Dynamic heterogeneous dielectric generalized Born (DHDGB): An implicit membrane model with a dynamically varying bilayer thickness

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 3, 2013, Pages 1709-1719

  Panahi, Afra ^a   Feig, Michael ^a,b  

^a MICHIGAN STATE UNIVERSITY   (United States)

^b Michigan State University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84874927085     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct300975k     Document Type: Article

References (90)

1. von Heijne, G. J. Intern. Med. 2007, 261, 543-557
2. Wallin, E.; von Heijne, G. Protein Sci. 1998, 7, 1029-1038
3. Boyd, D.; Schierle, C.; Beckwith, J. Protein Sci. 1998, 7, 201-205
4. Singam, E. R.; Balamurugan, K.; Gopalakrishnan, R.; Subramanian, S. R.; Subramanian, V.; Ramasami, T. Biopolymers 2012, 97, 847-863
5. Darvas, M.; Hoang, P. N.; Picaud, S.; Sega, M.; Jedlovszky, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12956-12969
6. Nagarajan, A.; Andersen, J. P.; Woolf, T. B. J. Mol. Biol. 2012, 422, 575-593
7. Brooks, C. L.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1989, 208, 159-181
8. Forrest, L. R.; Sansom, M. S. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2000, 10, 174-181
9. Hansson, T.; Oostenbrink, C.; Van Gunsteren, W. F. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 190-196
10. Ulmschneider, J. P.; Ulmschneider, M. B. Proteins 2008, 75, 586-597
11. Baker, N. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 137-143
12. Lee, M. S.; Salsbury, F. R., Jr.; Brooks, C. L. J. Chem. Phys. 2002, 116, 10606-10614
13. Parsegian, A. Nature 1969, 221, 844-846
14. Feig, M.; Brooks, C. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 217-224
15. Roux, B.; Simonson, T. Biophys. Chem. 1999, 78, 1-20
16. Schaefer, M.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1578-1599
17. Sitkoff, D.; Ben-Tal, N.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2744-2752
18. Sitkoff, D.; Sharp, K. A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 1978-1988
19. Callenberg, K. M.; Choudhary, O. P.; de Forest, G. L.; Gohara, D. W.; Baker, N. A.; Grabe, M. PLoS One 2010, 5, 1-11
20. Eisenberg, D.; McLachlan, A. D. Nature 1986, 319, 199-203
21. Spolar, R. S.; Ha, J. H.; Record, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 8382-8385
22. Gallicchio, E.; Levy, R. M. J. Comput. Chem. 2004, 25, 479-499
23. Zacharias, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3000-3004
24. Fogolari, F.; Brigo, A.; Molinari, H. Biophys. J. 2003, 85, 159-166
25. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H. T.; Cartailler, J. P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899-911
26. Luo, R.; David, L.; Gilson, M. K. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1244-1253
27. Feig, M.; Onufriev, A.; Lee, M. S.; Im, W.; Case, D. A.; Brooks, C. L. J. Comput. Chem. 2004, 25, 265-284
28. Still, W.; Tempczyk, A.; Hawley, R.; Hendrickson, T. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6127-6129
29. Tanizaki, S.; Feig, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 124706-124713
30. Im, W.; Feig, M.; Brooks, C. L. Biophys. J. 2003, 85, 2900-2918
31. Spassov, V. Z.; Yan, L.; Szalma, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8726-8738
32. Stern, H. A.; Feller, S. E. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3401-3412
33. Lee, M. S.; Feig, M.; Salsbury, F. R., Jr.; Brooks, C. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1348-1356
34. Sayadi, M.; Tanizaki, S.; Feig, M. Biophys. J. 2010, 98, 805-814
35. Jaskierny, A. J.; Panahi, A.; Feig, M. Proteins 2011, 79, 1109-1117
36. Panahi, A.; Feig, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 1407-1416
37. Sayadi, M.; Feig, M. Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2013, 1828, 577-585
38. Lindahl, E.; Edholm, O. Biophys. J. 2000, 79, 426-433
39. Dorairaj, S.; Allen, T. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 4943-4948
40. MacCallum, J.; Bennett, D.; Tieleman, P. J. Gen. Physiol. 2007, 129, 371-377
41. Freites, J. A.; Tobias, D. J.; White, S. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15059-15064
42. Choe, S.; Hecht, K.; Grabe, M. J. Gen. Physiol. 2008, 131, 563-573
43. Nielsen, C.; Goulian, M.; Anderson, O. S. Biophys. J. 1998, 74, 1966-1983
44. Helfrich, W. Z. Naturforsch. 1973, 28, 693-703
45. Huang, H. W. Biophys. J. 1986, 50, 1061-1070
46. Aranda-Espinoza, H.; Berman, A.; Dan, N.; Pincus, P.; Safran, S. Biophys. J. 1996, 71, 648-656
47. Nielsen, C.; Anderson, O. S. Biophys. J. 2000, 79, 2583-2604
48. Partenskii, M. B.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10768-10776
49. Lundbaek, J. A.; Andersen, O. S. Biophys. J. 1999, 76, 889-895
50. Goulian, M.; Mesquita, O. N.; Fygenson, D. K.; Nielsen, C.; Andersen, O. S.; Libchaber, A. Biophys. J. 1998, 74, 328-337
51. Callenberg, K. M.; Latorraca, N. R.; Grabe, M. J. Gen. Physiol. 2012, 140, 55-68
52. Baker, N. A.; Sept, D.; Joseph, S.; Holst, M. J.; McCammon, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 10037-10041
53. Brooks, B. R.; Brooks, C. L., 3rd; Mackerell, A. D., Jr.; 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
54. Foloppe, N.; MacKerell, A. D., Jr. J. Comput. Chem. 2000, 21, 86-104
55. MacKerell, A. D., Jr.; Feig, M.; Brooks, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 698-699
56. Best, R.; Zhu, X.; Shim, J.; Lopes, P. E.; Mittal, J.; Feig, M.; Mackerell, A. D. J. Chem. Theory. Comput. 2012, 8, 3257-3273
57. Feig, M.; Karanicolas, J.; Brooks, C. L. J. Mol. Graph. Model. 2004, 22, 377-395
58. Feig, M.; Im, W.; Brooks, C. L. J. Chem. Phys. 2004, 120, 903-911
59. Chocholousova, J.; Feig, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 17240-17251
60. Ryckaert, J.; Ciccotti, G.; Berensdsen, H. J. Comput. Chem. 1977, 23, 327-340
61. Nose, S. J. Chem. Phys. 1984, 81, 511-519
62. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695-1697
63. Townsley, L. E.; Tucker, W. A.; Sham, S.; Hinton, J. F. Biochemistry 2001, 40, 11676-11686
64. Miloshevsky, G. V.; Hassanein, A.; Partenskil, M. B.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 2010, 132, 234707/234701-234711
65. Neale, C.; Bennet, W. F. D.; Tieleman, D. P. J. Chem. Theory. Comput. 2011, 7, 4175-4188
66. Andersen, O. S.; Koeppe, R. E. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2007, 36, 107-130
67. Liu, Z.; Gandhi, C. S.; Rees, D. C. Nature 2009, 461, 120-124
68. Betanzos, M.; Chiang, C. S.; Guy, H. R.; Sukharev, S. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 704-710
69. Kandasamy, S. K.; Larson, R. G. Biophys. J. 2006, 90, 2326-2343
70. de Planque, M. R.; Bonev, B. B.; Demmers, J. A.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E.; Separovic, F.; Watts, A.; Killian, J. A. Biochemistry 2003, 42, 5341-5348
71. Kol, M. A.; van Laak, A. N.; Rijkers, D. T.; Killian, J. A.; de Kroon, A. I.; de Kruijff, B. Biochemistry 2003, 42, 231-237
72. Weiss, T. M.; van der Wel, P. C.; Killian, J. A.; Koeppe, R. E.; Huang, H. W. Biophys. J. 2003, 84, 379-385
73. Strandberg, E.; Ozdirekcan, S.; Rijkers, D. T.; van der Wel, P. C.; Koeppe, R. E.; Liskamp, R. M.; Killian, J. A. Biophys. J. 2004, 86, 3709-3721
74. Siegel, D. P.; Cherezov, V.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E.; Killian, J. A.; Caffrey, M. Biophys. J. 2006, 90, 200-211
75. Sparr, E.; Ash, W. L.; Nazarov, P. V.; Rijkers, D. T.; Hemminga, M. A.; Tieleman, D. P.; Killian, J. A. J. Biol. Chem. 2005, 280, 39324-39331
76. Im, W.; Brooks, C. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6771-6776
77. Holt, A.; de Almeida, R. F.; Nyholm, T. K.; Loura, L. M.; Daily, A. E.; Staffhorst, R. W.; Rijkers, D. T.; Koeppe, R. E.; Prieto, M.; Killian, J. A. Biochemistry 2008, 47, 2638-2649
78. Esteban-Martin, S.; Gimenez, D.; Fuertes, G.; Salgado, J. Biochemistry 2009, 48, 11441-11448
79. Ozdirekcan, S.; Etchebest, C.; Killian, J. A.; Fuchs, P. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15174-15181
80. Bond, P. J.; Holyoake, J.; Ivetac, A.; Khalid, S.; Sansom, M. S. J. Struct. Biol. 2007, 157, 593-605
81. Wan, C. K.; Han, W.; Wu, Y. D. J. Chem. Theory. Comput. 2012, 8, 300-313
82. Kim, T.; Im, W. Biophys. J. 2010, 99, 175-183
83. Strandberg, E.; Esteban-Martin, S.; Salgado, J.; Ulrich, A. S. Biophys. J. 2009, 96, 3223-3232
84. de Planque, M. R.; Goormaghtigh, E.; Greathouse, D. V.; Koeppe, R. E.; Kruijtzer, J. A.; Liskamp, R. M.; de Kruijff, B.; Killian, J. A. Biochemistry 2001, 40, 5000-5010
85. Holt, A.; Koehorst, R. B.; Rutters-Meijneke, T.; Gelb, M. H.; Rijkers, D. T.; Hemminga, M. A.; Killian, J. A. Biophys. J. 2009, 97, 2258-2266
86. Helfrich, P.; Jakobsson, E. Biophys. J. 1990, 57, 1075-1084
87. Kim, T.; Lee, K. I.; Morris, P.; Pastor, R. W.; Andersen, O. S.; Im, W. Biophys. J. 2012, 102, 1551-1560
88. Kim, T.; Jo, S.; Im, W. Biophys. J. 2011, 100, 2922-2928
89. Jo, S.; Im, W. Biophys. J. 2011, 100, 2913-2921
90. The PyMOL Molecular Graphics System, 1.5.0.4 ed.; Schrodinger, LLC.