Probing the structure and dynamics of proteins by combining molecular dynamics simulations and experimental NMR data

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 10, 2012, Pages 3430-3444

  Allison, Jane R ^a,e   Hertig, Samuel ^a   Missimer, John H ^b   Smith, Lorna J ^c   Steinmetz, Michel O ^b   Dolenc, Jožica ^a,d  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

^b PAUL SCHERRER INSTITUTE   (Switzerland)

^c UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^d UNIVERSITY OF LJUBLJANA   (Slovenia)

^e MASSEY UNIVERSITY   (New Zealand)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84867365389     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct300393b     Document Type: Review

References (77)

1. Jardetzky, O. Biochim. Biophys. Acta 1980, 621, 227-232
2. Bax, A.; Tjandra, N. Nat. Struct. Mol. Biol. 1997, 4, 254-256
3. van Gunsteren, W. F.; Brunne, R. M.; Gros, P.; Van Schaik, R. C.; Schiffer, C. A.; Torda, A. E. In Accounting for Molecular Mobility in Structure Determination Based on Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopic and X-Ray Diffraction Data; James, T. L.; Oppenheimer, N. J., Eds.; Academic Press: New York, 1994; Vol. 239; pp 619 - 654.
4. Kruschel, D.; Zagrovic, B. Mol. BioSys. 2009, 5, 1606-1616
5. Schmid, N.; Allison, J.; Dolenc, J.; Eichenberger, A.; Kunz, A.-P.; van Gunsteren, W. J. Biomol. NMR 2011, 51, 265-281
6. Clore, G. M.; Schwieters, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2923-2938
7. Iwahara, J.; Schwieters, C. D.; Clore, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5879-96
8. Rieping, W.; Habeck, M.; Nilges, M. Science 2005, 309, 303-306
9. Habeck, M.; Rieping, W.; Nilges, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 1756-1761
10. Christen, M.; Keller, B.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 2007, 39, 265-273
11. Keller, B.; Christen, M.; Oostenbrink, C.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 2007, 37, 1-14
12. Nilges, M.; Bernard, A.; Bardiaux, B.; Malliavin, T.; Habeck, M.; Rieping, W. Structure 2008, 16, 1305-1312
13. Bonvin, A. M. J. J.; Boelens, R.; Kaptein, R. J. Biomol. NMR 1994, 4, 143-149
14. Hess, B.; Scheek, R. M. J. Magn. Reson. 2003, 164, 19-27
15. Torda, A.; Scheek, R.; van Gunsteren, W. F. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 289-294
16. Torda, A. E.; Scheek, R. M.; van Gunsteren, W. F. J. Mol. Biol. 1990, 214, 223-235
17. Pearlman, D. A.; Kollman, P. A. J. Mol. Biol. 1991, 220, 457-479
18. Scott, W.; Mark, A.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 1998, 12, 501-508
19. Brüschweiler, R.; Blackledge, M.; Ernst, R. R. J. Biomol. NMR 1991, 1, 3-11
20. Kemmink, J.; van Mierlo, C. P. M.; Scheek, R. M.; Creighton, T. E. J. Mol. Biol. 1993, 230, 312-322
21. Fennen, J.; Torda, A. E.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 1995, 6, 163-170
22. Best, R. B.; Vendruscolo, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8090-8091
23. Lindorff-Larsen, K.; Best, R. B.; Depristo, M. A.; Dobson, C. M.; Vendruscolo, M. Nature 2005, 433, 128-132
24. Richter, B.; Gsponer, J.; Várnai, P.; Salvatella, X.; Vendruscolo, M. J. Biomol. NMR 2007, 37, 117-135
25. Allison, J. R.; van Gunsteren, W. F. ChemPhysChem 2009, 10, 3213-3228
26. Steiner, D.; Allison, J. R.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR in press, DOI: 10.1007/s10858-012-9634-5.
27. Brüschweiler, R.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11199-11200
28. Schmidt, J. M.; Blümel, M.; Löhr, F.; Rüterjans, H. J. Biomol. NMR 1999, 14, 1-12
29. Pérez, C.; Löhr, F.; Rüterjans, H.; Schmidt, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7081-7093
30. Lindorff-Larsen, K.; Best, R. B.; Vendruscolo, M. J. Biomol. NMR 2005, 32, 273-280
31. Vögeli, B.; Ying, J.; Grishaev, A.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9377-9385
32. Brünger, A. T. Nature 1992, 355, 472-475
33. Brünger, A. T. Acta Crystallogr., Sect D 1993, 49, 24-36
34. Brünger, A. T.; Clore, G. M.; Gronenborn, A. M.; Saffrich, R.; Nilges, M. Science 1993, 261, 328-331
35. Torda, A. E.; Brunne, R. M.; Huber, T.; Kessler, H.; van Gunsteren, W. F. J. Biomol. NMR 1993, 3, 55-66
36. Nanzer, A. P.; van Gunsteren, W. F.; Torda, A. E. J. Biomol. NMR 1995, 6, 313-320
37. Nanzer, A. P.; Torda, A. E.; Bisang, C.; Weber, C.; Robinson, J. A.; van Gunsteren, W. F. J. Mol. Biol. 1997, 267, 1012-1025
38. Huber, T.; Torda, A. E.; van Gunsteren, W. F. J. Comput.-Aided Mol. Des. 1994, 8, 695-708
39. Xu, R. X.; Olejniczak, E. T.; Fesik, S. W. FEBS Lett. 1992, 305, 137-143
40. Alexander, P. A.; He, Y.; Chen, Y.; Orban, J.; Bryan, P. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 21149-21154
41. Alexander, P. A.; He, Y.; Chen, Y.; Orban, J.; Bryan, P. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 11963-11968
42. He, Y.; Chen, Y.; Alexander, P.; Bryan, P. N.; Orban, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 14412-14417
43. Horst, J.; Samudrala, R. F1000 Biol. Rep. 2009, 1, 69
44. Allison, J. R.; Bergeler, M.; Hansen, N.; van Gunsteren, W. F. Biochemistry 2011, 50, 10965-10973
45. Steinmetz, M. O.; Jelesarov, I.; Matousek, W. M.; Honnappa, S.; Jahnke, W.; Missimer, J. H.; Frank, S.; Alexandrescu, A. T.; Kammerer, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 7062-7067
46. Dolenc, J.; Missimer, J.; Steinmetz, M.; van Gunsteren, W. J. Biomol. NMR 2010, 47, 221-235
47. Potts, J. R.; Campbell, I. D. Curr. Opin. Cell Biol. 1994, 6, 648-655
48. Schwarz-Linek, U.; Werner, J. M.; Pickford, A. R.; Gurusiddappa, S.; Kim, J. H.; Pilka, E. S.; Briggs, J. A. G.; Gough, T. S.; Hook, M.; Campbell, I. D.; Potts, J. R. Nature 2003, 423, 177-181
49. Van Duyne, G.; Standaert, R.; Karplus, P.; Schreiber, S.; Clardy, J. Science 1991, 252, 839-842
50. Berendsen, H. J. C.; Postma, J.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1981; pp 331-342.
51. Soares, T. A.; Hünenberger, P. H.; Kastenholz, M. A.; Kräutler, V.; Lenz, T.; Lins, R. D.; Oostenbrink, C.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2005, 26, 725-737
52. van Gunsteren, W. F.; Billeter, S.; Eising, A.; Hünenberger, P.; Krüger, P.; Mark, A.; Scott, W.; Tironi, I. Biomolecular Simulation: the GROMOS96 Manual and User Guide; Vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich: Zürich, Switzerland, 1996.
53. Zhang, Y. BMC Bioinf. 2008, 9, 40. DOI: 10.1186/1471-2105-9-40.
54. Schmid, N.; Eichenberger, A. P.; Choutko, A.; Riniker, S.; Winger, M.; Mark, A.; van Gunsteren, W. F. Eur. Biophys. J. 2011, 40, 843-856
55. Oostenbrink, C.; Villa, A.; Mark, A. E.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1656-1676
56. Oostenbrink, C.; Soares, T. A.; van der Vegt, N. F. A.; van Gunsteren, W. F. Eur. Biophys. J. 2005, 34, 273-284
57. Scott, W.; Hünenberger, P.; Tironi, I.; Mark, A.; Billeter, S.; Fennen, J.; Torda, A.; Huber, T.; Krüger, P.; van Gunsteren, W. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3596-3607
58. Christen, M.; Hünenberger, P. H.; Bakowies, D.; Baron, R.; Bürgi, R.; Geerke, D. P.; Heinz, T. N.; Kastenholz, M. A.; Kräutler, V.; Oostenbrink, C.; Peter, C.; Trzesniak, D.; van Gunsteren, W. F. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1719-1751
59. Schmid, N.; Christ, C. D.; Christen, M.; Eichenberger, A. P.; van Gunsteren, W. F. Comput. Phys. Commun. 2012, 183, 890-903
60. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
61. Ryckaert, J.-P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
62. Heinz, T. N.; van Gunsteren, W. F.; Hünenberger, P. H. J. Chem. Phys. 2001, 115, 1125-1136
63. Glättli, A.; Daura, X.; van Gunsteren, W. F. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9811-9828
64. Eichenberger, A. P.; Allison, J. R.; Dolenc, J.; Geerke, D. P.; Horta, B. A. C.; Meier, K.; Oostenbrink, C.; Schmid, N.; Steiner, D.; Wang, D.; van Gunsteren, W. F. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3379-3390
65. Karplus, M. J. Chem. Phys. 1959, 30, 11-15
66. DeMarco, A.; Llinás, M.; Wüthrich, K. Biopolymers 1978, 17, 617-636
67. DeMarco, A.; Llinás, M.; Wüthrich, K. Biopolymers 1978, 17, 2727-2742
68. Pardi, A.; Billeter, M.; Wüthrich, K. J. Mol. Biol. 1984, 180, 741-751
69. Han, B.; Liu, Y.; Ginzinger, S.; Wishart, D. J. Biomol. NMR 2011, 50, 43-57
70. Kabsch, W.; Sanders, C. Biopolymers 1983, 22, 2577-2637
71. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
72. Daura, X.; van Gunsteren, W. F.; Mark, A. E. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 1999, 34, 269-280
73. Schwieters, C. D.; Kuszewski, J. J.; Tjandra, N.; Marius Clore, G. J. Magn. Reson. 2003, 160, 65-73
74. Kirkpatrick, S.; Gelatt, C. D.; Vecchi, M. P. Science 1983, 220, 671-680
75. Missimer, J. H.; Dolenc, J.; Steinmetz, M. O.; van Gunsteren, W. F. Protein Sci. 2010, 19, 2462-2474
76. Nabuurs, S. B.; Spronk, C. A. E. M.; Krieger, E.; Maassen, H.; Vriend, G.; Vuister, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12026-12034
77. Zagrovic, B.; van Gunsteren, W. F. Proteins: Struct., Funct., Bioinform. 2006, 63, 210-8