Fully Quantum Mechanical Description of Proteins in Solution. Combining Linear Scaling Quantum Mechanical Methodologies with the Poisson-Boltzmann Equation

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 103, Issue 26, 1999, Pages 5171-5188

  Gogonea, Valentin ^a   Merz Jr , Kenneth M ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84962467100     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp990266w     Document Type: Article

References (106)

1. Yang, W.; Lee, T.-S. J. Chem. Phys. 1995, 103, 5674-5678.
2. Dixon, S. L.; Merz, Jr., K. M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 6643-6649.
3. Dixon, S. L.; Merz, Jr., K. M. J. Chem. Phys. 1997, 107, 879-93.
4. Daniels, A. D.; Millam, J. M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1997, 107, 425-31.
5. Millam, J. M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1997, 106, 5569-5577.
6. Stewart, J. J. P. Int. J. Quantum Chem. 1996, 58, 133-146.
7. York, D. M.; Lee, T.-S.; Yang, W. Chem. Phys. Lett. 1996, 263, 297-304.
8. Nadig, G.; van Zant, L. C.; Dixon, S. L.; Merz, K. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5593-5594.
9. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans 2 1993, 799-805.
10. Roux, B.; Simonson, T. Biophys. Chem., submitted for publication.
11. Shao, L.; Yu, H.-A.; Gao, J. J. Phys. Chem. 1998, 102, 10366-10373.
12. Tomasi, J.; Persico, M. Chem. Rev. 1994, 94, 2027-2094.
13. Honig, B.; Nicholls, A. Science (Wash.) 1995, 268, 1144-1149.
14. Sharp, K.; Honig, B. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1990, 301.
15. Klapper, I.; Hagstrom, R.; Fine, R.; Sharp, K.; Honig, B. Proteins 1986, 1, 47.
16. Warwicker, J.; Ollis, D.; Richards, F. M.; Steitz, T. A. J. Mol. Biol. 1985, 186, 645.
17. Warwicker, J.; Watson, H. C. J. Mol. Biol. 1982, 157, 671-679.
18. Warwicker, J. J. Theor. Biol. 1986, 121, 199.
19. Allison, S. A.; Sines, J. J.; A. Wierzbicki J. Phys. Chem. 1989, 93, 5819-5823.
20. Davis, M.; McCammon, J. A. Chem. Rev. 1990, 90, 509-521.
21. Holst, M.; Kozack, R. E.; Saied, F.; Subramanian, S. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1994, 18, 231-245.
22. Davis, M. E.; McCammon, J. A. J. Comput. Chem. 1989, 10, 386-391.
23. Harvey, S. C. Proteins: Struct. Funct. Genet. 1989, 5, 78-92.
24. Tomac, S.; Graeslund, A. J. Comput. Chem. 1998, 19, 893-901.
25. Besler, B. H.; Merz, K. M. J.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1990, 11, 431-439.
26. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M.; William A. Goddard, I.; Honig, B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11875-82.
27. Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269.
28. Li, J.; Zhu, T.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1998, 102, 1820-1831.
29. Storer, J. W.; Giesen, D. J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Comput. Aided Mol. Des. 1995, 9, 87-110.
30. Honig, B.; Sharp, K. A.; Yang, A.-S. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1101-1109.
31. Cortis, C. M.; Friesner, R. A. J Comput. Chem. 1997, 18, 1570-1590.
32. Zauhar, R. J.; Morgan, R. S. J. Comput. Chem. 1988, 9, 171-187.
33. Zauhar, R. J.; Morgan, R. S. J. Mol. Biol 1985, 186, 115.
34. Uhlig, H. H. J. Phys. Chem. 1937, 41, 1215.
35. Gibson, H. D.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1967, 58, 420.
36. Hermann, R. B. J. Phys. Chem. 1972, 76, 2754.
37. Valvani, S. C.; Yalkovsky, S. H.; Amidon, G. L. J. Phys. Chem. 1976, 80, 829.
38. Warshel, A. J. J. Phys. Chem. 1979, 83, 1640.
39. Still, W. C.; Tempczyk, A.; Hawley, R. C.; Hendrickson, T. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6127.
40. Silla, E.; Tunon, I.; Pascual-Ahuir, J. L. J. Comput. Chem. 1991, 12, 1077.
41. Cramer, C.; Truhlar, D. G. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1089.
42. Hylton-McCreery, J.; Christoffersen, R. E.; Hall, G. G. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 7191.
43. Thole, B. T.; van Duijnen, P. T. Theor. Chim. Acta 1980, 55, 307.
44. Miertus, S.; Scocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117.
45. Rinaldi, D.; Ruiz-Lopez, M. F.; Rivail, J.-L. J. Chem. Phys. 1983, 78, 834.
46. Agren, H.; Medina-Llanos, C.; Mikkelsen, K. V. Chem. Phys. 1987, 115, 43.
47. Karlstroem, G. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1315.
48. Wong, M. W.; Frisch, M. J.; Wiberg, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4776.
49. Olivares del Valle, F. J.; Aguilar, M. A. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1993, 280, 25.
50. Rinaldi, D.; Rivail, J.-L. Theor. Chim. Acta 1973, 32, 57.
51. Rivail, J.-L.; Rinaldi, D. Chem. Phys. 1976, 18, 233.
52. Tapia, O.; Goschinski, O. Mol. Phys. 1975, 29, 1653.
53. Hoshi, H.; Sakurai, M.; Inoue, Y.; Chujo, R. J. Chem. Phys. 1987, 87, 1107.
54. Miertus, S.; Frecer, V.; Majekova, M. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1988, 189, 443.
55. Ruiz-Lopez, M. F.; Rinaldi, D. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1983, 93, 277.
56. Karelson, M. M.; Katritzky, A. R.; Zerner, M. C. Int. J. Quantum Chem.: Quantum Chem. Chem. Symp. 1986, 20, 521.
57. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8305, 9901 (E).
58. Cramer, C.; Truhlar, D. G. J. Comput.-Aided Mol. Des. 1992, 6, 629.
59. Wang, B.; Ford, G. P. J. Chem. Phys. 1992, 97, 4162.
60. Negre, M. J.; Orozco, M.; Luque, F. J. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 27.
61. Ciudinov, G. E.; Napolov, D. V.; Basilevsky, M. V. Chem. Phys. 1992, 160, 41.
62. Rauhut, G.; Clark, T.; Steinke, K. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9174.
63. Pople, J. A.; Beveridge, D. L. Approximate Molecular Theory; McGraw-Hill: New York, 1970.
64. Dewar, M. J. S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4899-4907.
65. Lee, T.-S.; York, D. M.; Yang, W. J. Chem. Phys. 1996, 105, 2744-2750.
66. York, D. M.; Lee, T.-S.; Yang, W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10940-10941.
67. Dixon, S. L.; Merz, K. M., Jr. In The Divide and Conquer Methodology Applied to Semiempirical SCF MO Calculations; Dixon, S. L., Merz, K. M., Jr., Eds., in press.
68. Gilson, M. K.; Sharp, K. A.; Honig, B. H. J. Comput. Chem. 1987, 9, 327-335.
69. Nicholls, A.; Honig, B. J. Comput. Chem. 1991, 12, 435-445.
70. Davis, M. E.; McCammon, J. A. J. Comput. Chem. 1991, 12, 909-912.
71. Luty, B. A.; Davis, M. E.; McCammon, J. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1114-1118.
72. Holst, M.; Saied, F. J. Comput. Chem. 1993, 14, 105-113.
73. Bruccoleri, R. E. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1417-1422.
74. Sitkoff, D.; Sharp, K. A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 1978-1988.
75. Holst, M. J.; Saied, F. J. Comput. Chem. 1995, 16, 337-364.
76. Bruccoleri, R. E.; Novotny, J.; Davis, M. E.; Sharp, K. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 268-276.
77. Cortis, M. C.; Langlois, J.-M.; Beachy, M. D.; Friesner, R. A. J. Chem. Phys. 1996, 105, 5472-5484.
78. Cortis, C. M.; Friesner, R. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1591-1608.
79. Mukherjee, A. In An Adaptive Finite Element Code for Eliptic Boundary Value Problems in Three Dimensions with Applications in Numerical Relativity; Mukherjee, A., Ed.; Pennsylvania State University: State College, PA, 1996; p 110.
80. Reiner, E. S.; Radke, C. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1990, 86, 3901-3912.
81. Sharp, K. A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 7684-7692.
82. Gilson, M. K.; Davis, M. E.; Luty, B. A.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 3591-3600.
83. David, L.; Field, M. J. J. Comput. Chem. 1997, 18, 343-350.
84. Rashin, A. A.; Namboodiri, K. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6003-6012.
85. Yoon, B. J.; Lenhoff, A. M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 1080-1086.
86. Vorobjev, Y. N.; Grant, J. A.; Scheraga, H. A. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3189-3196.
87. Purisima, E. O.; Nilar, S. H. J. Comput. Chem. 1995, 16, 681-689.
88. Horvath, D.; van Belle, D.; Lippens, G.; Wodak, S. J. J. Chem. Phys. 1996, 104, 6679-6695.
89. Zauhar, R. J.; Varnek, A. J. Comput. Chem. 1996, 17, 864-877.
90. Vorobjev, Y. N.; Scheraga, H. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 569-583.
91. Reitz, J. R.; Milford, F. J. Foundation of Electromagnetic Theory; Addison-Wesley: Reading, MA, 1967.
92. Richards, F. M. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 1977, 6, 151.
93. Press: W. H.; Teokolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing, 2nd ed.; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1992.
94. Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3257-3271.
95. Wolfenden, R.; Andersson, L.; Cullis, P. M.; Southgate, C. C. Biochemistry 1981, 20, 849.
96. Cabani, S.; Gianni, P.; Mollica, V.; Lepori, L. J. Soln. Chem. 1981, 10, 563.
97. Marten, B.; Kim, K.; Cortis, C.; Friesner, R, A.; Murphy, R. B.; Ringnalda, M. N.; Sitkoff, D.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11775-88.
98. Vasquez, M.; Nemethy, G.; Scheraga, H. A. Macromolecules 1983, 16, 1043-1049.
99. Drew, H. R.; Wing, R. M.; Takano, T.; Broka, C.; Tanaka, S.; Itakura, K.; Dickerson, R. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1981, 78, 2179.
100. Jaguar_3.5; Schroedinger Inc.: Portland, OR, 1998.
101. Barone, V.; Cossi, M; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3210-3221.
102. Bash, P. A.; Singh, U. C; Langridge, R.; Kollman, P. A. Science 1987, 236, 564-568.
103. Miller, J. L.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 8587.
104. Pearlman, D. A.; Case, D. A.; Caldwell, J. C; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P.; Kollman, P. A. AMBER 4.1; University of California: San Francisco, 1993.
105. Vincent, J. J.; Merz, K. M., Jr. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 220-223.
106. Ooi, T.; Oobatake, M.; Nemethy, G.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 3086.