Quasi-continuous interpolation scheme for pathways between distant configurations

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 12, 2012, Pages 5020-5034

  Wales, David J ^a   Carr, Joanne M ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84870860843     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct3004832     Document Type: Conference Paper

References (114)

1. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217
2. Neria, E.; Fischer, S.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 1902-1921
3. MacKerell, A. D., Jr. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616
4. Foloppe, N.; MacKerell, A. D., Jr. J. Comput. Chem. 2000, 21, 86-104
5. Case, D. AMBER 9; University of California: Oakland, CA, 2006.
6. Pearlman, D.; Case, D.; Caldwell, J.; Ross, W.; Cheatham, T., III; DeBolt, S.; Ferguson, D.; Seibel, G.; Kollman, P. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 1-41
7. Case, D.; Cheatham, T.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R.; Merz, K., Jr.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668-1688
8. Brown, S.; Fawzi, N. J.; Head-Gordon, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 10712-10717
9. Brown, S.; Head-Gordon, T. Protein Sci. 2004, 13, 958-970
10. Noé, F.; Krachtus, D.; Smith, J. C.; Fischer, S. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 840-857
11. Wales, D. J. Int. Rev. Phys. Chem. 2006, 25, 237-282
12. Noé, F.; Fischer, S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 154-162
13. Prada-Gracia, D.; Gómez-Gardenes, J.; Echenique, P.; Fernando, F. PLoS Comput. Biol. 2009, 5, 1-9
14. Wales, D. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2010, 20, 3-10
15. Wales, D. J. Mol. Phys. 2002, 100, 3285-3306
16. Wales, D. J. Mol. Phys. 2004, 102, 891-908
17. Elber, R.; Karplus, M. Chem. Phys. Lett. 1987, 139, 375-380
18. Czerminski, R.; Elber, R. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5580-5601
19. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 7010-7022
20. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904
21. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9978-9985
22. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9657-9666
23. Nguyen, C. N.; Stratt, R. M. J. Chem. Phys. 2010, 133, 124503
24. Faccioli, P. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13756-13764
25. Faccioli, P.; Lonardi, A.; Orland, H. J. Chem. Phys. 2010, 133, 045104
26. Schlegel, H. B. Geometry Optimization: 1. In Encyclopedia of Computational Chemistry; Schleyer, P. v. R.; Allinger, N. L.; Clark, T.; Gasteiger, J.; Kollman, P. A.; Schaefer, H. F.; Schreiner, P. R., Eds.; John Wiley and Sons: Chichester, West Sussex, U.K., 1998; Vol. 2, pp 1136-1142.
27. Farkas, O.; Schlegel, H. B. J. Mol. Struct. 2003, 666-667, 31-39
28. Cochran, A. G.; Skelton, N. J.; Starovasnik, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001, 98, 5578-5583
29. Snow, C. D.; Qiu, L.; Gai, F.; Hagen, S. J.; Pande, V. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 4077-4082
30. Balbirnie, M.; Grothe, R.; Eisenberg, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001, 98, 2375-2380
31. Nelson, R.; Sawaya, M. R.; Balbirnie, M.; Madsen, A. O.; Riekel, C.; Grothe, R.; Eisenberg, D. Nature 2005, 435, 773-778
32. Snow, C. D.; Qiu, L.; Du, D.; Gai, F.; Hagen, S. J.; Pande, V. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 4077-4082
33. Murrell, J. N.; Laidler, K. J. Trans. Faraday. Soc. 1968, 64, 371-377
34. Walsh, T. R.; Wales, D. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 2505-2517
35. Halgren, T. A.; Lipscomb, W. N. Chem. Phys. Lett. 1977, 49, 225-232
36. E, W.; Ren, W.; Vanden-Eijnden, E. Phys. Rev. B 2002, 66, 052301
37. Peters, B.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. J. Chem. Phys. 2004, 121, 4453-4460
38. Tirion, M. M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1905-1908
39. Trygubenko, S. A.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 2082-2094
40. Munro, L. J.; Wales, D. J. Phys. Rev. B 1999, 59, 3969-3980
41. Kumeda, Y.; Munro, L. J.; Wales, D. J. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 185-194
42. Carr, J. M.; Trygubenko, S. A.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 234903
43. Dijkstra, E. W. Numer. Math. 1959, 1, 269-271
44. Kearsley, S. K. Acta Crystallogr., Sect. A 1989, 45, 208-210
45. Jonker, R.; Volgenant, A. Computing 1987, 38, 325-340
46. Wales, D. J. OPTIM: A program for optimizing geometries and calculating pathways.
47. Khalili, M.; Wales, D. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 2456-2465
48. Carr, J. M.; Wales, D. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8760-8769
49. Carr, J. M.; Wales, D. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 3341-3354
50. MaÅolepsza, E.; Strodel, B.; Khalili, M.; Trygubenko, S.; Fejer, S.; Wales, D. J. J. Comput. Chem. 2010, 31, 1402-1409
51. James, T.; Wales, D. J.; Rojas, J. H. J. Chem. Phys. 2007, 126, 054506
52. Chakrabarti, D.; Wales, D. J. Soft Matter 2011, 7, 2325-2328
53. Wales, D. J.; Head-Gordon, T. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 8394-8411
54. Rafac, R.; Schiffer, J. P.; Hangst, J. S.; Dubin, D. H. E.; Wales, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991, 88, 483-486
55. Wales, D. J.; Lee, A. M. Phys. Rev. A 1993, 47, 380-393
56. Yurtsever, E.; Calvo, F.; Wales, D. J. Phys. Rev. E 2005, 72, 026110
57. Calvo, F.; Yurtsever, E.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 2012, 136, 024303-024303
58. Vega, C.; Lago, S. Comput. Chem. 1994, 18, 55-59
59. Cormen, T. H.; Leiserson, C. E.; Rivest, R. L.; Stein, C. Introduction to Algorithms; MIT Press: Cambridge, MA, 2003; pp 540-547.
60. Wells, S.; Menor, S.; Hespenheide, B.; Thorpe, M. F. Phys. Biol. 2005, 2, S127-S136
61. Farrell, D. W.; Speranskiy, K.; Thorpe, M. F. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2010, 78, 2908-2921
62. Farrell, D. W.; Lei, M.; Thorpe, M. F. Phys. Biol. 2011, 8, 026017
63. Schlitter, J.; Engels, M.; Krüger, P.; Jacoby, E.; Wollmer, A. Mol. Simul. 1993, 10, 291-308
64. Schlitter, J.; Engels, M.; Krüger, P. J. Mol. Graphics 1994, 12, 84-89
65. Ma, J.; Karplus, M. Proc. Natl Acad. Sci. U. S. A. 1997, 94, 11905-11910
66. Elber, R.; Shalloway, D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 5539-5545
67. Wales, D. J. Mol. Phys. 1991, 74, 1-25
68. Wales, D. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1992, 88, 653-657
69. Wales, D. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1993, 89, 1305-1313
70. Lazaridis, T.; Karplus, M. Science 1997, 278, 1928-1931
71. Bauer, M. S.; Strodel, B.; Fejer, S. N.; Koslover, E. F.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 2010, 132, 054101
72. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
73. Jones, J. E.; Ingham, A. E. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1925, 107, 636-653
74. Wales, D. J.; Miller, M. A.; Walsh, T. R. Nature 1998, 394, 758-760
75. Doye, J. P. K.; Miller, M. A.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6896-6906
76. Neirotti, J. P.; Calvo, F.; Freeman, D. L.; Doll, J. D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 10340-10349
77. Calvo, F.; Neirotti, J. P.; Freeman, D. L.; Doll, J. D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 10350-10357
78. Frantz, D. D. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6136-6157
79. Wales, D. J. Energy Landscapes; Cambridge University Press: Cambridge, U. K., 2003.
80. Wales, D. J.; Doye, J. P. K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5111-5116
81. Wales, D. J.; Scheraga, H. A. Science 1999, 285, 1368-1372
82. Miller, M. A.; Doye, J. P. K.; Wales, D. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 328-334
83. Picciani, M.; Athenes, M.; Kurchan, J.; Tailleur, J. J. Chem. Phys. 2011, 135, 034108
84. Wikstrom, M.; Drakenberg, T.; Forsen, S.; Sjobring, U.; Bjork, L. Biochemistry 1994, 33, 14011-14017
85. Lazaridis, T.; Karplus, M. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1999, 35, 133-152
86. Duan, Y.; Wu, C.; Chowdhury, S.; Lee, M.; Xiong, G.; Zhang, W.; Yang, R.; Cieplak, P.; Luo, R.; Lee, T. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1999-2012
87. Onufriev, A.; Bashford, D.; Case, D. A. Proteins 2004, 55, 383-394
88. Tama, F.; Sanejouand, Y. H. Protein Eng. 2001, 14, 1-6
89. Atilgan, A. R.; Durell, S. R.; Jernigan, R. L.; Demeril, M. C.; Keskin, O.; Bahar, I. Biophys. J. 2001, 80, 505-515
90. Kim, M. K.; Chirikjan, G. S.; Jernigan, R. L. J. Mol. Graphics Modell. 2002, 21, 151-160
91. Ming, D.; Kong, Y.; Lambert, M. A.; Huang, Z.; Ma, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 8620-8625
92. Delarue, M.; Sanejouand, Y. H. J. Mol. Biol. 2002, 320, 1011-1024
93. Ikeguchi, M.; Ueno, J.; Sato, M.; Kidera, A. Phys. Rev. Lett. 2002, 94, 078102
94. Zheng, W.; Doniach, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 13253-13258
95. Reuter, N.; Hinsen, K.; Lacapère, J. J. Biophys. J. 2003, 85, 2186-2197
96. Xu, C.; Tobi, D.; Bahar, I. J. Mol. Biol. 2003, 333, 153-168
97. Tama, F.; Valle, M.; Franks, J.; Brooks, C. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 9319-9323
98. Maragakis, P.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 2005, 352, 807-822
99. Bahar, I.; Rader, A. J. Curr. Opin. Struct. Biol 2005, 15, 586-592
100. Whitford, P. C.; Miyashita, O.; Levy, Y.; Onuchic, J. N. J. Mol. Biol. 2007, 366, 1661-1671
101. Zheng, W.; Brooks, B. R.; Hummer, G. Proteins 2007, 69, 43-57
102. Korkut, A.; Hendrickson, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 15667-15672
103. Lu, M.; Ma, J. A minimalist network model for studying biomolecular vibration. In Energy Flow in Proteins; Leitner, D.; Straub, J., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2009; pp 229-245.
104. Peng, C.; Zhang, L.; Head-Gordon, T. Biophys. J. 2010, 98, 2356-2364
105. Batista, P.; Robert, C.; Marechal, J. D.; Hamida-Rebai, M.; Pascutti, P.; Bisch, P.; Perahia, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2850-2859
106. Best, R. B.; Chen, Y.-G.; Hummer, G. Structure 2005, 13, 1755-1763
107. Okazaki, K.-i.; Koga, N.; Takada, S.; Onuchic, J. N.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 11844-11849
108. Okazaki, K.-i.; Takada, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 11182-11187
109. Lu, Q.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4772-4783
110. Lai, Z.-Z.; Lu, Q.; Wang, J. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 4147-4159
111. Jónsson, H.; Mills, G.; Jacobsen, K. W. Nudged elastic band method for finding minimum energy paths of transitions. In Classical and Quantum Dynamics in Condensed Phase Simulations; Berne, B. J.; Ciccotti, G.; Coker, D. F., Eds.; World Scientific: Singapore, 1998; Chapter 16, pp 385-404.
112. Nocedal, J. Math. Comput. 1980, 35, 773-782
113. Liu, D.; Nocedal, J. Math. Prog. 1989, 45, 503-528
114. Sheppard, D.; Terrell, R.; Henkelman, G. J. Chem. Phys. 2008, 128, 134106