Tunable, mixed-resolution modeling using library-based monte carlo and graphics processing units

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 8, 2012, Pages 2921-2929

  Mamonov, Artem B ^a   Lettieri, Steven ^a   Ding, Ying ^a   Sarver, Jessica L ^b   Palli, Rohith ^a   Cunningham, Timothy F ^b   Saxena, Sunil ^b   Zuckerman, Daniel M ^a  

^a UNIVERSITY OF PITTSBURGH SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

^b UNIVERSITY OF PITTSBURGH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84865088839     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct300263z     Document Type: Article

References (86)

1. Friedrichs, M. S.; Eastman, P.; Vaidyanathan, V.; Houston, M.; Legrand, S.; Beberg, A. L.; Ensign, D. L.; Bruns, C. M.; Pande, V. S. J. Comput. Chem. 2009, 30, 864-872
2. 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, 341-346
3. Berg, J. M.; Tymoczko, J. L.; Stryer, L. Biochemistry, 5 th ed.; WH Freeman & Co: New York, 2002.
4. Howard, J. Mechanics of Motor Proteins and the Cytoskeleton; Sinauer Associate: Sunderland, MA, 2001.
5. Bechinger, B. In Membrane Binding and Pore Formation; Anderluh, G.; Lakey, J., Eds.; Landes Bioscience: Austin, TX, 2010; pp 24-30.
6. Levitt, M.; Warshel, A. Nature 1975, 253, 694-698
7. Bahar, I.; Atilgan, A. R.; Erman, B. Folding Des. 1997, 2, 173-181
8. Liwo, A.; Oldziej, S.; Pincus, M. R.; Wawak, R. J.; Rackovsky, S.; Scheraga, H. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 849-873
9. Zuckerman, D. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5127-5137
10. Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2469-2473
11. Monticelli, L.; Kandasamy, S. K.; Periole, X.; Larson, R. G.; Tieleman, D. P.; Marrink, S.-J. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 819-834
12. Neri, M.; Anselmi, C.; Cascella, M.; Maritan, A.; Carloni, P. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 218102
13. Praprotnik, M.; Site, L. D.; Kremer, K. J. Chem. Phys. 2005, 123, 224106
14. Shi, Q.; Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15045-15048
15. Praprotnik, M.; Site, L. D.; Kremer, K. J. Chem. Phys. 2007, 126, 134902-134908
16. Neri, M.; Baaden, M.; Carnevale, V.; Anselmi, C.; Maritan, A.; Carloni, P. Biophys. J. 2008, 94, 71-78
17. Lyman, E.; Ytreberg, F. M.; Zuckerman, D. M. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 028105
18. Lyman, E.; Zuckerman, D. M. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 656-666
19. Zuckerman, D. In Coarse-Graining of Condensed Phase and Biomolecular Systems; Voth, G. A., Ed.; Taylor & Francis: Boca Raton, FL, 2009; Chapter 12, pp 171-184.
20. Christen, M.; van Gunsteren, W. F. J. Chem. Phys. 2006, 124, 154106
21. Li, H.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2007, 126, 114104
22. Liu, P.; Shi, Q.; Lyman, E.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2008, 129, 114103
23. Gunasekaran, K.; Ma, B.; Nussinov, R. Proteins 2004, 57, 433-443
24. Popovych, N.; Sun, S.; Ebright, R. H.; Kalodimos, C. G. Nat. Struct. Mol. Biol. 2006, 13, 831-838
25. Bahar, I.; Chennubhotla, C.; Tobi, D. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 633-640
26. Henzler-Wildman, K. A.; Lei, M.; Thai, V.; Kerns, S. J.; Karplus, M.; Kern, D. Nature 2007, 450, 913-916
27. Kamerlin, S. C. L.; Warshel, A. Proteins 2010, 78, 1339-1375
28. Lyman, E.; Zuckerman, D. M. Biophys. J. 2006, 91, 164-172
29. Lyman, E.; Zuckerman, D. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 12876-12882
30. Grossfield, A.; Zuckerman, D. M. Annu. Rep. Comput. Chem. 2009, 5, 23-48
31. Zhang, X.; Bhatt, D.; Zuckerman, D. M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3048-3057
32. Stone, J. E.; Phillips, J. C.; Freddolino, P. L.; Hardy, D. J.; Trabuco, L. G.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2007, 28, 2618-40
33. Dynerman, D.; Butzlaff, E.; Mitchell, J. C. J. Comput. Biol. 2009, 16, 523-537
34. Mamonov, A. B.; Bhatt, D.; Cashman, D. J.; Ding, Y.; Zuckerman, D. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10891-10904
35. Ding, Y.; Mamonov, A. B.; Zuckerman, D. M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5870-5877
36. Cashman, D. J.; Mamonov, A. B.; Bhatt, D.; Zuckerman, D. M. Curr. Top. Med. Chem. 2011, 11, 211-220
37. Bhatt, D.; Zuckerman, D. M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3527-3539
38. Zhang, X.; Mamonov, A. B.; Zuckerman, D. M. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1680-1691
39. Mamonov, A. B.; Zhang, X.; Zuckerman, D. M. J. Comput. Chem. 2011, 32, 396-405
40. Lettieri, S.; Mamonov, A. B.; Zuckerman, D. M. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1135-1143
41. Lettieri, S.; Zuckerman, D. M. J. Comput. Chem. 2012, 33, 268-275
42. Still, W. C.; Tempczyk, A.; Hawley, R. C.; Hendrickson, T. F. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6127-6129
43. Qiu, D.; Shenkin, P. S.; Hollinger, F. P.; Still, W. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3005-3014
44. Milov, A.; Salikhov, K.; Shchirov, M. Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 1981, 23, 975-982
45. Larson, R.; Singel, D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5134-5146
46. Milov, A.; Ponomarev, A.; Tsvetkov, Y. Chem. Phys. Lett. 1984, 110, 67-72
47. Martin, R. E.; Pannier, M.; Diederich, F.; Gramlich, V.; Hubrich, M.; Spiess, H. W. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 2833-2837
48. Yang, Z.; Ji, M.; Saxena, S. Appl. Magn. Reson. 2010, 39, 487-500
49. Reginsson, G. W.; Schiemann, O. Biochem. J. 2011, 434, 353-363
50. Cunningham, T. F.; McGoff, M. S.; Sengupta, I.; Jaroniec, C. P.; Horne, W. S.; Saxena, S. Submitted for publication.
51. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236
52. Kaminski, G. A.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474-6487
53. Banks, J. L.; Beard, H. S.; Cao, Y.; Cho, A. E.; Damm, W.; Farid, R.; Felts, A. K.; Halgren, T. A.; Mainz, D. T.; Maple, J. R.; Murphy, R.; Philipp, D. M.; Repasky, M. P.; Zhang, L. Y.; Berne, B. J.; Friesner, R. A.; Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1752-1780
54. Betancourt, M. R. J. Chem. Phys. 2011, 134, 014104-014113
55. Ponder, J. W.; Richards, F. M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 1016-1026
56. TINKER Molecular Modeling Package. http://dasher.wustl.edu/tinker/ (accessed Jun. 2012)
57. Schaefer, M.; Bartels, C.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1998, 284, 835-848
58. Ponder, J. Personal communication.
59. Nyland, L.; Prins, J. Simulation 2007, 3, 667
60. Kuszewski, J.; Clore, G. M.; Gronenborn, A. M. Protein Sci. 1994, 3, 1945-1952
61. Ding, K.; Louis, J. M.; Gronenborn, A. M. J. Mol. Biol. 2004, 335, 1299-1307
62. Franks, W. T.; Zhou, D. H.; Wylie, B. J.; Money, B. G.; Graesser, D. T.; Frericks, H. L.; Sahota, G.; Rienstra, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12291-12305
63. Brzozowski, A. M.; Pike, A. C. W.; Dauter, Z.; Hubbard, R. E.; Bonn, T.; Engström, W.; Öhman, L.; Greene, G. L.; Gustafsson, J.; Carlquist, M. Nature 1997, 389, 753-758
64. Shiau, A. K.; Barstad, D.; Loria, P. M.; Cheng, L.; Kushner, P. J.; Agard, D. A.; Greene, G. L. Cell 1998, 95, 927-937
65. Oostenbrink, B. C.; Pitera, J. W.; van Lipzig, M. M.; Meerman, J. H.; van Gunsteren, W. F. J. Med. Chem. 2000, 43, 4594-4605
66. Pike, A. C. W.; Brzozowski, A. M.; Hubbard, R. E. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2000, 74, 261-268
67. Gee, A. C.; Katzenellenbogen, J. A. Mol. Endocrinol. 2001, 15, 421-428
68. Burendahl, S.; Danciulescu, C.; Nilsson, L. Proteins 2009, 77, 842-856
69. Sale, K.; Sár, C.; Sharp, K.; Hideg, K.; Fajer, P. J. Magn. Reson. 2002, 156, 104-112
70. Beier, C.; Steinhoff, H.-J. Biophys. J. 2006, 91, 2647-2664
71. Budil, D. E.; Sale, K. L.; Khairy, K. A.; Fajer, P. G. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 3703-3713
72. Murzyn, K.; Róg, T.; Blicharski, W.; Dutka, M.; Pyka, J.; Szytula, S.; Froncisz, W. Proteins 2006, 62, 1088-1100
73. Li, H.; Fajer, M.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2007, 126, 024106
74. Fajer, M. I.; Li, H.; Yang, W.; Fajer, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13840-13846
75. DeSensi, S. C.; Rangel, D. P.; Beth, A. H.; Lybrand, T. P.; Hustedt, E. J. Biophys. J. 2008, 94, 3798-3809
76. Ding, F.; Layten, M.; Simmerling, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7184-7185
77. Sezer, D.; Freed, J. H.; Roux, B. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5755-5767
78. Sezer, D.; Freed, J. H.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2008, 128, 165106
79. Sarver, J.; Towsend, J. E.; Rajapakse, G.; Jen-Jacobson, L.; Saxena, S. J. Phys. Chem. B. 2012, in press.
80. Michel, J.; Taylor, R. D.; Essex, J. W. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 732-739
81. Beglov, D.; Roux, B. J. Chem. Phys. 1994, 100, 9050-9063
82. Im, W.; Berneche, S.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2924-2937
83. Senn, H. M.; Thiel, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1198-1229
84. Huber, G. A.; Kim, S. Biophys. J. 1996, 70, 97-110
85. Zhang, B. W.; Jasnow, D.; Zuckerman, D. M. J. Chem. Phys. 2010, 132, 054107
86. Chipot, C.; Pohorille, A. Free Energy Calculations; Springer: Berlin, 2007.