Assessment of common simulation protocols for simulations of nanopores, membrane proteins, and channels

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 8, 2012, Pages 2905-2911

  Wong Ekkabut, Jirasak ^a   Karttunen, Mikko ^b  

^a KASETSART UNIVERSITY   (Thailand)

^b UNIVERSITY OF WATERLOO   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84865084104     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct3001359     Document Type: Article

References (95)

1. Klepeis, J. L.; Lindorff-Larsen, K.; Dror, R. O.; Shaw, D. E. Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 19, 120-127
2. Schlick, T.; Collepardo-Guevara, R.; Halvorsen, L. A.; Jung, S.; Xiao, X. Q. Rev. Biophys. 2011, 44, 191-228
3. Lyubartsev, A. P.; Rabinovich, A. L. Soft Matter 2011, 7, 25-39
4. Hummer, G.; Rasaiah, J. C.; Noworyta, J. P. Nature 2001, 414, 188-190
5. Busch, S.; Smuda, C.; Pardo, L. C.; Unruh, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3232-3233
6. Falck, E.; Rog, T.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 44-45
7. Holt, J. K.; Park, H. G.; Wang, Y. M.; Stadermann, M.; Artyukhin, A. B.; Grigoropoulos, C. P.; Noy, A.; Bakajin, O. Science 2006, 312, 1034-1037
8. Stimson, L.; Dong, L.; Karttunen, M.; Wisniewska, A.; Dutka, M.; Rog, T. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 12447-12453
9. Repakova, J.; Holopainen, J. M.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15403-15410
10. Lippert, R. A.; Bowers, K. J.; Dror, R. O.; Eastwood, M. P.; Gregersen, B. A.; Klepeis, J. L.; Kolossvary, I.; Shaw, D. E. J. Chem. Phys. 2007, 126, 046101
11. Martinez-Seara, H.; Rog, T.; Karttunen, M.; Reigada, R.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2008, 129, 105103
12. Ono, S.; Kuroda, M.; Higo, J.; Kamiya, N.; Nakajima, N.; Nakamura, H. J. Biol. Phys. 2002, 28, 427-437
13. Hegefeld, W. A.; Chen, S. E.; DeLeon, K. Y.; Kuczera, K.; Jas, G. S. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 12391-12402
14. Soares, T. A.; Daura, X.; Oostenbrink, C.; Smith, L. J.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 2004, 30, 407-422
15. Schmid, N.; Eichenberger, A. P.; Choutko, A.; Riniker, S.; Winger, M.; Mark, A. E.; van Gunsteren, W. F. Eur. Biophys. J. 2011, 40, 843-856
16. Auffinger, P.; Cheatham, T. E.; Vaiana, A. C. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1851-1859
17. Best, R. B.; Buchete, N. V.; Hummer, G. Biophys. J. 2008, 95, 7-9
18. Cao, Z.; Liu, L.; Wang, J. J. Biomol. Struct. Dyn. 2011, 29, 527-539
19. Oostenbrink, C.; Villa, A.; Mark, A. E.; Van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1656-1676
20. Ulmschneider, J. P.; Ulmschneider, M. B. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1803-1813
21. Piana, S.; Lindorff-Larsen, K.; Shaw, D. E. Biophys. J. 2011, 100, 47-49
22. Anezo, C.; de Vries, A. H.; Holtje, H. D.; Tieleman, D. P.; Marrink, S. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9424-9433
23. Norberg, J.; Nilsson, L. Biophys. J. 2000, 79, 1537-1553
24. Karttunen, M.; Rottler, J.; Vattulainen, I.; Sagui, C. Curr. Top. Membr. 2008, 60, 49-89
25. Fennell, C. J.; Gezelter, J. D. J. Chem. Phys. 2006, 124, 234104
26. Feller, S. E.; Pastor, R. W.; Rojnuckarin, A.; Bogusz, S.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17011-17020
27. Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvonen, M. T.; Falck, E.; Vattulainen, I. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4485-4494
28. Hardy, D. J.; Stone, J. E.; Schulten, K. Parallel Comput. 2009, 35, 164-177
29. Yonetani, Y. Chem. Phys. Lett. 2005, 406, 49-53
30. Patra, M.; Karttunen, M.; Hyvonen, M. T.; Falck, E.; Lindqvist, P.; Vattulainen, I. Biophys. J. 2003, 84, 3636-3645
31. Tobias, D. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 253-261
32. Sagui, C.; Pedersen, L. G.; Darden, T. A. J. Chem. Phys. 2004, 120, 73-87
33. Ballenegger, V.; Arnold, A.; Cerda, J. J. J. Chem. Phys. 2009, 131, 094107
34. Mark, P.; Nilsson, L. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1211-1219
35. Gurtovenko, A. A.; Vattulainen, I. J. Chem. Phys. 2009, 130, 215107
36. Gargallo, R.; Oliva, B.; Querol, E.; Aviles, F. X. Protein Eng. 2000, 13, 21-26
37. Gargallo, R.; Hunenberger, P. H.; Aviles, F. X.; Oliva, B. Protein Sci. 2003, 12, 2161-2172
38. Bonthuis, D. J.; Rinne, K. F.; Falk, K.; Nadir Kaplan, C.; Horinek, D.; Nihat Berker, A.; Bocquet, L.; Netz, R. R. J. Phys.: Condens. Matter 2011, 23, 184110
39. Bonthuis, D. J.; Horinek, D.; Bocquet, L.; Netz, R. R. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 144503
40. Wong-Ekkabut, J.; Miettinen, M. S.; Dias, C.; Karttunen, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 555-557
41. Zuo, G.; Shen, R.; Ma, S.; Guo, W. ACS Nano 2010, 4, 205-210
42. Ni, B.; Baumketner, A. J. Mol. Model. 2011, 1-11
43. Bonthuis, D. J.; Falk, K.; Kaplan, C. N.; Horinek, D.; Berker, A. N.; Bocquet, L.; Netz, R. R. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 209401
44. de Groot, B. L.; Grubmuller, H. Science 2001, 294, 2353-2357
45. Tajkhorshid, E.; Nollert, P.; Jensen, M. O.; Miercke, L. J.; O'Connell, J.; Stroud, R. M.; Schulten, K. Science 2002, 296, 525-530
46. Zhu, F. Q.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2004, 86, 50-57
47. Beckstein, O.; Sansom, M. S. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 7063-7068
48. Cisse, I.; Okumus, B.; Joo, C.; Ha, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 12646-12650
49. Song, L. Z.; Hobaugh, M. R.; Shustak, C.; Cheley, S.; Bayley, H.; Gouaux, J. E. Science 1996, 274, 1859-1866
50. Gouaux, E. J. Struct. Biol. 1998, 121, 110-122
51. Panchal, R. G.; Cusack, E.; Cheley, S.; Bayley, H. Nat. Biotechnol. 1996, 14, 852-856
52. Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 209-215
53. Kasianowicz, J. J.; Brandin, E.; Branton, D.; Deamer, D. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 13770-13773
54. Aksimentiev, A.; Schulten, K. Biophys. J. 2005, 88, 3745-3761
55. Noskov, S. Y.; Im, W.; Roux, B. Biophys. J. 2004, 87, 2299-2309
56. Gu, L. Q.; Cheley, S.; Bayley, H. J. Gen. Physiol. 2001, 118, 481-493
57. Bernstein, F. C.; Koetzle, T. F.; Williams, G. J. B.; Meyer, E. F.; Brice, M. D.; Rodgers, J. R.; Kennard, O.; Shimanouchi, T.; Tasumi, M. J. Mol. Biol. 1977, 112, 535-542
58. Olubiyi, O. O.; Strodel, B. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3280-3291
59. Kasianowicz, J. J.; Misakian, M. J. Membr. Biol. 2003, 195, 137-146
60. Patra, M.; Karttunen, M. J. Comput. Chem. 2004, 25, 678-689
61. Tieleman, D. P.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 1996, 105, 4871-4880
62. Berger, O.; Edholm, O.; Jahnig, F. Biophys. J. 1997, 72, 2002-2013
63. Bachar, M.; Brunelle, P.; Tieleman, D. P.; Rauk, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7170-7179
64. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; D. Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1981; pp 331-342.
65. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447
66. Wohlert, J.; Edholm, O. Biophys. J. 2004, 87, 2433-2445
67. van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C. Mol. Simul. 1988, 1, 173-185
68. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
69. Tironi, I. G.; Sperb, R.; Smith, P. E.; Vangunsteren, W. F. J. Chem. Phys. 1995, 102, 5451-5459
70. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593
71. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092
72. Ng, J. A.; Vora, T.; Krishnamurthy, V.; Chung, S. H. Eur. Biophys. J. 2008, 37, 213-222
73. Brooks, B. R.; Brooks, C. L.; Mackerell, A. D.; 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
74. 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
75. Limbach, H. J.; Arnold, A.; Mann, B. A.; Holm, C. Comput. Phys. Commun. 2006, 174, 704-727
76. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Vangunsteren, W. F.; Dinola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
77. Kastenholz, M. A.; Hunenberger, P. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 774-788
78. Patra, M.; Hyvonen, M. T.; Falck, E.; Sabouri-Ghomi, M.; Vattulainen, I.; Karttunen, M. Comput. Phys. Commun. 2007, 176, 14-22
79. Toxvaerd, S.; Dyre, J. C. J. Chem. Phys. 2011, 134, 081102
80. Baumketner, A. J. Chem. Phys. 2009, 130, 104106
81. Bussi, G.; Donadio, D.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 014101
82. Bussi, G.; Zykova-Timan, T.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2009, 130, 074101
83. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
84. Cozmuta, I.; O'Keeffe, J. T.; Bose, D.; Stolc, V. Mol. Simul. 2005, 31, 79-93
85. Tang, Y.; Yoo, J.; Yethiraj, A.; Cui, Q.; Chen, X. Biophys. J. 2008, 95, 581-596
86. Banerjee, S.; Murad, S.; Puri, I. K. Chem. Phys. Lett. 2007, 434, 292-296
87. Hennrich, F.; Arnold, K.; Lebedkin, S.; Quintilla, A.; Wenzel, W.; Kappes, M. M. Phys. Status Solidi B 2007, 244, 3896-3900
88. Huang, B.; Xia, Y.; Zhao, M.; Li, F.; Liu, X.; Ji, Y.; Song, C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 84708
89. Koopman, E. A.; Lowe, C. P. J. Chem. Phys. 2006, 124, 204103
90. Nikunen, P.; Karttunen, M.; Vattulainen, I. Comput. Phys. Commun. 2003, 153, 407-423
91. Christen, M.; Hunenberger, P. H.; Bakowies, D.; Baron, R.; Burgi, R.; Geerke, D. P.; Heinz, T. N.; Kastenholz, M. A.; Krautler, V.; Oostenbrink, C.; Peter, C.; Trzesniak, D.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1719-1751
92. Plimpton, S. J. Comput. Phys. 1995, 117, 1-19
93. Oostenbrink, C.; Soares, T. A.; van der Vegt, N. F.; van Gunsteren, W. F. Eur. Biophys. J. 2005, 34, 273-284
94. Cino, E. A.; Wong-ekkabut, J.; Karttunen, M.; Choy, W. Y. PLoS One 2011, 6, 27371
95. Beauchamp, K. A.; Lin, Y. S.; Das, R.; Pande, V. S. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1409-1414