuk Kin ^a   Han, Wei ^a   Wu, Yun Dong ^a,b,c  

^a HONG KONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Hong Kong)

^b PEKING UNIVERSITY   (China)

^c PEKING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84862929076     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct2004275     Document Type: Article

References (113)

1. Sachs, J. N.; Engelman, D. M. Annu. Rev. Biochem. 2006, 75, 707
2. Werten, P. J. L.; Rémigy, H.-W.; de Groot, B. L.; Fotiadis, D.; Philippsen, A.; Stahlberg, H.; Grubmüller, H.; Engel, A. FEBS Lett. 2002, 529, 65
3. von Heijne, G. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2006, 7, 909
4. Phillips, R.; Ursell, T.; Wiggins, P.; Sens, P. Nature 2009, 459, 379
5. Bowie, J. U. Nature 2005, 438, 581
6. Roux, B.; Schulten, K. Structure 2004, 12, 1343
7. Gumbart, J.; Wang, Y.; Aksimentiev, A.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 423
8. Lindahl, E.; Sansom, M. S. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 425
9. Ozdirekcan, S.; Etchebest, C.; Killian, J. A.; Fuchs, P. F. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15174
10. Freddolino, P. L.; Liu, F.; Gruebele, M.; Schulten, K. Biophys. J. 2008, 94, L75
11. Shaw, D. E.; Maragakis, P.; Lindorff-Larsen, K.; Piana, S.; Dror, R. O.; Eastwood, M. P.; Bank, J. A.; Jumper, J. M.; Salmon, J. K.; Shan, Y.; Wriggers, W. Science 2010, 330, 341
12. Shelley, J. C.; Shelley, M. Y.; Reeder, R. C.; Bandyopadhyay, S.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4464
13. Lopez, C. F.; Nielsen, S. O.; Srinivas, G.; DeGrado, W. F.; Klein, M. L. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 649
14. Venturoli, M.; Smit, B.; Sperotto, M. M. Biophys. J. 2005, 88, 1778
15. de Meyer, F. J-M.; Venturoli, M.; Smit, B. Biophys. J. 2008, 95, 1851
16. Smeijers, A. F.; Pieterse, K.; Markvoort, A. J.; Hilbers, P. A. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13614
17. Markvoort, A. J.; Smeijers, A. F.; Pieterse, K.; van Santen, R. A.; Hilbers, P. A. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 5719
18. Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 4443
19. Marrink, S. J.; de Vries, A. H.; Mark, A. E. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 750
20. Marrink, S. J.; Risselada, H. J.; Yefimov, S.; Tieleman, D. P.; de Vries, A. H. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7812
21. Monticelli, L.; Kandasamy, S. K.; Periole, X.; Larson, R. G.; Tieleman, D. P.; Marrink, S. J. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 819
22. Louhivuori, M.; Risselada, H. J.; van der Giessen, E.; Siewert J. Marrink, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 19856
23. Smirnova, Y. G.; Marrink, S. J.; Lipowsky, R.; Knech, V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6710
24. Shih, A. Y.; Arkhipov, A.; Freddolino, P. L.; Schulten, K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3674
25. Bond, P. J.; Sansom, M. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 2631
26. Khalfa, A.; Treptow, W.; Maigret, B.; Tarek, M. Chem. Phys. 2009, 358, 161
27. Shi, Q.; Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15045
28. Rzepiela, A. J.; Louhivuori, M.; Peter, C.; Marrink, S. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 10437
29. Han, W.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2146
30. Han, W.; Wan, C.-K.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3390
31. Han, W.; Wan, C.-K.; Jiang, F.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3373
32. Han, W.; Wan, C.-K.; Wu, Y.-D. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1891
33. Jiang, F.; Han, W.; Wu, Y.-D. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5840
34. van der Wel, P. C. A.; de Planque, M. R. R.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E.; Killian, J. A. Biophys. J. 1998, 74 (2) A304
35. de Planque, M. R. R.; Bonev, B. B.; Demmers, J. A. A.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E. II; Separovic, F.; Watts, A.; Killian, J. A. Biochemistry 2003, 42, 5341
36. Kol, M. A.; van Laak, A. N. C.; Rijkers, D. T. S.; Killian, J. A.; de Kroon, A. I. P. M.; de Kruijff, B. Biochemistry 2003, 42, 231
37. Weiss, T. M.; van der Wel, P. C. A.; Killian, J. A.; Koeppe, R. E. II; Huang, H. W. Biophys. J. 2003, 84, 379
38. Strandberg, E.; Ozdirekcan, S.; Rijkers, D. T. S.; van der Wel, P. C. A.; Koeppe, R. E. II; Liskamp, R. M. J.; Killian, J. A. Biophys. J. 2004, 86, 3709
39. Siegel, D. P.; Cherezov, V.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E. II; Killian, J. A.; Caffrey, M. Biophys. J. 2006, 90, 200
40. Sparr, E.; Ash, W. L.; Nazarov, P. V.; Rijkers, D. T. S.; Hemminga, M. A.; Tieleman, D. P.; Killian, J. A. J. Biol. Chem. 2005, 280, 39324
41. Im, W.; Brooks, C. L., III Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6771
42. Holt, A.; de Almeida, R. F. M.; Nyholm, T. K. M.; Loura, L. M. S.; Daily, A. E.; Staffhorst, R. W. H. M.; Rijkers, D. T. S.; Koeppe, R. E. II; Prieto, M.; Killian, J. A. Biochemistry 2008, 47, 2638
43. Esteban-Martin, S.; Gimenez, D.; Fuertes, G.; Salgado, J. Biochemistry 2009, 48, 11441
44. Vostrikov, V. V.; Daily, A. E.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E., II J. Biol. Chem. 2010, 285, 31723
45. Thomas, R.; Vostrikov, V. V.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E., II Biochemistry 2009, 48, 11883
46. Treutlein, H. R.; Lemmon, M. A.; Engelman, D. M.; Brunger, A. T. Biochemistry 1992, 31, 12726
47. Langosch, D.; Brosig, B.; Kolmar, H.; Fritz, H. J. J. Mol. Biol. 1996, 263, 525
48. MacKenzie, K. R.; Prestegard, J. H.; Engelman, D. M. Science 1997, 276, 131
49. Brosig, B.; Langosch, D. Protein Sci. 1998, 7, 1052
50. Fisher, L. E.; Engelman, D. M.; Sturgis, J. N. J. Mol. Biol. 1999, 293, 639
51. Popot, J. L.; Engelman, D. M. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 881
52. Smith, S. O.; Song, D.; Shekar, S.; Groesbeek, M.; Ziliox, M.; Aimoto, S. Biochemistry 2001, 40, 6553
53. Fisher, L. E.; Engelman, D. M.; Sturgis, J. N. Biophys. J. 2003, 85, 3097
54. Petrache, H. I.; Grossfield, A.; MacKenzie, K. R.; Engelman, D. M.; Woolf, T. B. J. Mol. Biol. 2000, 302, 727
55. Im, W.; Feig, M.; Brooks, C. L. Biophys. J. 2003, 85, 2900
56. Kim, S.; Chamberlain, A. K.; Bowie, J. U. J. Mol. Biol. 2003, 329, 831
57. Braun, R.; Engelman, D. M.; Schulten, K. Biophys. J. 2004, 87, 754
58. Kokubo, H.; Okamoto, Y. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10837
59. Hénin, J.; Pohorille, A.; Chipot, C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8478
60. Cuthbertson, J. M.; Bond, P. J.; Sansom, M. S. P. Biochemistry 2006, 45, 14298
61. Efremov, R. G.; Vereshaga, Y. A.; Volynsky, P. E.; Nolde, D. E.; Arseniev, A. S. J. Comput.-Aided Mol. Des. 2006, 20, 27
62. Beevers, A. J.; Kukol, A. J. Mol. Graphics Model 2006, 25, 226
63. Bond, P. J.; Sansom, M. S. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2697
64. Elofsson, A.; Heijne, G. V. Annu. Rev. Biochem. 2007, 76, 125
65. Metcalf, D. G.; Law, P. B.; DeGrado, W. F. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2007, 67, 375
66. Bu, L.; Im, W.; Brooks, C. L., III Biophys. J. 2007, 92, 854
67. Psachoulia, E.; Fowler, P. W.; Bond, P. J.; Sansom, M. S. P. Biochemistry 2008, 47, 10503
68. Psachoulia, E.; Marshall., D. P.; Sansom, M. S. P. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 388
69. Sengupta, D.; Marrink, S. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12987
70. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463
71. Berendsen, H. J. C.; van der Spoel, D.; van Drunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43
72. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684
73. Feenstra, K. A.; Hess, B.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Chem. 1999, 20, 786
74. Mezei, M.; Beveridge, D. L. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1986, 482, 1
75. Faraldo-Gomez, J. D.; Smith, G. R.; Sansom, M. S. P. Eur. Biophys. J. 2002, 31, 217
76. Kandt, C.; Ash, W. L.; Tieleman, D. P. Methods 2007, 41, 475
77. Wolf, M. G.; Hoefling, M.; Aponte-Santamaria, C.; Grubmuller, H.; Groengof, G. J. Comput. Chem. 2010, 31, 2169
78. Li, J.; Zhu, T.; Hawkins, G. D.; Winget, P.; Liotard, D. A.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chim. Acta 1999, 103, 9
79. Abraham, M. H.; Whiting, G. S.; Fuchs, R.; Chambers, E. J. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1990, 291
80. Ozdirekcan, S.; Rijkers, D. T. S.; Liskamp, R. M. J.; Killian, J. A. Biochemistry 2005, 44, 1004
81. Vostrikov, V. V.; Hall, B. A.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E., II; Sansom, M. S. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5803
82. MacCallum, J. L.; Bennett, W. F. D.; Tieleman, D. P. Biophys. J. 2008, 94, 3393
83. MacCallum, J. L.; Bennett, W. F. D.; Tieleman, D. P. J. Genet. Physiol. 2007, 129 (5) 371
84. Kucerka, N.; J. Nieh, P. M.-P.; Katsaras, J Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2007, 23, 247
85. Shirts, M. R.; Pitera, J. W.; Swope, W. C.; Pande, V. S. J. Chem. Phys. 2003, 119 (11) 5740
86. MacCallum, J. L.; Tieleman, D. P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1930
87. Radzicka, A.; Wolfenden, R. Biochemistry 1988, 27, 1664
88. Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474
89. Nymeyer, H.; Zhou, H.-X. Biophys. J. 2008, 94, 1185
90. Yesylevskyy, S. O.; Schafer, L. V.; Sengupta, D.; Marrink, S. J. PLoS Comput. Biol. 2010, 6, e1000810
91. Wang, J.; Kim, S.; Kovacs, F.; Cross, T. A. Protein Sci. 2001, 10, 2241
92. Inbaraj, J. J.; Laryukhin, M.; Lorigan, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7710
93. Kandasamy, S. K.; Larson, R. G. Biophys. J. 2006, 90, 2326
94. Andrea, H.; Killian, J. A. Eur. Biophys. J. 2010, 39, 609
95. de Planque, M. R. R.; Goormaghtigh, E.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E.; Kruijtzer, J. A. W.; Liskamp, R. M. J.; de Kruijff, B.; Killian, J. A. Biochemistry 2001, 40, 5000
96. Holt, A.; Koehorst, R. B.; Rutters-Meijneke, T.; Gelb, M. H.; Rijkers, D. T.; Hemminga, M. A.; Killian, J. A. Biophys. J. 2009, 97, 2258
97. Esteban-Martin, S.; Salgado, J. Biophys. J. 2007, 93, 4278
98. Strandberg, E.; Esteban-Martin, S.; Salgado, J.; Ulrich, A. S. Biophys. J. 2009, 96, 3223
99. Im, W.; Lee, J.; Kim, T.; Rui, H. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1662
100. Kim, T.; Im, W. Biophys. J. 2010, 99, 175
101. Bond, P. J.; Holyoake, J.; Ivetac, A.; Khalid, S.; Sansom, M. S. P. J. Struct. Biol. 2007, 157, 593
102. Monticelli, L.; Tieleman, D. P.; Fuchs, P. F. J. Biophys. J. 2010, 99, 1455
103. Holt, A.; Rougier, L.; Reat, V.; Jolibois, F.; Saurel, O.; Czaplicki, J.; Killian, J. A.; Milon, A. Biophys. J. 2010, 98, 1864
104. Sankararamakrishnan, R.; Vishveshwara, S. Int. J. Pept. Protein Res. 1992, 39, 356
105. Cordes, F. S.; Bright, J. N.; Sansom, M. S. P. J. Mol. Biol. 2002, 323, 951
106. Lear, J. D.; Stouffer, A. L.; Gratkowski, H.; Nanda, V.; DeGrado, W. F. Biophys. J. 2004, 87, 3421
107. Senes, A.; Engel, D. E.; DeGrado, W. F. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 465
108. Popot, J. L.; Engelman, D. M. Biochemistry 1990, 29, 4031
109. Russ, W. P.; Engelman, D. M. J. Mol. Biol. 2000, 296, 911
110. Fleming, K. G. J. Mol. Biol. 2002, 323, 563
111. Hong, H.; Blois, T. M.; Cao, Z.; Bowie, J. U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 19802
112. Senes, A.; Gerstein, M.; Engelman, D. M. J. Mol. Biol. 2000, 296, 921
113. Lewis, B. A.; Engelman, D. M. J. Mol. Biol. 1983, 166, 211