Binding competition to the POPG lipid bilayer of Ca2+, Mg 2+, Na+, and K+ in different ion mixtures and biological implication

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 3, 2013, Pages 850-858

  Mao, Yanyan ^a   Du, Yun ^a   Cang, Xiaohui ^a   Wang, Jinan ^a   Chen, Zhuxi ^a   Yang, Huaiyu ^a   Jiang, Hualiang ^a  

^a SHANGHAI INSTITUTE OF MATERIA MEDICA   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING ENERGY; CALCIUM; CELL MEMBRANES; LIPID BILAYERS; LIPIDS; MIXTURES;

BI-LAYER; BINDING AFFINITIES; BINDING EFFICIENCY; BINDING FREE ENERGY; BIOLOGICAL IMPLICATIONS; BIOLOGICAL PROCESS; COMPETITION MECHANISM; CYTOSOLS; MD SIMULATION; MEMBRANE FUSION; ORDERS OF MAGNITUDE; SINGLE ION;

IONS;

EID: 84872846796     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp310163z     Document Type: Article

References (56)

1. Parsegian, V. A. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1975, 264, 161-171
2. Watts, A.; Harlos, K.; Marsh, D. Biochim. Biophys. Acta 1981, 645, 91-96
3. Hauser, H.; Shipley, G. G. Biochemistry 1984, 23, 34-41
4. Loosley-Millman, M. E.; Rand, R. P.; Parsegian, V. A. Biophys. J. 1982, 40, 221-232
5. Akutsu, H.; Seelig, J. Biochemistry 1981, 20, 7366-7373
6. Clarke, R. J.; Lupfert, C. Biophys. J. 1999, 76, 2614-2624
7. Berridge, M. J.; Bootman, M. D.; Roderick, H. L. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003, 4, 517-529
8. Papahadjopoulos, D.; Nir, S.; Duzgunes, N. J. Bioenerg. Biomembr. 1990, 22, 157-179
9. Deamer, D. W. J. Bioenerg. Biomembr. 1987, 19, 457-479
10. Lande, M. B.; Donovan, J. M.; Zeidel, M. L. J. Gen. Physiol. 1995, 106, 67-84
11. Gerke, V.; Creutz, C. E.; Moss, S. E. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 449-461
12. Arbuzova, A.; Murray, D.; McLaughlin, S. Biochim. Biophys. Acta, Rev. Biomembr. 1998, 1376, 369-379
13. Stephen, R.; Filipek, S.; Palczewski, K.; Sousa, M. C. Photochem. Photobiol. 2008, 84, 903-910
14. Bockmann, R. A.; Grubmuller, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1021-1024
15. Pedersen, U. R.; Leidy, C.; Westh, P.; Peters, G. H. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1758, 573-582
16. Cordomi, A.; Edholm, O.; Perez, J. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1397-1408
17. Vernier, P. T.; Ziegler, M. J.; Dimova, R. Langmuir 2009, 25, 1020-1027
18. Yang, H.; Xu, Y.; Gao, Z.; Mao, Y.; Du, Y.; Jiang, H. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 16978-16988
19. Vermeer, L. S.; de Groot, B. L.; Reat, V.; Milon, A.; Czaplicki, J. Eur. Biophys. J. 2007, 36, 919-931
20. Pedersen, U. R.; Peters, G. H.; Schroder, T. B.; Dyre, J. C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 2124-2130
21. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
22. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
23. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447
24. Lindahl, E.; Bjelkmar, P.; Larsson, P.; Cuendet, M. A.; Hess, B. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 459-466
25. Feller, S. E.; MacKerell, A. D. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7510-7515
26. MacKerell, A. D.; Klauda, J. B.; Venable, R. M.; Freites, J. A.; O'Connor, J. W.; Tobias, D. J.; Mondragon-Ramirez, C.; Vorobyov, I.; Pastor, R. W. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 7830-7843
27. Bussi, G.; Donadio, D.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 014101
28. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Vangunsteren, W. F.; Dinola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690
29. Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952-962
30. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463-1472
31. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T. A.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593
32. Roux, B. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 275-282
33. Buch, I.; Giorgino, T.; De Fabritiis, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 10184-10189
34. Shan, Y. B.; Kim, E. T.; Eastwood, M. P.; Dror, R. O.; Seeliger, M. A.; Shaw, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9181-9183
35. Elmore, D. E. FEBS Lett. 2006, 580, 144-148
36. Broemstrup, T.; Reuter, N. Biophys. J. 2010, 99, 825-833
37. McLaughlin, S.; Mulrine, N.; Gresalfi, T.; Vaio, G.; McLaughlin, A. J. Gen. Physiol. 1981, 77, 445-473
38. Hauser, H.; Darke, A.; Phillips, M. C. Eur. J. Biochem. 1976, 62, 335-344
39. Newton, C.; Pangborn, W.; Nir, S.; Papahadjopoulos, D. Biochim. Biophys. Acta 1978, 506, 281-287
40. Eisenberg, M.; Gresalfi, T.; Riccio, T.; McLaughlin, S. Biochemistry 1979, 18, 5213-5223
41. Ipsen, J. H.; Mouritsen, O. G.; Bloom, M. Biophys. J. 1990, 57, 405-412
42. Mouritsen, O. G.; Bloom, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1993, 22, 145-171
43. Seelig, J. Q. Rev. Biophys. 1977, 10, 353-418
44. McLaughlin, S. G.; Szabo, G.; Eisenman, G. J. Gen. Physiol. 1971, 58, 667-687
45. Hauser, H.; Phillips, M. C.; Levine, B. A.; Williams, R. J. P. Eur. J. Biochem. 1975, 58, 133-144
46. Tatulian, S. A. Eur. J. Biochem. 1987, 170, 413-420
47. Pavlov, M.; Siegbahn, P. E. M.; Sandström, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 219-228
48. Katz, A. K.; Glusker, J. P.; Beebe, S. A; Bock, C. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5752-5763
49. Marcus, Y. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1991, 87, 2995-2999
50. Hummer, G.; Pratt, L. R.; García, A. E. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1206-1215
51. Jiao, D.; King, C.; Grossfield, A.; Darden, T. A.; Ren, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18553-18559
52. Lee, A. G. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1666, 62-87
53. Bootman, M. D.; Collins, T. J.; Peppiatt, C. M.; Prothero, L. S.; MacKenzie, L.; De Smet, P.; Travers, M.; Tovey, S. C.; Seo, J. T.; Berridge, M. J.; Ciccolini, F.; Lipp, P. Semin. Cell Dev. Biol. 2001, 12, 3-10
54. Bootman, M. D.; Berridge, M. J. Cell 1995, 83, 675-678
55. Jahn, R.; Lang, T.; Sudhof, T. C. Cell 2003, 112, 519-533
56. Wilschut, J.; Duzgunes, N.; Papahadjopoulos, D. Biochemistry 1981, 20, 3126-3133