Energy gradients in combined fragment molecular orbital and polarizable continuum model (FMO/PCM) calculation

Journal of Computational Chemistry

Volumn 31, Issue 4, 2010, Pages 778-790

  Li, Hui ^a   Fedorov, Dmitri G ^b   Nagata, Takeshi ^b   Kitaura, Kazuo ^b,c   Jensen, Jan H ^d   Gordon, Mark S ^e  

^a UNIVERSITY OF NEBRASKA LINCOLN   (United States)

^b NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY AIST   (Japan)

^c KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^d UNIVERSITY OF COPENHAGEN   (Denmark)

^e IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Fragment molecular orbital; Geometry optimization; Polarizable continuum model; Polyalanine; Solution structure; Trp cage miniprotein

Indexed keywords

COMPUTATIONAL GEOMETRY; CONTINUUM MECHANICS; MOLECULAR MODELING; MOLECULAR ORBITALS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY;

FRAGMENT MOLECULAR ORBITAL; GEOMETRY OPTIMIZATION; POLARIZABLE CONTINUUM MODEL; POLYALANINE; SOLUTION STRUCTURES;

OPTIMIZATION;

EID: 84962338732     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.21363     Document Type: Article

References (77)

1. Kitaura, K.; Ikeo, E.; Asada, T.; Nakano, T.; Uebayasi, M. Chem Phys Lett 1999, 313, 701.
2. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. In Modern Methods for Theoretical Physical Chemistry and Biopolymers; Starikov, E. B.; Lewis, J. P.; Tanaka, S., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2006; pp. 3-38.
3. Fedorov, D. G.; Kitaura, K., editors. The Fragment Molecular Orbital Method: Practical Applications to Large Molecular Systems; CRC Press, 2009.
4. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Chem Phys 2004, 120, 6832.
5. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Chem. Phys 2004, 121, 2483.
6. Sugiki, S. I.; Kurita, N.; Sengoku, Y.; Sekino, H. Chem Phys Lett 2003, 382, 611.
7. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Chem. Phys 2005, 122, 054108.
8. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Chem Phys 2005, 123, 134103.
9. Mochizuki, Y.; Koikegami, S.; Amari, S.; Segawa, K.; Kitaura, K.; Nakano, T. Chem Phys Lett 2005, 406, 283.
10. Maezono, R.; Watanabe, H.; Tanaka, S.; Towler, M. D.; Needs, R. J. J Phys Soc Jpn 2007, 76, 064301.
11. Chiba, M.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Chem. Phys 2007, 127, 104108.
12. Fedorov, D. G.; Ishida, T.; Kitaura, K. J Phys Chem A. 2005, 109, 2638.
13. Chiba, M.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Comput Chem 2008, 29, 2667.
14. Fedorov, D. G.; Ishida, T.; Uebayasi, M.; Kitaura, K. J Phys Chem A 2007, 111, 2722.
15. Sato, M.; Yamataka, H.; Komeiji, Y.; Mochizuki, Y.; Ishikawa, T.; Nakano, T. J Am Chem Soc 2008, 130, 2396.
16. Komeiji, Y.; Ishikawa, T.; Mochizuki, Y.; Yamataka, H.; Nakano, T. J Comput Chem 2009, 30, 40.
17. Nakanishi, I.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. Proteins Struct Funct Bioinformatics 2007, 68, 145.
18. Fukuzawa, K.; Kitaura, K.; Uebayasi, M.; Nakata, K.; Kaminuma, T.; Nakano, T. J Comput Chem 2005, 26, 1.
19. Takematsu, K.; Fukuzawa, K.; Omagari, K.; Nakajima, S.; Nakajima, K.; Mochizuki, Y.; Nakano, T.; Watanabe, H.; Tanaka, S. J Phys Chem B 2009, 113, 4991.
20. Fukuzawa, K.; Komeiji, Y.; Mochizuki, Y.; Kato, A.; Nakano, T.; Tanaka, S. J Comput Chem 2006, 27, 948.
21. Komeiji, Y.; Ishida, T.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Comput Chem 2007, 28, 1750.
22. Mochizuki, Y.; Komeiji, Y.; Ishikawa, T.; Nakano, T.; Yamataka, H. Chem Phys Lett 2007, 437, 66.
23. Ishida, T.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Phys Chem B 2006, 110, 1457.
24. Mochizuki, Y.; Nakano, T.; Amari, S.; Ishikawa, T.; Tanaka, K.; Sakurai, M.; Tanaka, S. Chem Phys Lett 2007, 433, 360.
25. Ikegami, T.; Ishida, T.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K.; Inadomi, Y.; Umeda, H.; Yokokawa, M.; Sekiguchi, S. J Comput Chem [Epub ahead of print: DOI 10.1002/jcc.21272]
26. Taguchi, N.; Mochizuki, Y.; Nakano, T.; Amari, S.; Fukuzawa, K.; Ishikawa, T.; Sakurai, M.; Tanaka, S. J Phys Chem B 2009, 113, 1153.
27. Fedorov, D. G.; Jensen, J. H.; Deka, R. C.; Kitaura, K. J Phys Chem A 2008, 112, 11808.
28. Imamura, A.; Aoki, Y.; Maekawa, K. J Chem Phys 1991, 95, 5419.
29. Yang, W. Phys Rev Lett 1991, 66, 1438.
30. Aoki, Y.; Suhai, S.; Imamura, A. Int J Quantum Chem 1994, 52, 267.
31. Gao, J. L.; Truhlar, D. G. Ann Rev Phys Chem 2002, 53, 467.
32. Zhang, D. W.; Zhang, J. Z. H. J Chem Phys 2003, 119, 3599.
33. Babu, K.; Gadre, S. R. J Comput Chem 2003, 24, 484.
34. Nikitina, E.; Sulimov, V.; Zayets, V.; Zaitseva, N. Int J Quantum Chem 2004, 97, 747.
35. Makowski, M.; Korchowiec, J.; Gu, F. L.; Aoki, Y. J Comput Chem 2006, 27, 1603.
36. Paulus, B. Phys Reports-Rev Sec Phys Lett 2006, 428, 1.
37. Inaba, T.; Sato, F. J Comput Chem 2007, 28, 984.
38. Huang, L.; Massa, L.; Karle, J. Proc Natl Acad Sci USA 2008, 105, 1849.
39. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Phys Chem. A 2007, 111, 6904.
40. Gordon, M. S.; Mullin, J. M.; Pruitt, S. R.; Roskop, L. B.; Slipchenko, L. V.; Boatz, J. A. J Phys Chem B (in press).
41. Rega, N.; Cossi, M.; Barone, V. Chem Phys Lett 1998, 293, 221.
42. York, D. M.; Lee, T-S.; Yang, W. J Am Chem Soc 1996, 118, 10940.
43. Scalmani, G.; Barone, V.; Kudin, K. N.; Pomelli, C. S.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. Theor Chem Acc 2004, 111, 90.
44. Li, H.; Pomelli, C. S.; Jensen, J. H. Theor Chem Acc 2003, 109, 71.
45. Mei, Y.; Ji, C. G.; Zhang, J. Z. H. J Chem Phys 2006, 125, 094906.
46. Bondesson, L.; Rudberg, E.; Luo, Y.; Salek, P. J Phys Chem. B 2007, 111, 10320.
47. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem Rev 2005, 105, 2999.
48. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem Phys 1981, 55, 117.
49. Canees, E.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J Chem Phys 1997, 107, 3032.
50. Klamt, A.; Schuurmann, G. J Chem Soc Perkin Trans 2 1993, 799.
51. Truong, T. N.; Stefanovich, E. V. Chem Phys Lett 1995, 240, 253.
52. Barone, V.; Cossi, M. J Phys Chem A 1998, 102, 1995.
53. Li, H.; Jensen, J. H. J Comput Chem 2004, 25, 1449.
54. Chipman, D. M. Theor Chem Acc 2002, 107, 80.
55. Chipman, D. M.; Dupuis, M. Theor Chem Ace 2002, 107, 90.
56. Marenich, A. V.; Olson, R. M., Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J Chem Theory Comput 2007, 3, 2011.
57. Fedorov, D. G.; Kitaura, K.; Li, H.; Jensen, J. H.; Gordon, M. S. J Comput Chem 2006, 27, 976.
58. Barone, V.; Improta, R.; Rega, N. Theor Chem Ace 2004, 111, 237.
59. Pierotti, R. A. Chem Rev 1976, 76, 717.
60. Floris, F. M.; Tomasi, J.; Ahuir, J. L. P. J Comput Chem 1991, 12, 784.
61. Nakano, T.; Kaminuma, T.; Sato, T.; Fukuzawa, K.; Akiyama, Y.; Uebayasi, M.; Kitaura, K. Chem Phys Lett 2002, 351, 475.
62. Nagata, T.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. Chem Phys Lett 2009, 475, 124.
63. He, X.; Fusti-Molnar, L.; Cui, G. L.; Merz, K. M. J Phys Chem B 2009, 113, 5290.
64. Sawada, T.; Fedorov, D. G.; Kitaura, K. Int J Quantum. Chem. 2009, 109, 2033.
65. Cammi, R.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J Phys Chem A 1999, 103, 9100.
66. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J Comput Chem 2007, 28, 222.
67. Pomelli, C. S.; Tomasi, J.; Barone, V. Theor Chem Acc 2001, 105, 446.
68. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J Comput Chem 1993, 14, 1347.
69. Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. In Theory and applications of computational chemistry; Dykstra, C. E.; Frenking, G.; Kim, K. S.; Scuseria, G. E., Eds.; Amsterdam.: Elsevier, 2005.
70. Fedorov, D. G.; Olson, R. M.; Kitaura, K.; Gordon, M. S.; Koseki, S. J Comput Chem 2004, 25, 872.
71. Peng, Y.; Hansmann, U. H. E. Biophys J 2002, 82, 3269.
72. van Giessen, A. E.; Straub, J. E. J Chem Phys 2005, 122, 024904.
73. Ozawa, T.; Okazaki, K. J Comput Chem 2008, 29, 2656.
74. Fedorov, D. G.; Ishimura, K.; Ishida, T.; Kitaura, K.; Pulay, P.; Nagase, S. J Comput Chem 2007, 28, 1476.
75. Neidigh, J. W.; Fesinmeyer, R. M.; Andersen, N. H. Nat Struct Biol 2002, 9, 425.
76. 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.
77. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J Chem Phys 1983, 79, 926.