Computer folding of RNA tetraloops? Are we there yet?

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 4, 2013, Pages 2115-2125

  Kührová, Petra ^a   Banáš, Pavel ^a,c   Best, Robert B ^b   Šponer, Jiří ^c,d   Otyepka, Michal ^a,c  

^a PALACKÝ UNIVERSITY   (Czech Republic)

^b NATIONAL INSTITUTE OF DIABETES AND DIGESTIVE AND KIDNEY DISEASES   (United States)

^c INSTITUTE OF BIOPHYSICS   (Czech Republic)

^d MASARYK UNIVERSITY   (Czech Republic)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84875989318     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct301086z     Document Type: Article

References (97)

1. Bevilacqua, P. C.; Blose, J. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2008, 59, 79-103
2. Tuerk, C.; Gauss, P.; Thermes, C.; Groebe, D. R.; Gayle, M.; Guild, N.; Stormo, G.; Daubentoncarafa, Y.; Uhlenbeck, O. C.; Tinoco, I.; Brody, E. N.; Gold, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 1364-1368
3. Uhlenbeck, O. C. Nature 1990, 346, 613-614
4. Woese, C. R.; Winker, S.; Gutell, R. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 8467-8471
5. Wolters, J. Nucleic Acids Res. 1992, 20, 1843-1850
6. Hsiao, C.; Mohan, S.; Hershkovitz, E.; Tannenbaum, A.; Williams, L. D. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 1481-1491
7. Sheehy, J. P.; Davis, A. R.; Znosko, B. M. RNA 2010, 16, 417-429
8. Varani, G. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1995, 24, 379-404
9. Marino, J. P.; Gregorian, R. S.; Csankovszki, G.; Crothers, D. M. Science 1995, 268, 1448-1454
10. Chauhan, S.; Woodson, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1296-1303
11. Jaeger, L.; Michel, F.; Westhof, E. J. Mol. Biol. 1994, 236, 1271-1276
12. Selinger, D.; Liao, X. B.; Wise, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5409-5413
13. Ennifar, E.; Nikulin, A.; Tishchenko, S.; Serganov, A.; Nevskaya, N.; Garber, M.; Ehresmann, B.; Ehresmann, C.; Nikonov, S.; Dumas, P. J. Mol. Biol. 2000, 304, 35-42
14. Tishchenko, S.; Nikulin, A.; Fomenkova, N.; Nevskaya, N.; Nikonov, O.; Dumas, P.; Moine, H.; Ehresmann, B.; Ehresmann, C.; Piendl, W.; Lamzin, V.; Garber, M.; Nikonov, S. J. Mol. Biol. 2001, 311, 311-324
15. Carter, A. P.; Clemons, W. M.; Brodersen, D. E.; Morgan-Warren, R. J.; Wimberly, B. T.; Ramakrishnan, V. Nature 2000, 407, 340-348
16. Scott, W. G.; Finch, J. T.; Klug, A. Cell 1995, 81, 991-1002
17. Correll, C. C.; Wool, I. G.; Munishkin, A. J. Mol. Biol. 1999, 292, 275-287
18. Correll, C. C.; Swinger, K. RNA 2003, 9, 355-363
19. Correll, C. C.; Beneken, J.; Plantinga, M. J.; Lubbers, M.; Chan, Y. L. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 6806-6818
20. Correll, C. C.; Munishkin, A.; Chan, Y. L.; Ren, Z.; Wool, I. G.; Steitz, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13436-13441
21. Ban, N.; Nissen, P.; Hansen, J.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. Science 2000, 289, 905-920
22. Szewczak, A. A.; Moore, P. B.; Chan, Y. L.; Wool, I. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 9581-9585
23. Szewczak, A. A.; Moore, P. B. J. Mol. Biol. 1995, 247, 81-98
24. Heus, H. A.; Pardi, A. Science 1991, 253, 191-194
25. Pley, H. W.; Flaherty, K. M.; Mckay, D. B. Nature 1994, 372, 68-74
26. Qin, P. Z.; Feigon, J.; Hubbell, W. L. J. Mol. Biol. 2005, 351, 1-8
27. Yang, X. J.; Gerczei, T.; Glover, L.; Correll, C. C. Nat. Struct. Biol. 2001, 8, 968-973
28. Bowman, G. R.; Huang, X. H.; Yao, Y.; Sun, J.; Carlsson, G.; Guibas, L. J.; Pande, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9676-9678
29. Garcia, A. E.; Paschek, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 815-817
30. Zuo, G.; Li, W.; Zhang, J.; Wang, J.; Wang, W. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5835-9
31. Sorin, E. J.; Engelhardt, M. A.; Herschlag, D.; Pande, V. S. J. Mol. Biol. 2002, 317, 493-506
32. Zhuang, Z. Y.; Jaeger, L.; Shea, J. E. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 6995-7002
33. Portella, G.; Orozco, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7673-7676
34. Hyeon, C.; Thirumalai, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6789-6794
35. Hyeon, C.; Thirumalai, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1538-1539
36. Zhang, W. B.; Chen, S. J. Biophys. J. 2006, 90, 765-777
37. Zhang, W. B.; Chen, S. J. Biophys. J. 2006, 90, 778-787
38. Ma, H. R.; Proctor, D. J.; Kierzek, E.; Kierzek, R.; Bevilacqua, P. C.; Gruebele, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1523-1530
39. Svoboda, P.; Di Cara, A. Cell. Mol. Life Sci. 2006, 63, 901-918
40. Ansari, A.; Kuznetsov, S. V.; Shen, Y. Q. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 7771-7776
41. Ansari, A.; Kuznetsov, S. V. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12982-12989
42. Jung, J.; Van Orden, A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1240-1249
43. Ma, H.; Wan, C.; Wu, A.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 712-716
44. Williams, D. J.; Hall, K. B. Biophys. J. 1999, 76, 3192-3205
45. Villa, A.; Widjajakusuma, E.; Stock, G. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 134-142
46. Ferner, J.; Villa, A.; Duchardt, E.; Widjajakusuma, E.; Wohnert, J.; Stock, G.; Schwalbe, H. Nucleic Acids Res. 2008, 36, 1928-1940
47. Spackova, N.; Sponer, J. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 697-708
48. DePaul, A. J.; Thompson, E. J.; Patel, S. S.; Haldeman, K.; Sorin, E. J. Nucleic Acids Res. 2010, 38, 4856-4867
49. Riccardi, L.; Nguyen, P. H.; Stock, G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 16660-16668
50. Deng, N. J.; Cieplak, P. Biophys. J. 2010, 98, 627-636
51. Leontis, N. B.; Westhof, E. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 300-308
52. Sarver, M.; Zirbel, C. L.; Stombaugh, J.; Mokdad, A.; Leontis, N. B. J. Math. Biol. 2008, 56, 215-252
53. Fadrna, E.; Spackova, N.; Stefl, R.; Koca, J.; Cheatham, T. E.; Sponer, J. Biophys. J. 2004, 87, 227-242
54. Fadrna, E.; Spackova, N.; Sarzynska, J.; Koca, J.; Orozco, M.; Cheatham, T. E.; Kulinski, T.; Sponer, J. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2514-2530
55. Ditzler, M. A.; Otyepka, M.; Sponer, J.; Walter, N. G. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 40-47
56. Banas, P.; Hollas, D.; Zgarbova, M.; Jurecka, P.; Orozco, M.; Cheatham, T. E.; Sponer, J.; Otyepka, M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3836-3849
57. Mlynsky, V.; Banas, P.; Hollas, D.; Reblova, K.; Walter, N. G.; Sponer, J.; Otyepka, M. J. Phys. Chem. B 2010, 6642-6652
58. Denning, E. J.; Priyakumar, U. D.; Nilsson, L.; Mackerell, A. D. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1929-1943
59. Besseova, I.; Banáš, P.; Kührová, P.; Košinová, P.; Otyepka, M.; Šponer, J. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 9899-9916
60. Zgarbova, M.; Otyepka, M.; Sponer, J.; Mladek, A.; Banas, P.; Cheatham, T. E., 3rd; Jurecka, P. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2886-2902
61. Ode, H.; Matsuo, Y.; Neya, S.; Hoshino, T. J. Comput. Chem. 2008, 29, 2531-2542
62. Yildirim, I.; Stern, H. A.; Kennedy, S. D.; Tubbs, J. D.; Turner, D. H. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1520-1531
63. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197
64. Perez, A.; Marchan, I.; Svozil, D.; Sponer, J.; Cheatham, T. E.; Laughton, C. A.; Orozco, M. Biophys. J. 2007, 92, 3817-3829
65. Sklenovsky, P.; Florova, P.; Banas, P.; Reblova, K.; Lankas, F.; Otyepka, M.; Sponer, J. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2963-2980
66. Banas, P.; Sklenovsky, P.; Wedekind, J. E.; Sponer, J.; Otyepka, M. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 12721-12734
67. Sugita, Y.; Okamoto, Y. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 141-151
68. Nozinovic, S.; Furtig, B.; Jonker, H. R. A.; Richter, C.; Schwalbe, H. Nucleic Acids Res. 2010, 38, 683-694
69. Zirbel, C. L.; Sponer, J. E.; Sponer, J.; Stombaugh, J.; Leontis, N. B. Nucleic Acids Res. 2009, 37, 4898-4918
70. Aqvist, J. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8021-8024
71. Case, A. D.; Cheatham, T. E., III; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Merz, K. M.; Roberts, B. P.; Wang, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.; Seabra, G.; Kolossvai, I.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Vanicek, J.; Liu, J.; Wu, X.; Brozell, S. R.; Steinbrecher, T.; Gohlke, H.; Cai, Q.; Ye, X.; Wang, J.; Hsieh, M.-J.; Cui, G.; Roe, D. R.; Mathews, D. H.; Seetin, M. G.; Sagui, C.; Babin, V.; Luchko, T.; Gusarov, S.; Kovalenko, A.;; Kollman, P. A. AMBER 11; University of California: San Francisco, 2010.
72. Sousa da Silva, A. W.; Vranken, W. F. BMC Res. Notes 2012, 5, 367
73. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447
74. Van der Spoel, D.; Lindahl, E.; Hess, B.; Groenhof, G.; Mark, A. E.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1701-1718
75. Kollman, P. Chem. Rev. 1993, 93, 2395-2417
76. Lindahl, E.; Hess, B.; van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306-317
77. Berendsen, H. J. C.; Vanderspoel, D.; Vandrunen, R. Comput. Phys. Commun. 1995, 91, 43-56
78. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
79. Klenin, K.; Strode, B.; Wales, D. J.; Wenzel, W. BBA, Biochim. Biophys. Acta, Proteins Proteomics 2011, 1814, 977-1000
80. Liwo, A.; Czaplewski, C.; Oldziej, S.; Scheraga, H. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 134-139
81. Scheraga, H. A.; Khalili, M.; Liwo, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 57-83
82. Beck, D. A. C.; White, G. W. N.; Daggett, V. J. Struct. Biol. 2007, 157, 514-523
83. Leontis, N. B.; Westhof, E. RNA 2001, 7, 499-512
84. Kannan, S.; Zacharias, M. Biophys. J. 2007, 93, 3218-3228
85. Zhang, Y. F.; Zhao, X.; Mu, Y. G. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1146-1154
86. Polikanov, Y. S.; Blaha, G. M.; Steitz, T. A. Science 2012, 336, 915-918
87. Tishchenko, S.; Gabdulkhakov, A.; Nevskaya, N.; Sarskikh, A.; Kostareva, O.; Nikonova, E.; Sycheva, A.; Moshkovskii, S.; Garber, M.; Nikonov, S. Acta Crystallogr., D 2012, 68, 1051-1057
88. Spasic, A.; Serafini, J.; Mathews, D. H. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2497-2505
89. Williams, D. J.; Hall, K. B. J. Mol. Biol. 2000, 297, 1045-1061
90. Richardson, J. S.; Schneider, B.; Murray, L. W.; Kapral, G. J.; Immormino, R. M.; Headd, J. J.; Richardson, D. C.; Ham, D.; Hershkovits, E.; Williams, L. D.; Keating, K. S.; Pyle, A. M.; Micallef, D.; Westbrook, J.; Berman, H. M. RNA 2008, 14, 465-481
91. Mohan, S.; Hsiao, C.; Bowman, J. C.; Wartell, R.; Williams, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12679-12689
92. Banas, P.; Mladek, A.; Otyepka, M.; Zgarbova, M.; Jurecka, P.; Svozil, D.; Lankas, F.; Sponer, J. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2448-2460
93. Zgarbova, M.; Otyepka, M.; Sponer, J.; Hobza, P.; Jurecka, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 10476-10493
94. Dršata, T.; Pérez, A.; Orozco, M.; Morozov, A. V.; Šponer, J.; Lankaš, F. J. Chem. Theory Comput. 2012, 9, 707-721
95. Proctor, D. J.; Ma, H. R.; Kierzek, E.; Kierzek, R.; Gruebele, M.; Bevilacqua, P. C. Biochemistry 2004, 43, 14004-14014
96. Chen, S. J. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 197-214
97. Zhao, L.; Xia, T. B. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4118-4119