Added some missing cleanup targets to the Makefile
[sawsim.git] / sawsim.bib
1 %   Good, very basic tutorial
2 %    http://cmtw.harvard.edu/Documentation/TeX/Bibtex/Example.html
3 %   More detail on the whole process
4 %    http://www.andy-roberts.net/misc/latex/latextutorial3.html
5 %   Entry types reference
6 %    http://newton.ex.ac.uk/tex/pack/bibtex/btxdoc/node6.html
7 %   Fields reference
8 %    http://newton.ex.ac.uk/tex/pack/bibtex/btxdoc/node7.html
9 %   Entry and field reference, but with little discussion
10 %    http://en.wikipedia.org/wiki/BibTeX
11 %   Examples of assorted styles
12 %    http://www.cs.stir.ac.uk/~kjt/software/latex/showbst.html
13 %   Assorted BibTeX tools
14 %    http://liinwww.ira.uka.de/bibliography/Bib.Format.html
15 %
16 %   at some point in your latex document
17 %    \bibliographystyle{prsty} % Phys. Rev. style
18 %   other syles include abbrv, alpha, plain, unsrt
19 %
20 %   and in your latex document where you want the bibliography:
21 %    \bibliography{wtk} % wtk.bib is the name of the database
22 %
23 %   compile (using latex for example) with
24 %   $ latex example
25 %   $ bibtex example
26 %   $ latex example
27 %   $ latex example
28 %
29 %   See possibly the Natbib package for other citation styles & link formats
30 %   Customize bibliography with Makebst (`latex makebst`),
31 %   makes .bst bib-style format files according to your specifications.
32 %
33 %   My key style is '<lowercase-main-author-last-name><four-digit-year>',
34 %   which I can kindof achieve with
35 %    $ bibtool -f '%-1n(author)%2d(year)' wtk.bib -o wtk1.bib
36 %   Except any paper with more than one author has a '.ea' appended to the name
37 %   and bibtool removes all comments :(.
38
39 %   Define some Journal name shortcuts
40 %  @String{PRL =    "Phys. Rev. Lett."}
41
42 %  @String{RMP =    "Rev. Mod. Phys."}
43
44 %  @String{LANG =   "Langmuir"}
45
46 %  @String(PNAS="Proc. Nat. Acad. Sci.")
47 %  @String{RSI =    "Rev. Sci. Instrum."}
48
49 @Article{hyeon03,
50   author =       "Changbong Hyeon and D. Thirumalai",
51   title =        "Can energy landscape roughness of proteins and {RNA}
52                  be measured by using mechanical unfolding
53                  experiments?",
54   journal =      "Proc Natl Acad Sci U S A",
55   year =         "2003",
56   month =        sep,
57   day =          "02",
58   volume =       "100",
59   number =       "18",
60   pages =        "10249--10253",
61   keywords =     "Protein Folding",
62   keywords =     "Proteins",
63   keywords =     "RNA",
64   keywords =     "Temperature",
65   keywords =     "Thermodynamics",
66   abstract =     "By considering temperature effects on the mechanical
67                  unfolding rates of proteins and RNA, whose energy
68                  landscape is rugged, the question posed in the title is
69                  answered in the affirmative. Adopting a theory by
70                  Zwanzig [Zwanzig, R. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
71                  85, 2029-2030], we show that, because of roughness
72                  characterized by an energy scale epsilon, the unfolding
73                  rate at constant force is retarded. Similarly, in
74                  nonequilibrium experiments done at constant loading
75                  rates, the most probable unfolding force increases
76                  because of energy landscape roughness. The effects are
77                  dramatic at low temperatures. Our analysis suggests
78                  that, by using temperature as a variable in mechanical
79                  unfolding experiments of proteins and RNA, the
80                  ruggedness energy scale epsilon, can be directly
81                  measured.",
82   ISSN =         "0027-8424",
83   doi =          "10.1073/pnas.1833310100",
84   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/18/10249",
85   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/18/10249.pdf",
86   note =         "Derives the major theory behind my thesis.  The Kramers rate equation is Hanggi Eq. 4.56c (page 275)\cite{hanggi90}.",
87   project =      "Energy Landscape Roughness",
88 }
89
90 @Article{nevo05,
91   author =       "Reinat Nevo and Vlad Brumfeld and Ruti Kapon and Peter
92                  Hinterdorfer and Ziv Reich",
93   title =        "Direct measurement of protein energy landscape
94                  roughness.",
95   journal =      "EMBO Rep",
96   year =         "2005",
97   month =        may,
98   volume =       "6",
99   number =       "5",
100   pages =        "482--486",
101   keywords =     "Models, Molecular",
102   keywords =     "Protein Binding",
103   keywords =     "Protein Folding",
104   keywords =     "Spectrum Analysis",
105   keywords =     "Thermodynamics",
106   keywords =     "beta Karyopherins",
107   keywords =     "ran GTP-Binding Protein",
108   abstract =     "The energy landscape of proteins is thought to have an
109                  intricate, corrugated structure. Such roughness should
110                  have important consequences on the folding and binding
111                  kinetics of proteins, as well as on their equilibrium
112                  fluctuations. So far, no direct measurement of protein
113                  energy landscape roughness has been made. Here, we
114                  combined a recent theory with single-molecule dynamic
115                  force spectroscopy experiments to extract the overall
116                  energy scale of roughness epsilon for a complex
117                  consisting of the small GTPase Ran and the nuclear
118                  transport receptor importin-beta. The results gave
119                  epsilon > 5k(B)T, indicating a bumpy energy surface,
120                  which is consistent with the ability of importin-beta
121                  to accommodate multiple conformations and to interact
122                  with different, structurally distinct ligands.",
123   ISSN =         "1469-221X",
124   doi =          "10.1038/sj.embor.7400403",
125   URL =          "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n5/abs/7400403.html",
126   eprint =       "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n5/pdf/7400403.pdf",
127   note =         "Applies H&T\cite{hyeon03} to ligand-receptor
128                  binding.",
129   project =      "Energy Landscape Roughness",
130 }
131
132 %   Altered from original 'Download citation' from Rev Sci Instrum website
133 @Article{yang06,
134   author =       "Yao Yang and Fan-Chi Lin and Guoliang Yang",
135   collaboration = "",
136   title =        "Temperature control device for single molecule
137                  measurements using the atomic force microscope",
138   publisher =    "AIP",
139   year =         "2006",
140   journal =      "Review of Scientific Instruments",
141   volume =       "77",
142   number =       "6",
143   eid =          "063701",
144   numpages =     "5",
145   pages =        "063701",
146   keywords =     "temperature control; atomic force microscopy;
147                  thermocouples; heat sinks",
148   URL =          "http://link.aip.org/link/?RSI/77/063701/1",
149   doi =          "10.1063/1.2204580",
150   note =         "Introduces our temperature control system",
151   project =      "Energy Landscape Roughness",
152 }
153
154 %   Altered from original 'Download to citation manager' from Highwire Press
155 @Article{rief97,
156   author =       "Matthias Rief and Mathias Gautel and Filipp Oesterhelt
157                  and Julio M. Fernandez and Hermann E. Gaub",
158   title =        "{Reversible Unfolding of Individual Titin
159                  Immunoglobulin Domains by AFM}",
160   journal =      "Science",
161   volume =       "276",
162   number =       "5315",
163   pages =        "1109--1112",
164   doi =          "10.1126/science.276.5315.1109",
165   year =         "1997",
166   URL =          "http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/276/5315/1109",
167   eprint =       "http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/276/5315/1109.pdf",
168   note =         "Seminal paper for force spectroscopy on Titin. Cited
169                  by Dietz '04\cite{dietz04} (ref 9) as an example of how
170                  unfolding large proteins is easily interpreted (vs.
171                  confusing unfolding in bulk), but Titin is a rather
172                  simple example of that, because of it's globular-chain
173                  structure.",
174   project =      "Energy Landscape Roughness",
175 }
176
177 %   Altered from original 'Download to citation manager' from scitation.aip.org
178 @Article{hutter93,
179   author =       "Jeffrey L. Hutter and John Bechhoefer",
180   collaboration = "",
181   title =        "Calibration of atomic-force microscope tips",
182   publisher =    "AIP",
183   year =         "1993",
184   journal =      "Review of Scientific Instruments",
185   volume =       "64",
186   number =       "7",
187   pages =        "1868--1873",
188   keywords =     "ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CALIBRATION; QUALITY FACTOR;
189                  PROBES; RESONANCE; SILICON NITRIDES; MICA; VAN DER
190                  WAALS FORCES",
191   URL =          "http://link.aip.org/link/?RSI/64/1868/1",
192   doi =          "10.1063/1.1143970",
193   note =         "Seminal paper for thermal calibration of AFM
194                  cantilevers.",
195   project =      "Cantilever Calibration",
196 }
197
198 %   Originals from PNAS 'download to citation manager'
199
200 @Article{dietz04,
201   author =       "Hendrik Dietz and Matthias Rief",
202   title =        "{Exploring the energy landscape of GFP by
203                  single-molecule mechanical experiments}",
204   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
205   volume =       "101",
206   number =       "46",
207   pages =        "16192--16197",
208   doi =          "10.1073/pnas.0404549101",
209   year =         "2004",
210   abstract =     "We use single-molecule force spectroscopy to drive
211                  single GFP molecules from the native state through
212                  their complex energy landscape into the completely
213                  unfolded state. Unlike many smaller proteins,
214                  mechanical GFP unfolding proceeds by means of two
215                  subsequent intermediate states. The transition from the
216                  native state to the first intermediate state occurs
217                  near thermal equilibrium at {approx}35 pN and is
218                  characterized by detachment of a seven-residue
219                  N-terminal {alpha}-helix from the beta barrel. We
220                  measure the equilibrium free energy cost associated
221                  with this transition as 22 kBT. Detachment of this
222                  small {alpha}-helix completely destabilizes GFP
223                  thermodynamically even though the {beta}-barrel is
224                  still intact and can bear load. Mechanical stability of
225                  the protein on the millisecond timescale, however, is
226                  determined by the activation barrier of unfolding the
227                  {beta}-barrel out of this thermodynamically unstable
228                  intermediate state. High bandwidth, time-resolved
229                  measurements of the cantilever relaxation phase upon
230                  unfolding of the {beta}-barrel revealed a second
231                  metastable mechanical intermediate with one complete
232                  {beta}-strand detached from the barrel. Quantitative
233                  analysis of force distributions and lifetimes lead to a
234                  detailed picture of the complex mechanical unfolding
235                  pathway through a rough energy landscape.",
236   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/46/16192",
237   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/46/16192.pdf",
238   note =         "Nice energy-landscape-to-one-dimension compression
239                  graphic. Unfolding Green Flourescent Protein (GFP)
240                  towards using it as an embedded force probe.",
241   project =      "Energy landscape roughness",
242 }
243
244 @Article{sato05,
245   author =       "Takehiro Sato and Masatoshi Esaki and Julio M.
246                  Fernandez and Toshiya Endo",
247   title =        "{Comparison of the protein-unfolding pathways between
248                  mitochondrial protein import and atomic-force
249                  microscopy measurements}",
250   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
251   volume =       "102",
252   number =       "50",
253   pages =        "17999--18004",
254   doi =          "10.1073/pnas.0504495102",
255   year =         "2005",
256   abstract =     "Many newly synthesized proteins have to become
257                  unfolded during translocation across biological
258                  membranes. We have analyzed the effects of various
259                  stabilization/destabilization mutations in the Ig-like
260                  module of the muscle protein titin upon its import from
261                  the N terminus or C terminus into mitochondria. The
262                  effects of mutations on the import of the titin module
263                  from the C terminus correlate well with those on forced
264                  mechanical unfolding in atomic-force microscopy (AFM)
265                  measurements. On the other hand, as long as turnover of
266                  the mitochondrial Hsp70 system is not rate-limiting for
267                  the import, import of the titin module from the N
268                  terminus is sensitive to mutations in the N-terminal
269                  region but not the ones in the C-terminal region that
270                  affect resistance to global unfolding in AFM
271                  experiments. We propose that the mitochondrial-import
272                  system can catalyze precursor-unfolding by reducing the
273                  stability of unfolding intermediates.",
274   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/50/17999",
275   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/50/17999.pdf",
276 }
277
278 @Article{peng08,
279   author =       "Qing Peng and Hongbin Li",
280   title =        "{Atomic force microscopy reveals parallel mechanical
281                  unfolding pathways of T4 lysozyme: Evidence for a
282                  kinetic partitioning mechanism}",
283   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
284   volume =       "105",
285   number =       "6",
286   pages =        "1885--1890",
287   doi =          "10.1073/pnas.0706775105",
288   year =         "2008",
289   abstract =     "Kinetic partitioning is predicted to be a general
290                  mechanism for proteins to fold into their well defined
291                  native three-dimensional structure from unfolded states
292                  following multiple folding pathways. However,
293                  experimental evidence supporting this mechanism is
294                  still limited. By using single-molecule atomic force
295                  microscopy, here we report experimental evidence
296                  supporting the kinetic partitioning mechanism for
297                  mechanical unfolding of T4 lysozyme, a small protein
298                  composed of two subdomains. We observed that on
299                  stretching from its N and C termini, T4 lysozyme
300                  unfolds by multiple distinct unfolding pathways: the
301                  majority of T4 lysozymes unfold in an all-or-none
302                  fashion by overcoming a dominant unfolding kinetic
303                  barrier; and a small fraction of T4 lysozymes unfold in
304                  three-state fashion involving unfolding intermediate
305                  states. The three-state unfolding pathways do not
306                  follow well defined routes, instead they display
307                  variability and diversity in individual unfolding
308                  pathways. The unfolding intermediate states are local
309                  energy minima along the mechanical unfolding pathways
310                  and are likely to result from the residual structures
311                  present in the two subdomains after crossing the main
312                  unfolding barrier. These results provide direct
313                  evidence for the kinetic partitioning of the mechanical
314                  unfolding pathways of T4 lysozyme, and the complex
315                  unfolding behaviors reflect the stochastic nature of
316                  kinetic barrier rupture in mechanical unfolding
317                  processes. Our results demonstrate that single-molecule
318                  atomic force microscopy is an ideal tool to investigate
319                  the folding/unfolding dynamics of complex multimodule
320                  proteins that are otherwise difficult to study using
321                  traditional methods.",
322   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/105/6/1885",
323   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/105/6/1885.pdf",
324 }
325
326 @Article{sharma07,
327   author =       "Deepak Sharma and Ognjen Perisic and Qing Peng and Yi
328                  Cao and Canaan Lam and Hui Lu and Hongbin Li",
329   title =        "{Single-molecule force spectroscopy reveals a
330                  mechanically stable protein fold and the rational
331                  tuning of its mechanical stability}",
332   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
333   volume =       "104",
334   number =       "22",
335   pages =        "9278--9283",
336   doi =          "10.1073/pnas.0700351104",
337   year =         "2007",
338   abstract =     "It is recognized that shear topology of two directly
339                  connected force-bearing terminal [beta]-strands is a
340                  common feature among the vast majority of mechanically
341                  stable proteins known so far. However, these proteins
342                  belong to only two distinct protein folds, Ig-like
343                  [beta] sandwich fold and [beta]-grasp fold,
344                  significantly hindering delineating molecular
345                  determinants of mechanical stability and rational
346                  tuning of mechanical properties. Here we combine
347                  single-molecule atomic force microscopy and steered
348                  molecular dynamics simulation to reveal that the de
349                  novo designed Top7 fold [Kuhlman B, Dantas G, Ireton
350                  GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D (2003) Science
351                  302:13641368] represents a mechanically stable protein
352                  fold that is distinct from Ig-like [beta] sandwich and
353                  [beta]-grasp folds. Although the two force-bearing
354                  [beta] strands of Top7 are not directly connected, Top7
355                  displays significant mechanical stability,
356                  demonstrating that the direct connectivity of
357                  force-bearing [beta] strands in shear topology is not
358                  mandatory for mechanical stability. This finding
359                  broadens our understanding of the design of
360                  mechanically stable proteins and expands the protein
361                  fold space where mechanically stable proteins can be
362                  screened. Moreover, our results revealed a
363                  substructure-sliding mechanism for the mechanical
364                  unfolding of Top7 and the existence of two possible
365                  unfolding pathways with different height of energy
366                  barrier. Such insights enabled us to rationally tune
367                  the mechanical stability of Top7 by redesigning its
368                  mechanical unfolding pathway. Our study demonstrates
369                  that computational biology methods (including de novo
370                  design) offer great potential for designing proteins of
371                  defined topology to achieve significant and tunable
372                  mechanical properties in a rational and systematic
373                  fashion.",
374   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/22/9278",
375   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/22/9278.pdf",
376 }
377
378 @Article{oberhauser01,
379   author =       "Andres F. Oberhauser and Paul K. Hansma and Mariano
380                  Carrion-Vazquez and Julio M. Fernandez",
381   title =        "{Stepwise unfolding of titin under force-clamp atomic
382                  force microscopy}",
383   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
384   volume =       "98",
385   number =       "2",
386   pages =        "468--472",
387   doi =          "10.1073/pnas.021321798",
388   year =         "2001",
389   abstract =     "",
390   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/2/468",
391   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/2/468.pdf",
392 }
393
394 @Article{walther07,
395   author =       "Kirstin A. Walther and Frauke Grater and Lorna Dougan
396                  and Carmen L. Badilla and Bruce J. Berne and Julio M.
397                  Fernandez",
398   title =        "{Signatures of hydrophobic collapse in extended
399                  proteins captured with force spectroscopy}",
400   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
401   volume =       "104",
402   number =       "19",
403   pages =        "7916--7921",
404   doi =          "10.1073/pnas.0702179104",
405   year =         "2007",
406   abstract =     "We unfold and extend single proteins at a high force
407                  and then linearly relax the force to probe their
408                  collapse mechanisms. We observe a large variability in
409                  the extent of their recoil. Although chain entropy
410                  makes a small contribution, we show that the observed
411                  variability results from hydrophobic interactions with
412                  randomly varying magnitude from protein to protein.
413                  This collapse mechanism is common to highly extended
414                  proteins, including nonfolding elastomeric proteins
415                  like PEVK from titin. Our observations explain the
416                  puzzling differences between the folding behavior of
417                  highly extended proteins, from those folding after
418                  chemical or thermal denaturation. Probing the collapse
419                  of highly extended proteins with force spectroscopy
420                  allows separation of the different driving forces in
421                  protein folding.",
422   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/19/7916",
423   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/19/7916.pdf",
424 }
425
426 @Article{dietz06a,
427   author =       "Hendrik Dietz and Felix Berkemeier and Morten Bertz
428                  and Matthias Rief",
429   title =        "{Anisotropic deformation response of single protein
430                  molecules}",
431   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
432   volume =       "103",
433   number =       "34",
434   pages =        "12724--12728",
435   doi =          "10.1073/pnas.0602995103",
436   year =         "2006",
437   abstract =     "Single-molecule methods have given experimental access
438                  to the mechanical properties of single protein
439                  molecules. So far, access has been limited to mostly
440                  one spatial direction of force application. Here, we
441                  report single-molecule experiments that explore the
442                  mechanical properties of a folded protein structure in
443                  precisely controlled directions by applying force to
444                  selected amino acid pairs. We investigated the
445                  deformation response of GFP in five selected
446                  directions. We found fracture forces widely varying
447                  from 100 pN up to 600 pN. We show that straining the
448                  GFP structure in one of the five directions induces
449                  partial fracture of the protein into a half-folded
450                  intermediate structure. From potential widths we
451                  estimated directional spring constants of the GFP
452                  structure and found values ranging from 1 N/m up to 17
453                  N/m. Our results show that classical continuum
454                  mechanics and simple mechanistic models fail to
455                  describe the complex mechanics of the GFP protein
456                  structure and offer insights into the mechanical design
457                  of protein materials.",
458   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/34/12724",
459   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/34/12724.pdf",
460 }
461
462 @Article{schlierf04,
463   author =       "Michael Schlierf and Hongbin Li and Julio M.
464                  Fernandez",
465   title =        "{The unfolding kinetics of ubiquitin captured with
466                  single-molecule force-clamp techniques}",
467   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
468   volume =       "101",
469   number =       "19",
470   pages =        "7299--7304",
471   doi =          "10.1073/pnas.0400033101",
472   year =         "2004",
473   abstract =     "We use single-molecule force spectroscopy to study the
474                  kinetics of unfolding of the small protein ubiquitin.
475                  Upon a step increase in the stretching force, a
476                  ubiquitin polyprotein extends in discrete steps of 20.3
477                  {+/-} 0.9 nm marking each unfolding event. An average
478                  of the time course of these unfolding events was well
479                  described by a single exponential, which is a necessary
480                  condition for a memoryless Markovian process. Similar
481                  ensemble averages done at different forces showed that
482                  the unfolding rate was exponentially dependent on the
483                  stretching force. Stretching a ubiquitin polyprotein
484                  with a force that increased at a constant rate
485                  (force-ramp) directly measured the distribution of
486                  unfolding forces. This distribution was accurately
487                  reproduced by the simple kinetics of an all-or-none
488                  unfolding process. Our force-clamp experiments directly
489                  demonstrate that an ensemble average of ubiquitin
490                  unfolding events is well described by a two-state
491                  Markovian process that obeys the Arrhenius equation.
492                  However, at the single-molecule level, deviant behavior
493                  that is not well represented in the ensemble average is
494                  readily observed. Our experiments make an important
495                  addition to protein spectroscopy by demonstrating an
496                  unambiguous method of analysis of the kinetics of
497                  protein unfolding by a stretching force.",
498   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/19/7299",
499   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/19/7299.pdf",
500 }
501
502 @Article{labeit03,
503   author =       "Dietmar Labeit and Kaori Watanabe and Christian Witt
504                  and Hideaki Fujita and Yiming Wu and Sunshine Lahmers
505                  and Theodor Funck and Siegfried Labeit and Henk
506                  Granzier",
507   title =        "Calcium-dependent molecular spring elements in the
508                  giant protein titin",
509   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
510   volume =       "100",
511   number =       "23",
512   pages =        "13716--13721",
513   doi =          "10.1073/pnas.2235652100",
514   year =         "2003",
515   abstract =     "Titin (also known as connectin) is a giant protein
516                  with a wide range of cellular functions, including
517                  providing muscle cells with elasticity. Its
518                  physiological extension is largely derived from the
519                  PEVK segment, rich in proline (P), glutamate (E),
520                  valine (V), and lysine (K) residues. We studied
521                  recombinant PEVK molecules containing the two conserved
522                  elements: {approx}28-residue PEVK repeats and E-rich
523                  motifs. Single molecule experiments revealed that
524                  calcium-induced conformational changes reduce the
525                  bending rigidity of the PEVK fragments, and
526                  site-directed mutagenesis identified four glutamate
527                  residues in the E-rich motif that was studied (exon
528                  129), as critical for this process. Experiments with
529                  muscle fibers showed that titin-based tension is
530                  calcium responsive. We propose that the PEVK segment
531                  contains E-rich motifs that render titin a
532                  calcium-dependent molecular spring that adapts to the
533                  physiological state of the cell.",
534   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13716",
535   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13716.pdf",
536 }
537
538 @Article{mickler07,
539   author =       "Moritz Mickler and Ruxandra I. Dima and Hendrik Dietz
540                  and Changbong Hyeon and D. Thirumalai and Matthias
541                  Rief",
542   title =        "Revealing the bifurcation in the unfolding pathways
543                  of {GFP} by using single-molecule experiments and
544                  simulations",
545   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
546   volume =       "104",
547   number =       "51",
548   pages =        "20268--20273",
549   doi =          "10.1073/pnas.0705458104",
550   year =         "2007",
551   keywords = "AFM experiments, coarse-grained simulations, cross-link mutants,
552              pathway bifurcation, plasticity of energy landscape",
553   abstract =     "Nanomanipulation of biomolecules by using
554                  single-molecule methods and computer simulations has
555                  made it possible to visualize the energy landscape of
556                  biomolecules and the structures that are sampled during
557                  the folding process. We use simulations and
558                  single-molecule force spectroscopy to map the complex
559                  energy landscape of GFP that is used as a marker in
560                  cell biology and biotechnology. By engineering internal
561                  disulfide bonds at selected positions in the GFP
562                  structure, mechanical unfolding routes are precisely
563                  controlled, thus allowing us to infer features of the
564                  energy landscape of the wild-type GFP. To elucidate the
565                  structures of the unfolding pathways and reveal the
566                  multiple unfolding routes, the experimental results are
567                  complemented with simulations of a self-organized
568                  polymer (SOP) model of GFP. The SOP representation of
569                  proteins, which is a coarse-grained description of
570                  biomolecules, allows us to perform forced-induced
571                  simulations at loading rates and time scales that
572                  closely match those used in atomic force microscopy
573                  experiments. By using the combined approach, we show
574                  that forced unfolding of GFP involves a bifurcation in
575                  the pathways to the stretched state. After detachment
576                  of an N-terminal {alpha}-helix, unfolding proceeds
577                  along two distinct pathways. In the dominant pathway,
578                  unfolding starts from the detachment of the primary
579                  N-terminal -strand, while in the minor pathway rupture
580                  of the last, C-terminal -strand initiates the unfolding
581                  process. The combined approach has allowed us to map
582                  the features of the complex energy landscape of GFP
583                  including a characterization of the structures, albeit
584                  at a coarse-grained level, of the three metastable
585                  intermediates.",
586   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/51/20268",
587   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/51/20268.pdf",
588   note =         "Hiccup in unfolding leg corresponds to unfolding intermediate
589                   (See Figure 2).  The unfolding timescale in GFP is about 6 ms.",
590 }
591
592 @Article{wiita06,
593   author =       "Arun P. Wiita and Sri Rama Koti Ainavarapu and Hector
594                  H. Huang and Julio M. Fernandez",
595   title =        "{From the Cover: Force-dependent chemical kinetics of
596                  disulfide bond reduction observed with single-molecule
597                  techniques}",
598   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
599   volume =       "103",
600   number =       "19",
601   pages =        "7222--7227",
602   doi =          "10.1073/pnas.0511035103",
603   year =         "2006",
604   abstract =     "The mechanism by which mechanical force regulates the
605                  kinetics of a chemical reaction is unknown. Here, we
606                  use single-molecule force-clamp spectroscopy and
607                  protein engineering to study the effect of force on the
608                  kinetics of thiol/disulfide exchange. Reduction of
609                  disulfide bonds through the thiol/disulfide exchange
610                  chemical reaction is crucial in regulating protein
611                  function and is known to occur in mechanically stressed
612                  proteins. We apply a constant stretching force to
613                  single engineered disulfide bonds and measure their
614                  rate of reduction by DTT. Although the reduction rate
615                  is linearly dependent on the concentration of DTT, it
616                  is exponentially dependent on the applied force,
617                  increasing 10-fold over a 300-pN range. This result
618                  predicts that the disulfide bond lengthens by 0.34 A at
619                  the transition state of the thiol/disulfide exchange
620                  reaction. Our work at the single bond level directly
621                  demonstrates that thiol/disulfide exchange in proteins
622                  is a force-dependent chemical reaction. Our findings
623                  suggest that mechanical force plays a role in disulfide
624                  reduction in vivo, a property that has never been
625                  explored by traditional biochemistry. Furthermore, our
626                  work also indicates that the kinetics of any chemical
627                  reaction that results in bond lengthening will be
628                  force-dependent.",
629   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/19/7222",
630   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/19/7222.pdf",
631 }
632
633 @Article{bullard06,
634   author =       "Belinda Bullard and Tzintzuni Garcia and Vladimir
635                  Benes and Mark C. Leake and Wolfgang A. Linke and
636                  Andres F. Oberhauser",
637   title =        "{The molecular elasticity of the insect flight muscle
638                  proteins projectin and kettin}",
639   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
640   volume =       "103",
641   number =       "12",
642   pages =        "4451--4456",
643   doi =          "10.1073/pnas.0509016103",
644   year =         "2006",
645   abstract =     "Projectin and kettin are titin-like proteins mainly
646                  responsible for the high passive stiffness of insect
647                  indirect flight muscles, which is needed to generate
648                  oscillatory work during flight. Here we report the
649                  mechanical properties of kettin and projectin by
650                  single-molecule force spectroscopy. Force-extension and
651                  force-clamp curves obtained from Lethocerus projectin
652                  and Drosophila recombinant projectin or kettin
653                  fragments revealed that fibronectin type III domains in
654                  projectin are mechanically weaker (unfolding force, Fu
655                  {approx} 50-150 pN) than Ig-domains (Fu {approx}
656                  150-250 pN). Among Ig domains in Sls/kettin, the
657                  domains near the N terminus are less stable than those
658                  near the C terminus. Projectin domains refolded very
659                  fast [85% at 15 s-1 (25{degrees}C)] and even under high
660                  forces (15-30 pN). Temperature affected the unfolding
661                  forces with a Q10 of 1.3, whereas the refolding speed
662                  had a Q10 of 2-3, probably reflecting the cooperative
663                  nature of the folding mechanism. High bending
664                  rigidities of projectin and kettin indicated that
665                  straightening the proteins requires low forces. Our
666                  results suggest that titin-like proteins in indirect
667                  flight muscles could function according to a
668                  folding-based-spring mechanism.",
669   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/12/4451",
670   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/12/4451.pdf",
671 }
672
673 @Article{dietz06b,
674   author =       "Hendrik Dietz and Matthias Rief",
675   title =        "{Protein structure by mechanical triangulation}",
676   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
677   volume =       "103",
678   number =       "5",
679   pages =        "1244--1247",
680   doi =          "10.1073/pnas.0509217103",
681   year =         "2006",
682   abstract =     "Knowledge of protein structure is essential to
683                  understand protein function. High-resolution protein
684                  structure has so far been the domain of ensemble
685                  methods. Here, we develop a simple single-molecule
686                  technique to measure spatial position of selected
687                  residues within a folded and functional protein
688                  structure in solution. Construction and mechanical
689                  unfolding of cysteine-engineered polyproteins with
690                  controlled linkage topology allows measuring
691                  intramolecular distance with angstrom precision. We
692                  demonstrate the potential of this technique by
693                  determining the position of three residues in the
694                  structure of green fluorescent protein (GFP). Our
695                  results perfectly agree with the GFP crystal structure.
696                  Mechanical triangulation can find many applications
697                  where current bulk structural methods fail.",
698   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/5/1244",
699   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/5/1244.pdf",
700 }
701
702 @Article{wilcox05,
703   author =       "Alexander J. Wilcox and Jason Choy and Carlos
704                  Bustamante and Andreas Matouschek",
705   title =        "{Effect of protein structure on mitochondrial
706                  import}",
707   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
708   volume =       "102",
709   number =       "43",
710   pages =        "15435--15440",
711   doi =          "10.1073/pnas.0507324102",
712   year =         "2005",
713   abstract =     "Most proteins that are to be imported into the
714                  mitochondrial matrix are synthesized as precursors,
715                  each composed of an N-terminal targeting sequence
716                  followed by a mature domain. Precursors are recognized
717                  through their targeting sequences by receptors at the
718                  mitochondrial surface and are then threaded through
719                  import channels into the matrix. Both the targeting
720                  sequence and the mature domain contribute to the
721                  efficiency with which proteins are imported into
722                  mitochondria. Precursors must be in an unfolded
723                  conformation during translocation. Mitochondria can
724                  unfold some proteins by changing their unfolding
725                  pathways. The effectiveness of this unfolding mechanism
726                  depends on the local structure of the mature domain
727                  adjacent to the targeting sequence. This local
728                  structure determines the extent to which the unfolding
729                  pathway can be changed and, therefore, the unfolding
730                  rate increased. Atomic force microscopy studies find
731                  that the local structures of proteins near their N and
732                  C termini also influence their resistance to mechanical
733                  unfolding. Thus, protein unfolding during import
734                  resembles mechanical unfolding, and the specificity of
735                  import is determined by the resistance of the mature
736                  domain to unfolding as well as by the properties of the
737                  targeting sequence.",
738   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/43/15435",
739   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/43/15435.pdf",
740 }
741
742 @Article{marszalek02,
743   author =       "Piotr E. Marszalek and Hongbin Li and Andres F.
744                  Oberhauser and Julio M. Fernandez",
745   title =        "{Chair-boat transitions in single polysaccharide
746                  molecules observed with force-ramp AFM}",
747   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
748   volume =       "99",
749   number =       "7",
750   pages =        "4278--4283",
751   doi =          "10.1073/pnas.072435699",
752   year =         "2002",
753   abstract =     "Under a stretching force, the sugar ring of
754                  polysaccharide molecules switches from the chair to the
755                  boat-like or inverted chair conformation. This
756                  conformational change can be observed by stretching
757                  single polysaccharide molecules with an atomic force
758                  microscope. In those early experiments, the molecules
759                  were stretched at a constant rate while the resulting
760                  force changed over wide ranges. However, because the
761                  rings undergo force-dependent transitions, an
762                  experimental arrangement where the force is the free
763                  variable introduces an undesirable level of complexity
764                  in the results. Here we demonstrate the use of
765                  force-ramp atomic force microscopy to capture the
766                  conformational changes in single polysaccharide
767                  molecules. Force-ramp atomic force microscopy readily
768                  captures the ring transitions under conditions where
769                  the entropic elasticity of the molecule is separated
770                  from its conformational transitions, enabling a
771                  quantitative analysis of the data with a simple
772                  two-state model. This analysis directly provides the
773                  physico-chemical characteristics of the ring
774                  transitions such as the width of the energy barrier,
775                  the relative energy of the conformers, and their
776                  enthalpic elasticity. Our experiments enhance the
777                  ability of single-molecule force spectroscopy to make
778                  high-resolution measurements of the conformations of
779                  single polysaccharide molecules under a stretching
780                  force, making an important addition to polysaccharide
781                  spectroscopy.",
782   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/7/4278",
783   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/7/4278.pdf",
784 }
785
786 @Article{craig01,
787   author =       "David Craig and Andre Krammer and Klaus Schulten and
788                  Viola Vogel",
789   title =        "{Comparison of the early stages of forced unfolding
790                  for fibronectin type III modules}",
791   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
792   volume =       "98",
793   number =       "10",
794   pages =        "5590--5595",
795   doi =          "10.1073/pnas.101582198",
796   year =         "2001",
797   abstract =     "",
798   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/10/5590",
799   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/10/5590.pdf",
800 }
801
802 @Article{carrion-vazquez99a,
803   author =       "Mariano Carrion-Vazquez and Piotr E. Marszalek and
804                  Andres F. Oberhauser and Julio M. Fernandez",
805   title =        "Atomic force microscopy captures length phenotypes in
806                  single proteins",
807   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
808   volume =       "96",
809   number =       "20",
810   pages =        "11288--11292",
811   doi =          "10.1073/pnas.96.20.11288",
812   year =         "1999",
813   abstract =     "",
814   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/20/11288",
815   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/20/11288.pdf",
816 }
817
818 @Article{cao07,
819   author =       "Yi Cao and M. M. Balamurali and Deepak Sharma and
820                  Hongbin Li",
821   title =        "{A functional single-molecule binding assay via force
822                  spectroscopy}",
823   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
824   volume =       "104",
825   number =       "40",
826   pages =        "15677--15681",
827   doi =          "10.1073/pnas.0705367104",
828   year =         "2007",
829   abstract =     "Proteinligand interactions, including proteinprotein
830                  interactions, are ubiquitously essential in biological
831                  processes and also have important applications in
832                  biotechnology. A wide range of methodologies have been
833                  developed for quantitative analysis of proteinligand
834                  interactions. However, most of them do not report
835                  direct functional/structural consequence of ligand
836                  binding. Instead they only detect the change of
837                  physical properties, such as fluorescence and
838                  refractive index, because of the colocalization of
839                  protein and ligand, and are susceptible to false
840                  positives. Thus, important information about the
841                  functional state of proteinligand complexes cannot be
842                  obtained directly. Here we report a functional
843                  single-molecule binding assay that uses force
844                  spectroscopy to directly probe the functional
845                  consequence of ligand binding and report the functional
846                  state of proteinligand complexes. As a proof of
847                  principle, we used protein G and the Fc fragment of IgG
848                  as a model system in this study. Binding of Fc to
849                  protein G does not induce major structural changes in
850                  protein G but results in significant enhancement of its
851                  mechanical stability. Using mechanical stability of
852                  protein G as an intrinsic functional reporter, we
853                  directly distinguished and quantified Fc-bound and
854                  Fc-free forms of protein G on a single-molecule basis
855                  and accurately determined their dissociation constant.
856                  This single-molecule functional binding assay is
857                  label-free, nearly background-free, and can detect
858                  functional heterogeneity, if any, among proteinligand
859                  interactions. This methodology opens up avenues for
860                  studying proteinligand interactions in a functional
861                  context, and we anticipate that it will find broad
862                  application in diverse proteinligand systems.",
863   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/40/15677",
864   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/40/15677.pdf",
865 }
866
867 @Article{yu06,
868   author =       "Weichang Yu and Jonathan C. Lamb and Fangpu Han and
869                  James A. Birchler",
870   title =        "{Telomere-mediated chromosomal truncation in maize}",
871   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
872   volume =       "103",
873   number =       "46",
874   pages =        "17331--17336",
875   doi =          "10.1073/pnas.0605750103",
876   year =         "2006",
877   abstract =     "Direct repeats of Arabidopsis telomeric sequence were
878                  constructed to test telomere-mediated chromosomal
879                  truncation in maize. Two constructs with 2.6 kb of
880                  telomeric sequence were used to transform maize
881                  immature embryos by Agrobacterium-mediated
882                  transformation. One hundred seventy-six transgenic
883                  lines were recovered in which 231 transgene loci were
884                  revealed by a FISH analysis. To analyze chromosomal
885                  truncations that result in transgenes located near
886                  chromosomal termini, Southern hybridization analyses
887                  were performed. A pattern of smear in truncated lines
888                  was seen as compared with discrete bands for internal
889                  integrations, because telomeres in different cells are
890                  elongated differently by telomerase. When multiple
891                  restriction enzymes were used to map the transgene
892                  positions, the size of the smears shifted in accordance
893                  with the locations of restriction sites on the
894                  construct. This result demonstrated that the transgene
895                  was present at the end of the chromosome immediately
896                  before the integrated telomere sequence. Direct
897                  evidence for chromosomal truncation came from the
898                  results of FISH karyotyping, which revealed broken
899                  chromosomes with transgene signals at the ends. These
900                  results demonstrate that telomere-mediated chromosomal
901                  truncation operates in plant species. This technology
902                  will be useful for chromosomal engineering in maize as
903                  well as other plant species.",
904   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/46/17331",
905   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/46/17331.pdf",
906 }
907
908 @Article{zhao06,
909   author =       "Jason Ming Zhao and Haeshin Lee and Rene A. Nome and
910                  Sophia Majid and Norbert F. Scherer and Wouter D.
911                  Hoff",
912   title =        "{Single-molecule detection of structural changes
913                  during Per-Arnt-Sim (PAS) domain activation}",
914   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
915   volume =       "103",
916   number =       "31",
917   pages =        "11561--11566",
918   doi =          "10.1073/pnas.0601567103",
919   year =         "2006",
920   abstract =     "The Per-Arnt-Sim (PAS) domain is a ubiquitous protein
921                  module with a common three-dimensional fold involved in
922                  a wide range of regulatory and sensory functions in all
923                  domains of life. The activation of these functions is
924                  thought to involve partial unfolding of N- or
925                  C-terminal helices attached to the PAS domain. Here we
926                  use atomic force microscopy to probe receptor
927                  activation in single molecules of photoactive yellow
928                  protein (PYP), a prototype of the PAS domain family.
929                  Mechanical unfolding of Cys-linked PYP multimers in the
930                  presence and absence of illumination reveals that, in
931                  contrast to previous studies, the PAS domain itself is
932                  extended by {approx}3 nm (at the 10-pN detection limit
933                  of the measurement) and destabilized by {approx}30% in
934                  the light-activated state of PYP. Comparative
935                  measurements and steered molecular dynamics simulations
936                  of two double-Cys PYP mutants that probe different
937                  regions of the PAS domain quantify the anisotropy in
938                  stability and changes in local structure, thereby
939                  demonstrating the partial unfolding of their PAS domain
940                  upon activation. These results establish a generally
941                  applicable single-molecule approach for mapping
942                  functional conformational changes to selected regions
943                  of a protein. In addition, the results have profound
944                  implications for the molecular mechanism of PAS domain
945                  activation and indicate that stimulus-induced partial
946                  protein unfolding can be used as a signaling
947                  mechanism.",
948   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/31/11561",
949   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/31/11561.pdf",
950 }
951
952 @Article{gao03,
953   author =       "Mu Gao and David Craig and Olivier Lequin and Iain D.
954                  Campbell and Viola Vogel and Klaus Schulten",
955   title =        "{Structure and functional significance of mechanically
956                  unfolded fibronectin type III1 intermediates}",
957   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
958   volume =       "100",
959   number =       "25",
960   pages =        "14784--14789",
961   doi =          "10.1073/pnas.2334390100",
962   year =         "2003",
963   abstract =     "Fibronectin (FN) forms fibrillar networks coupling
964                  cells to the extracellular matrix. The formation of FN
965                  fibrils, fibrillogenesis, is a tightly regulated
966                  process involving the exposure of cryptic binding sites
967                  in individual FN type III (FN-III) repeats presumably
968                  exposed by mechanical tension. The FN-III1 module has
969                  been previously proposed to contain such cryptic sites
970                  that promote the assembly of extracellular matrix FN
971                  fibrils. We have combined NMR and steered molecular
972                  dynamics simulations to study the structure and
973                  mechanical unfolding pathway of FN-III1. This study
974                  finds that FN-III1 consists of a {beta}-sandwich
975                  structure that unfolds to a mechanically stable
976                  intermediate about four times the length of the native
977                  folded state. Considering previous experimental
978                  findings, our studies provide a structural model by
979                  which mechanical stretching of FN-III1 may induce
980                  fibrillogenesis through this partially unfolded
981                  intermediate.",
982   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/25/14784",
983   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/25/14784.pdf",
984 }
985
986 @Article{opitz03,
987   author =       "Christiane A. Opitz and Michael Kulke and Mark C.
988                  Leake and Ciprian Neagoe and Horst Hinssen and Roger J.
989                  Hajjar and Wolfgang A. Linke",
990   title =        "{Damped elastic recoil of the titin spring in
991                  myofibrils of human myocardium}",
992   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
993   volume =       "100",
994   number =       "22",
995   pages =        "12688--12693",
996   doi =          "10.1073/pnas.2133733100",
997   year =         "2003",
998   abstract =     "The giant protein titin functions as a molecular
999                  spring in muscle and is responsible for most of the
1000                  passive tension of myocardium. Because the titin spring
1001                  is extended during diastolic stretch, it will recoil
1002                  elastically during systole and potentially may
1003                  influence the overall shortening behavior of cardiac
1004                  muscle. Here, titin elastic recoil was quantified in
1005                  single human heart myofibrils by using a high-speed
1006                  charge-coupled device-line camera and a nanonewtonrange
1007                  force sensor. Application of a slack-test protocol
1008                  revealed that the passive shortening velocity (Vp) of
1009                  nonactivated cardiomyofibrils depends on: (i) initial
1010                  sarcomere length, (ii) release-step amplitude, and
1011                  (iii) temperature. Selective digestion of titin, with
1012                  low doses of trypsin, decelerated myofibrillar passive
1013                  recoil and eventually stopped it. Selective extraction
1014                  of actin filaments with a Ca2+-independent gelsolin
1015                  fragment greatly reduced the dependency of Vp on
1016                  release-step size and temperature. These results are
1017                  explained by the presence of viscous forces opposing
1018                  myofibrillar passive recoil that are caused mainly by
1019                  weak actin-titin interactions. Thus, Vp is determined
1020                  by two distinct factors: titin elastic recoil and
1021                  internal viscous drag forces. The recoil could be
1022                  modeled as that of a damped entropic spring consisting
1023                  of independent worm-like chains. The functional
1024                  importance of myofibrillar elastic recoil was addressed
1025                  by comparing instantaneous Vp to unloaded shortening
1026                  velocity, which was measured in demembranated, fully
1027                  Ca2+-activated, human cardiac fibers. Titin-driven
1028                  passive recoil was much faster than active unloaded
1029                  shortening velocity in early phases of isotonic
1030                  contraction. Damped myofibrillar elastic recoil could
1031                  help accelerate active contraction speed of human
1032                  myocardium during early systolic shortening.",
1033   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/22/12688",
1034   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/22/12688.pdf",
1035 }
1036
1037 @Article{best02,
1038   author =       "Robert B. Best and Susan B. Fowler and Jose L.
1039                  Toca-Herrera and Jane Clarke",
1040   title =        "{A simple method for probing the mechanical unfolding
1041                  pathway of proteins in detail}",
1042   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1043   volume =       "99",
1044   number =       "19",
1045   pages =        "12143--12148",
1046   doi =          "10.1073/pnas.192351899",
1047   year =         "2002",
1048   abstract =     "Atomic force microscopy is an exciting new
1049                  single-molecule technique to add to the toolbox of
1050                  protein (un)folding methods. However, detailed analysis
1051                  of the unfolding of proteins on application of force
1052                  has, to date, relied on protein molecular dynamics
1053                  simulations or a qualitative interpretation of mutant
1054                  data. Here we describe how protein engineering {Phi}
1055                  value analysis can be adapted to characterize the
1056                  transition states for mechanical unfolding of proteins.
1057                  Single-molecule studies also have an advantage over
1058                  bulk experiments, in that partial {Phi} values arising
1059                  from partial structure in the transition state can be
1060                  clearly distinguished from those averaged over
1061                  alternate pathways. We show that unfolding rate
1062                  constants derived in the standard way by using Monte
1063                  Carlo simulations are not reliable because of the
1064                  errors involved. However, it is possible to circumvent
1065                  these problems, providing the unfolding mechanism is
1066                  not changed by mutation, either by a modification of
1067                  the Monte Carlo procedure or by comparing mutant and
1068                  wild-type data directly. The applicability of the
1069                  method is tested on simulated data sets and
1070                  experimental data for mutants of titin I27.",
1071   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/19/12143",
1072   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/19/12143.pdf",
1073 }
1074
1075 @Article{basche01,
1076   author =       "Th. Basche and S. Nie and J. M. Fernandez",
1077   title =        "{Single molecules}",
1078   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1079   volume =       "98",
1080   number =       "19",
1081   pages =        "10527--10528",
1082   doi =          "10.1073/pnas.191365898",
1083   year =         "2001",
1084   URL =          "http://www.pnas.org",
1085   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/19/10527.pdf",
1086 }
1087
1088 @Article{li01,
1089   author =       "Hongbin Li and Andres F. Oberhauser and Sambra D.
1090                  Redick and Mariano Carrion-Vazquez and Harold P.
1091                  Erickson and Julio M. Fernandez",
1092   title =        "{Multiple conformations of PEVK proteins detected by
1093                  single-molecule techniques}",
1094   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1095   volume =       "98",
1096   number =       "19",
1097   pages =        "10682--10686",
1098   doi =          "10.1073/pnas.191189098",
1099   year =         "2001",
1100   abstract =     "An important component of muscle elasticity is the
1101                  PEVK region of titin, so named because of the
1102                  preponderance of these amino acids. However, the PEVK
1103                  region, similar to other elastomeric proteins, is
1104                  thought to form a random coil and therefore its
1105                  structure cannot be determined by standard techniques.
1106                  Here we combine single-molecule electron microscopy and
1107                  atomic force microscopy to examine the conformations of
1108                  the human cardiac titin PEVK region. In contrast to a
1109                  simple random coil, we have found that cardiac PEVK
1110                  shows a wide range of elastic conformations with
1111                  end-to-end distances ranging from 9 to 24 nm and
1112                  persistence lengths from 0.4 to 2.5 nm. Individual PEVK
1113                  molecules retained their distinctive elastic
1114                  conformations through many stretch-relaxation cycles,
1115                  consistent with the view that these PEVK conformers
1116                  cannot be interconverted by force. The multiple elastic
1117                  conformations of cardiac PEVK may result from varying
1118                  degrees of proline isomerization. The single-molecule
1119                  techniques demonstrated here may help elucidate the
1120                  conformation of other proteins that lack a well-defined
1121                  structure.",
1122   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/19/10682",
1123   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/19/10682.pdf",
1124 }
1125
1126 @Article{carl01,
1127   author =       "Philippe Carl and Carol H. Kwok and Gavin Manderson
1128                  and David W. Speicher and Dennis E. Discher",
1129   title =        "{Forced unfolding modulated by disulfide bonds in the
1130                  Ig domains of a cell adhesion molecule}",
1131   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1132   volume =       "98",
1133   number =       "4",
1134   pages =        "1565--1570",
1135   doi =          "10.1073/pnas.031409698",
1136   year =         "2001",
1137   abstract =     "",
1138   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/4/1565",
1139   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/4/1565.pdf",
1140 }
1141
1142 @Article{klimov00,
1143   author =       "D. K. Klimov and D. Thirumalai",
1144   title =        "{Native topology determines force-induced unfolding
1145                  pathways in globular proteins}",
1146   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1147   volume =       "97",
1148   number =       "13",
1149   pages =        "7254--7259",
1150   doi =          "10.1073/pnas.97.13.7254",
1151   year =         "2000",
1152   month =        jun,
1153   day =          "20",
1154   keywords =     "Animals",
1155   keywords =     "Humans",
1156   keywords =     "Protein Folding",
1157   keywords =     "Proteins",
1158   keywords =     "Spectrin",
1159   abstract =     "Single-molecule manipulation techniques reveal that
1160                  stretching unravels individually folded domains in the
1161                  muscle protein titin and the extracellular matrix
1162                  protein tenascin. These elastic proteins contain tandem
1163                  repeats of folded domains with beta-sandwich
1164                  architecture. Herein, we propose by stretching two
1165                  model sequences (S1 and S2) with four-stranded
1166                  beta-barrel topology that unfolding forces and pathways
1167                  in folded domains can be predicted by using only the
1168                  structure of the native state. Thermal refolding of S1
1169                  and S2 in the absence of force proceeds in an
1170                  all-or-none fashion. In contrast, phase diagrams in the
1171                  force-temperature (f,T) plane and steered Langevin
1172                  dynamics studies of these sequences, which differ in
1173                  the native registry of the strands, show that S1
1174                  unfolds in an allor-none fashion, whereas unfolding of
1175                  S2 occurs via an obligatory intermediate. Force-induced
1176                  unfolding is determined by the native topology. After
1177                  proving that the simulation results for S1 and S2 can
1178                  be calculated by using native topology alone, we
1179                  predict the order of unfolding events in Ig domain
1180                  (Ig27) and two fibronectin III type domains ((9)FnIII
1181                  and (10)FnIII). The calculated unfolding pathways for
1182                  these proteins, the location of the transition states,
1183                  and the pulling speed dependence of the unfolding
1184                  forces reflect the differences in the way the strands
1185                  are arranged in the native states. We also predict the
1186                  mechanisms of force-induced unfolding of the
1187                  coiled-coil spectrin (a three-helix bundle protein) for
1188                  all 20 structures deposited in the Protein Data Bank.
1189                  Our approach suggests a natural way to measure the
1190                  phase diagram in the (f,C) plane, where C is the
1191                  concentration of denaturants.",
1192   ISSN =         "0027-8424",
1193   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/13/7254",
1194   URLB =      "http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=16532",
1195   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/13/7254.pdf",
1196   note = "Simulated unfolding timescales for Ig27-like S1 and S2 domains",
1197 }
1198
1199 @Article{li00,
1200   author =       "Hongbin Li and Andres F. Oberhauser and Susan B.
1201                  Fowler and Jane Clarke and Julio M. Fernandez",
1202   title =        "{Atomic force microscopy reveals the mechanical design
1203                  of a modular protein}",
1204   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1205   volume =       "97",
1206   number =       "12",
1207   pages =        "6527--6531",
1208   doi =          "10.1073/pnas.120048697",
1209   year =         "2000",
1210   abstract =     "",
1211   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/12/6527",
1212   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/12/6527.pdf",
1213 }
1214
1215 @Article{nome07,
1216   author =       "Rene A. Nome and Jason Ming Zhao and Wouter D. Hoff
1217                  and Norbert F. Scherer",
1218   title =        "Axis-dependent anisotropy in protein unfolding from
1219                  integrated nonequilibrium single-molecule experiments,
1220                  analysis, and simulation",
1221   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1222   volume =       "104",
1223   number =       "52",
1224   pages =        "20799--20804",
1225   doi =          "10.1073/pnas.0701281105",
1226   year =         "2007",
1227   month =        dec,
1228   day =          "26",
1229   keywords =     "Anisotropy",
1230   keywords =     "Bacterial Proteins",
1231   keywords =     "Biophysics",
1232   keywords =     "Computer Simulation",
1233   keywords =     "Cysteine",
1234   keywords =     "Halorhodospira halophila",
1235   keywords =     "Hydrogen Bonding",
1236   keywords =     "Kinetics",
1237   keywords =     "Luminescent Proteins",
1238   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
1239   keywords =     "Molecular Conformation",
1240   keywords =     "Protein Binding",
1241   keywords =     "Protein Conformation",
1242   keywords =     "Protein Denaturation",
1243   keywords =     "Protein Folding",
1244   keywords =     "Protein Structure, Secondary",
1245   abstract =     "We present a comprehensive study that integrates
1246                  experimental and theoretical nonequilibrium techniques
1247                  to map energy landscapes along well defined pull-axis
1248                  specific coordinates to elucidate mechanisms of protein
1249                  unfolding. Single-molecule force-extension experiments
1250                  along two different axes of photoactive yellow protein
1251                  combined with nonequilibrium statistical mechanical
1252                  analysis and atomistic simulation reveal energetic and
1253                  mechanistic anisotropy. Steered molecular dynamics
1254                  simulations and free-energy curves constructed from the
1255                  experimental results reveal that unfolding along one
1256                  axis exhibits a transition-state-like feature where six
1257                  hydrogen bonds break simultaneously with weak
1258                  interactions observed during further unfolding. The
1259                  other axis exhibits a constant (unpeaked) force profile
1260                  indicative of a noncooperative transition, with
1261                  enthalpic (e.g., H-bond) interactions being broken
1262                  throughout the unfolding process. Striking qualitative
1263                  agreement was found between the force-extension curves
1264                  derived from steered molecular dynamics calculations
1265                  and the equilibrium free-energy curves obtained by
1266                  JarzynskiHummerSzabo analysis of the nonequilibrium
1267                  work data. The anisotropy persists beyond pulling
1268                  distances of more than twice the initial dimensions of
1269                  the folded protein, indicating a rich energy landscape
1270                  to the mechanically fully unfolded state. Our findings
1271                  challenge the notion that cooperative unfolding is a
1272                  universal feature in protein stability.",
1273   ISSN =         "1091-6490",
1274   doi =          "10.1073/pnas.0701281105",
1275   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/52/20799",
1276   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/52/20799.pdf",
1277 }
1278
1279 @Article{ng07,
1280   author =       "Sean P. Ng and Kate S. Billings and Tomoo Ohashi and
1281                  Mark D. Allen and Robert B. Best and Lucy G. Randles
1282                  and Harold P. Erickson and Jane Clarke",
1283   title =        "{Designing an extracellular matrix protein with
1284                  enhanced mechanical stability}",
1285   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1286   volume =       "104",
1287   number =       "23",
1288   pages =        "9633--9637",
1289   doi =          "10.1073/pnas.0609901104",
1290   year =         "2007",
1291   abstract =     "The extracellular matrix proteins tenascin and
1292                  fibronectin experience significant mechanical forces in
1293                  vivo. Both contain a number of tandem repeating
1294                  homologous fibronectin type III (fnIII) domains, and
1295                  atomic force microscopy experiments have demonstrated
1296                  that the mechanical strength of these domains can vary
1297                  significantly. Previous work has shown that mutations
1298                  in the core of an fnIII domain from human tenascin
1299                  (TNfn3) reduce the unfolding force of that domain
1300                  significantly: The composition of the core is
1301                  apparently crucial to the mechanical stability of these
1302                  proteins. Based on these results, we have used rational
1303                  redesign to increase the mechanical stability of the
1304                  10th fnIII domain of human fibronectin, FNfn10, which
1305                  is directly involved in integrin binding. The
1306                  hydrophobic core of FNfn10 was replaced with that of
1307                  the homologous, mechanically stronger TNfn3 domain.
1308                  Despite the extensive substitution, FNoTNc retains both
1309                  the three-dimensional structure and the cell adhesion
1310                  activity of FNfn10. Atomic force microscopy experiments
1311                  reveal that the unfolding forces of the engineered
1312                  protein FNoTNc increase by {approx}20% to match those
1313                  of TNfn3. Thus, we have specifically designed a protein
1314                  with increased mechanical stability. Our results
1315                  demonstrate that core engineering can be used to change
1316                  the mechanical strength of proteins while retaining
1317                  functional surface interactions.",
1318   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/23/9633",
1319   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/23/9633.pdf",
1320 }
1321
1322 @Article{zhuang06,
1323   author =       "Wei Zhuang and Darius Abramavicius and Shaul Mukamel",
1324   title =        "{Two-dimensional vibrational optical probes for
1325                  peptide fast folding investigation}",
1326   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1327   volume =       "103",
1328   number =       "50",
1329   pages =        "18934--18938",
1330   doi =          "10.1073/pnas.0606912103",
1331   year =         "2006",
1332   abstract =     "A simulation study shows that early protein folding
1333                  events may be investigated by using a recently
1334                  developed family of nonlinear infrared techniques that
1335                  combine the high temporal and spatial resolution of
1336                  multidimensional spectroscopy with the
1337                  chirality-specific sensitivity of amide vibrations to
1338                  structure. We demonstrate how the structural
1339                  sensitivity of cross-peaks in two-dimensional
1340                  correlation plots of chiral signals of an {alpha} helix
1341                  and a [beta] hairpin may be used to clearly resolve
1342                  structural and dynamical details undetectable by
1343                  one-dimensional techniques (e.g. circular dichroism)
1344                  and identify structures indistinguishable by NMR.",
1345   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/50/18934",
1346   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/50/18934.pdf",
1347 }
1348
1349 @Article{discher06,
1350   author =       "Dennis E. Discher and Nishant Bhasin and Colin P.
1351                  Johnson",
1352   title =        "{Covalent chemistry on distended proteins}",
1353   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1354   volume =       "103",
1355   number =       "20",
1356   pages =        "7533--7534",
1357   doi =          "10.1073/pnas.0602388103",
1358   year =         "2006",
1359   URL =          "http://www.pnas.org",
1360   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/20/7533.pdf",
1361 }
1362
1363 @Article{li06,
1364   author =       "Mai Suan Li and Chin-Kun Hu and Dmitri K. Klimov and
1365                  D. Thirumalai",
1366   title =        "{Multiple stepwise refolding of immunoglobulin domain
1367                  I27 upon force quench depends on initial conditions}",
1368   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1369   volume =       "103",
1370   number =       "1",
1371   pages =        "93--98",
1372   doi =          "10.1073/pnas.0503758103",
1373   year =         "2006",
1374   abstract =     "Mechanical folding trajectories for polyproteins
1375                  starting from initially stretched conformations
1376                  generated by single-molecule atomic force microscopy
1377                  experiments [Fernandez, J. M. & Li, H. (2004) Science
1378                  303, 1674-1678] show that refolding, monitored by the
1379                  end-to-end distance, occurs in distinct multiple
1380                  stages. To clarify the molecular nature of folding
1381                  starting from stretched conformations, we have probed
1382                  the folding dynamics, upon force quench, for the single
1383                  I27 domain from the muscle protein titin by using a
1384                  C{alpha}-Go model. Upon temperature quench, collapse
1385                  and folding of I27 are synchronous. In contrast,
1386                  refolding from stretched initial structures not only
1387                  increases the folding and collapse time scales but also
1388                  decouples the two kinetic processes. The increase in
1389                  the folding times is associated primarily with the
1390                  stretched state to compact random coil transition.
1391                  Surprisingly, force quench does not alter the nature of
1392                  the refolding kinetics, but merely increases the height
1393                  of the free-energy folding barrier. Force quench
1394                  refolding times scale as f1.gif, where {Delta}xf
1395                  {approx} 0.6 nm is the location of the average
1396                  transition state along the reaction coordinate given by
1397                  end-to-end distance. We predict that {tau}F and the
1398                  folding mechanism can be dramatically altered by the
1399                  initial and/or final values of force. The implications
1400                  of our results for design and analysis of experiments
1401                  are discussed.",
1402   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/1/93",
1403   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/1/93.pdf",
1404 }
1405
1406 @Article{irback05,
1407   author =       "Anders Irback and Simon Mitternacht and Sandipan
1408                  Mohanty",
1409   title =        "{Dissecting the mechanical unfolding of ubiquitin}",
1410   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1411   volume =       "102",
1412   number =       "38",
1413   pages =        "13427--13432",
1414   doi =          "10.1073/pnas.0501581102",
1415   year =         "2005",
1416   abstract =     "The unfolding behavior of ubiquitin under the
1417                  influence of a stretching force recently was
1418                  investigated experimentally by single-molecule
1419                  constant-force methods. Many observed unfolding traces
1420                  had a simple two-state character, whereas others showed
1421                  clear evidence of intermediate states. Here, we use
1422                  Monte Carlo simulations to investigate the
1423                  force-induced unfolding of ubiquitin at the atomic
1424                  level. In agreement with experimental data, we find
1425                  that the unfolding process can occur either in a single
1426                  step or through intermediate states. In addition to
1427                  this randomness, we find that many quantities, such as
1428                  the frequency of occurrence of intermediates, show a
1429                  clear systematic dependence on the strength of the
1430                  applied force. Despite this diversity, one common
1431                  feature can be identified in the simulated unfolding
1432                  events, which is the order in which the
1433                  secondary-structure elements break. This order is the
1434                  same in two- and three-state events and at the
1435                  different forces studied. The observed order remains to
1436                  be verified experimentally but appears physically
1437                  reasonable.",
1438   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/38/13427",
1439   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/38/13427.pdf",
1440 }
1441
1442 @Article{sarkar04,
1443   author =       "Atom Sarkar and Ragan B. Robertson and Julio M.
1444                  Fernandez",
1445   title =        "{Simultaneous atomic force microscope and fluorescence
1446                  measurements of protein unfolding using a calibrated
1447                  evanescent wave}",
1448   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1449   volume =       "101",
1450   number =       "35",
1451   pages =        "12882--12886",
1452   doi =          "10.1073/pnas.0403534101",
1453   year =         "2004",
1454   abstract =     "Fluorescence techniques for monitoring single-molecule
1455                  dynamics in the vertical dimension currently do not
1456                  exist. Here we use an atomic force microscope to
1457                  calibrate the distance-dependent intensity decay of an
1458                  evanescent wave. The measured evanescent wave transfer
1459                  function was then used to convert the vertical motions
1460                  of a fluorescent particle into displacement (SD = <1
1461                  nm). We demonstrate the use of the calibrated
1462                  evanescent wave to resolve the 20.1 {+/-} 0.5-nm step
1463                  increases in the length of the small protein ubiquitin
1464                  during forced unfolding. The experiments that we report
1465                  here make an important contribution to fluorescence
1466                  microscopy by demonstrating the unambiguous optical
1467                  tracking of a single molecule with a resolution
1468                  comparable to that of an atomic force microscope.",
1469   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/35/12882",
1470   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/35/12882.pdf",
1471 }
1472
1473 @Article{bustanji03,
1474   author =       "Yasser Bustanji and Carla Renata Arciola and Matteo
1475                  Conti and Enrico Mandello and Lucio Montanaro and Bruno
1476                  Samori",
1477   title =        "{Dynamics of the interaction between a fibronectin
1478                  molecule and a living bacterium under mechanical
1479                  force}",
1480   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1481   volume =       "100",
1482   number =       "23",
1483   pages =        "13292--13297",
1484   doi =          "10.1073/pnas.1735343100",
1485   year =         "2003",
1486   abstract =     "Fibronectin (Fn) is an important mediator of bacterial
1487                  invasions and of persistent infections like that of
1488                  Staphylococcus epidermis. Similar to many other types
1489                  of cell-protein adhesion, the binding between Fn and S.
1490                  epidermidis takes place under physiological shear
1491                  rates. We investigated the dynamics of the interaction
1492                  between individual living S. epidermidis cells and
1493                  single Fn molecules under mechanical force by using the
1494                  scanning force microscope. The mechanical strength of
1495                  this interaction and the binding site in the Fn
1496                  molecule were determined. The energy landscape of the
1497                  binding/unbinding process was mapped, and the force
1498                  spectrum and the association and dissociation rate
1499                  constants of the binding pair were measured. The
1500                  interaction between S. epidermidis cells and Fn
1501                  molecules is compared with those of two other
1502                  protein/ligand pairs known to mediate different dynamic
1503                  states of adhesion of cells under a hydrodynamic flow:
1504                  the firm adhesion mediated by biotin/avidin
1505                  interactions, and the rolling adhesion, mediated by
1506                  L-selectin/P-selectin glycoprotein ligand-1
1507                  interactions. The inner barrier in the energy landscape
1508                  of the Fn case characterizes a high-energy binding mode
1509                  that can sustain larger deformations and for
1510                  significantly longer times than the correspondent
1511                  high-strength L-selectin/P-selectin glycoprotein
1512                  ligand-1 binding mode. The association kinetics of the
1513                  former interaction is much slower to settle than the
1514                  latter. On this basis, the observations made at the
1515                  macroscopic scale by other authors of a strong lability
1516                  of the bacterial adhesions mediated by Fn under high
1517                  turbulent flow are rationalized at the molecular
1518                  level.",
1519   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13292",
1520   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13292.pdf",
1521 }
1522
1523 @Article{liu03,
1524   author =       "W. Liu and Vedrana Montana and Edwin R. Chapman and U.
1525                  Mohideen and Vladimir Parpura",
1526   title =        "{Botulinum toxin type B micromechanosensor}",
1527   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1528   volume =       "100",
1529   number =       "23",
1530   pages =        "13621--13625",
1531   doi =          "10.1073/pnas.2233819100",
1532   year =         "2003",
1533   abstract =     "Botulinum neurotoxin (BoNT) types A, B, E, and F are
1534                  toxic to humans; early and rapid detection is essential
1535                  for adequate medical treatment. Presently available
1536                  tests for detection of BoNTs, although sensitive,
1537                  require hours to days. We report a BoNT-B sensor whose
1538                  properties allow detection of BoNT-B within minutes.
1539                  The technique relies on the detection of an agarose
1540                  bead detachment from the tip of a micromachined
1541                  cantilever resulting from BoNT-B action on its
1542                  substratum, the synaptic protein synaptobrevin 2,
1543                  attached to the beads. The mechanical resonance
1544                  frequency of the cantilever is monitored for the
1545                  detection. To suspend the bead off the cantilever we
1546                  use synaptobrevin's molecular interaction with another
1547                  synaptic protein, syntaxin 1A, that was deposited onto
1548                  the cantilever tip. Additionally, this bead detachment
1549                  technique is general and can be used in any
1550                  displacement reaction, such as in receptor-ligand
1551                  pairs, where the introduction of one chemical leads to
1552                  the displacement of another. The technique is of broad
1553                  interest and will find uses outside toxicology.",
1554   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13621",
1555   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13621.pdf",
1556 }
1557
1558 @Article{oroudjev02,
1559   author =       "E. Oroudjev and J. Soares and S. Arcidiacono and J. B.
1560                  Thompson and S. A. Fossey and H. G. Hansma",
1561   title =        "{Segmented nanofibers of spider dragline silk: Atomic
1562                  force microscopy and single-molecule force
1563                  spectroscopy}",
1564   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1565   volume =       "99",
1566   number =       "90002",
1567   pages =        "6460--6465",
1568   doi =          "10.1073/pnas.082526499",
1569   year =         "2002",
1570   abstract =     "Despite its remarkable materials properties, the
1571                  structure of spider dragline silk has remained
1572                  unsolved. Results from two probe microscopy techniques
1573                  provide new insights into the structure of spider
1574                  dragline silk. A soluble synthetic protein from
1575                  dragline silk spontaneously forms nanofibers, as
1576                  observed by atomic force microscopy. These nanofibers
1577                  have a segmented substructure. The segment length and
1578                  amino acid sequence are consistent with a slab-like
1579                  shape for individual silk protein molecules. The height
1580                  and width of nanofiber segments suggest a stacking
1581                  pattern of slab-like molecules in each nanofiber
1582                  segment. This stacking pattern produces nano-crystals
1583                  in an amorphous matrix, as observed previously by NMR
1584                  and x-ray diffraction of spider dragline silk. The
1585                  possible importance of nanofiber formation to native
1586                  silk production is discussed. Force spectra for single
1587                  molecules of the silk protein demonstrate that this
1588                  protein unfolds through a number of rupture events,
1589                  indicating a modular substructure within single silk
1590                  protein molecules. A minimal unfolding module size is
1591                  estimated to be around 14 nm, which corresponds to the
1592                  extended length of a single repeated module, 38 amino
1593                  acids long. The structure of this spider silk protein
1594                  is distinctly different from the structures of other
1595                  proteins that have been analyzed by single-molecule
1596                  force spectroscopy, and the force spectra show
1597                  correspondingly novel features.",
1598   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/suppl_2/6460",
1599   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/suppl_2/6460.pdf",
1600 }
1601
1602 @Article{baneyx02,
1603   author =       "Gretchen Baneyx and Loren Baugh and Viola Vogel",
1604   title =        "{Supramolecular Chemistry And Self-assembly Special
1605                  Feature: Fibronectin extension and unfolding within
1606                  cell matrix fibrils controlled by cytoskeletal
1607                  tension}",
1608   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1609   volume =       "99",
1610   number =       "8",
1611   pages =        "5139--5143",
1612   doi =          "10.1073/pnas.072650799",
1613   year =         "2002",
1614   abstract =     "Evidence is emerging that mechanical stretching can
1615                  alter the functional states of proteins. Fibronectin
1616                  (Fn) is a large, extracellular matrix protein that is
1617                  assembled by cells into elastic fibrils and subjected
1618                  to contractile forces. Assembly into fibrils coincides
1619                  with expression of biological recognition sites that
1620                  are buried in Fn's soluble state. To investigate how
1621                  supramolecular assembly of Fn into fibrillar matrix
1622                  enables cells to mechanically regulate its structure,
1623                  we used fluorescence resonance energy transfer (FRET)
1624                  as an indicator of Fn conformation in the fibrillar
1625                  matrix of NIH 3T3 fibroblasts. Fn was randomly labeled
1626                  on amine residues with donor fluorophores and
1627                  site-specifically labeled on cysteine residues in
1628                  modules FnIII7 and FnIII15 with acceptor fluorophores.
1629                  Intramolecular FRET was correlated with known
1630                  structural changes of Fn in denaturing solution, then
1631                  applied in cell culture as an indicator of Fn
1632                  conformation within the matrix fibrils of NIH 3T3
1633                  fibroblasts. Based on the level of FRET, Fn in many
1634                  fibrils was stretched by cells so that its dimer arms
1635                  were extended and at least one FnIII module unfolded.
1636                  When cytoskeletal tension was disrupted using
1637                  cytochalasin D, FRET increased, indicating refolding of
1638                  Fn within fibrils. These results suggest that
1639                  cell-generated force is required to maintain Fn in
1640                  partially unfolded conformations. The results support a
1641                  model of Fn fibril elasticity based on unraveling and
1642                  refolding of FnIII modules. We also observed variation
1643                  of FRET between and along single fibrils, indicating
1644                  variation in the degree of unfolding of Fn in fibrils.
1645                  Molecular mechanisms by which mechanical force can
1646                  alter the structure of Fn, converting tensile forces
1647                  into biochemical cues, are discussed.",
1648   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/8/5139",
1649   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/8/5139.pdf",
1650 }
1651
1652 @Article{brower-toland02,
1653   author =       "Brent D. Brower-Toland and Corey L. Smith and Richard
1654                  C. Yeh and John T. Lis and Craig L. Peterson and
1655                  Michelle D. Wang",
1656   title =        "{From the Cover: Mechanical disruption of individual
1657                  nucleosomes reveals a reversible multistage release of
1658                  DNA}",
1659   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1660   volume =       "99",
1661   number =       "4",
1662   pages =        "1960--1965",
1663   doi =          "10.1073/pnas.022638399",
1664   year =         "2002",
1665   abstract =     "The dynamic structure of individual nucleosomes was
1666                  examined by stretching nucleosomal arrays with a
1667                  feedback-enhanced optical trap. Forced disassembly of
1668                  each nucleosome occurred in three stages. Analysis of
1669                  the data using a simple worm-like chain model yields 76
1670                  bp of DNA released from the histone core at low
1671                  stretching force. Subsequently, 80 bp are released at
1672                  higher forces in two stages: full extension of DNA with
1673                  histones bound, followed by detachment of histones.
1674                  When arrays were relaxed before the dissociated state
1675                  was reached, nucleosomes were able to reassemble and to
1676                  repeat the disassembly process. The kinetic parameters
1677                  for nucleosome disassembly also have been determined.",
1678   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/4/1960",
1679   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/4/1960.pdf",
1680 }
1681
1682 @Article{hummer01,
1683   author =       "Gerhard Hummer and Attila Szabo",
1684   title =        "{From the Cover: Free energy reconstruction from
1685                  nonequilibrium single-molecule pulling experiments}",
1686   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1687   volume =       "98",
1688   number =       "7",
1689   pages =        "3658--3661",
1690   doi =          "10.1073/pnas.071034098",
1691   year =         "2001",
1692   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/7/3658",
1693   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/7/3658.pdf",
1694 }
1695
1696 @Article{talaga00,
1697   author =       "David S. Talaga and Wai Leung Lau and Heinrich Roder
1698                  and Jianyong Tang and Yiwei Jia and William F. DeGrado
1699                  and Robin M. Hochstrasser",
1700   title =        "{Dynamics and folding of single two-stranded
1701                  coiled-coil peptides studied by fluorescent energy
1702                  transfer confocal microscopy}",
1703   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1704   volume =       "97",
1705   number =       "24",
1706   pages =        "13021--13026",
1707   doi =          "10.1073/pnas.97.24.13021",
1708   year =         "2000",
1709   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/24/13021",
1710   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/24/13021.pdf",
1711 }
1712
1713 @Article{gergely00,
1714   author =       "C. Gergely and J.-C. Voegel and P. Schaaf and B.
1715                  Senger and M. Maaloum and J. K. H. Horber and J.
1716                  Hemmerle",
1717   title =        "{Unbinding process of adsorbed proteins under external
1718                  stress studied by atomic force microscopy
1719                  spectroscopy}",
1720   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1721   volume =       "97",
1722   number =       "20",
1723   pages =        "10802--10807",
1724   doi =          "10.1073/pnas.180293097",
1725   year =         "2000",
1726   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/20/10802",
1727   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/20/10802.pdf",
1728 }
1729
1730 @Article{paci00,
1731   author =       "Emanuele Paci and Martin Karplus",
1732   title =        "{Unfolding proteins by external forces and
1733                  temperature: The importance of topology and
1734                  energetics}",
1735   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1736   volume =       "97",
1737   number =       "12",
1738   pages =        "6521--6526",
1739   doi =          "10.1073/pnas.100124597",
1740   year =         "2000",
1741   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/12/6521",
1742   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/12/6521.pdf",
1743 }
1744
1745 @Article{yang00,
1746   author =       "Guoliang Yang and Ciro Cecconi and Walter A. Baase and
1747                  Ingrid R. Vetter and Wendy A. Breyer and Julie A. Haack
1748                  and Brian W. Matthews and Frederick W. Dahlquist and
1749                  Carlos Bustamante",
1750   title =        "{Solid-state synthesis and mechanical unfolding of
1751                  polymers of T4 lysozyme}",
1752   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1753   volume =       "97",
1754   number =       "1",
1755   pages =        "139--144",
1756   doi =          "10.1073/pnas.97.1.139",
1757   year =         "2000",
1758   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/1/139",
1759   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/1/139.pdf",
1760 }
1761
1762 @Article{strunz99,
1763   author =       "Torsten Strunz and Krisztina Oroszlan and Rolf Schafer
1764                  and Hans-Joachim Guntherodt",
1765   title =        "{Dynamic force spectroscopy of single DNA molecules}",
1766   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1767   volume =       "96",
1768   number =       "20",
1769   pages =        "11277--11282",
1770   doi =          "10.1073/pnas.96.20.11277",
1771   year =         "1999",
1772   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/20/11277",
1773   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/20/11277.pdf",
1774 }
1775
1776 @Article{carrion-vazquez99b,
1777   author =       "Mariano Carrion-Vazquez and Andres F. Oberhauser and
1778                  Susan B. Fowler and Piotr E. Marszalek and Sheldon E.
1779                  Broedel and Jane Clarke and Julio M. Fernandez",
1780   title =        "Mechanical and chemical unfolding of a single
1781                  protein: A comparison",
1782   journal =      "Proceedings of the National Academy of Sciences",
1783   volume =       "96",
1784   number =       "7",
1785   pages =        "3694--3699",
1786   doi =          "10.1073/pnas.96.7.3694",
1787   year =         "1999",
1788   URL =          "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/7/3694",
1789   eprint =       "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/7/3694.pdf",
1790 }
1791
1792 @Article{nevo04,
1793   author =       "Reinat Nevo and Vlad Brumfeld and Michael Elbaum and
1794                  Peter Hinterdorfer and Ziv Reich",
1795   title =        "Direct discrimination between models of protein
1796                  activation by single-molecule force measurements.",
1797   journal =      "Biophys J",
1798   year =         "2004",
1799   month =        oct,
1800   volume =       "87",
1801   number =       "4",
1802   pages =        "2630--2634",
1803   keywords =     "Elasticity",
1804   keywords =     "Enzyme Activation",
1805   keywords =     "Micromanipulation",
1806   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
1807   keywords =     "Models, Chemical",
1808   keywords =     "Models, Molecular",
1809   keywords =     "Multiprotein Complexes",
1810   keywords =     "Nuclear Proteins",
1811   keywords =     "Physical Stimulation",
1812   keywords =     "Protein Binding",
1813   keywords =     "Stress, Mechanical",
1814   keywords =     "Structure-Activity Relationship",
1815   keywords =     "beta Karyopherins",
1816   keywords =     "ran GTP-Binding Protein",
1817   abstract =     "The limitations imposed on the analyses of complex
1818                  chemical and biological systems by ensemble averaging
1819                  can be overcome by single-molecule experiments. Here,
1820                  we used a single-molecule technique to discriminate
1821                  between two generally accepted mechanisms of a key
1822                  biological process--the activation of proteins by
1823                  molecular effectors. The two mechanisms, namely
1824                  induced-fit and population-shift, are normally
1825                  difficult to discriminate by ensemble approaches. As a
1826                  model, we focused on the interaction between the
1827                  nuclear transport effector, RanBP1, and two related
1828                  complexes consisting of the nuclear import receptor,
1829                  importin beta, and the GDP- or GppNHp-bound forms of
1830                  the small GTPase, Ran. We found that recognition by the
1831                  effector proceeds through either an induced-fit or a
1832                  population-shift mechanism, depending on the substrate,
1833                  and that the two mechanisms can be differentiated by
1834                  the data.",
1835   ISSN =         "0006-3495",
1836   doi =          "10.1529/biophysj.104.041889",
1837   URL =          "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/87/4/2630",
1838   eprint =       "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/87/4/2630.pdf",
1839 }
1840
1841 @Article{nevo03,
1842   author =       "Reinat Nevo and Cordula Stroh and Ferry Kienberger and
1843                  David Kaftan and Vlad Brumfeld and Michael Elbaum and
1844                  Ziv Reich and Peter Hinterdorfer",
1845   title =        "A molecular switch between alternative conformational
1846                  states in the complex of Ran and importin beta1.",
1847   journal =      "Nat Struct Biol",
1848   year =         "2003",
1849   month =        jul,
1850   volume =       "10",
1851   number =       "7",
1852   pages =        "553--557",
1853   keywords =     "Guanosine Diphosphate",
1854   keywords =     "Guanosine Triphosphate",
1855   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
1856   keywords =     "Protein Binding",
1857   keywords =     "Protein Conformation",
1858   keywords =     "beta Karyopherins",
1859   keywords =     "ran GTP-Binding Protein",
1860   abstract =     "Several million macromolecules are exchanged each
1861                  minute between the nucleus and cytoplasm by
1862                  receptor-mediated transport. Most of this traffic is
1863                  controlled by the small GTPase Ran, which regulates
1864                  assembly and disassembly of the receptor-cargo
1865                  complexes in the appropriate cellular compartment. Here
1866                  we applied dynamic force spectroscopy to study the
1867                  interaction of Ran with the nuclear import receptor
1868                  importin beta1 (impbeta) at the single-molecule level.
1869                  We found that the complex alternates between two
1870                  distinct conformational states of different adhesion
1871                  strength. The application of an external mechanical
1872                  force shifts equilibrium toward one of these states by
1873                  decreasing the height of the interstate activation
1874                  energy barrier. The other state can be stabilized by a
1875                  functional Ran mutant that increases this barrier.
1876                  These results support a model whereby functional
1877                  control of Ran-impbeta is achieved by a population
1878                  shift between pre-existing alternative conformations.",
1879   ISSN =         "1072-8368",
1880   doi =          "10.1038/nsb940",
1881   URL =          "http://www.nature.com/nsmb/journal/v10/n7/abs/nsb940.html",
1882   eprint =       "http://www.nature.com/nsmb/journal/v10/n7/pdf/nsb940.pdf",
1883 }
1884
1885 @Article{grossman05,
1886   title =        "Optical Tweezers Advanced Lab",
1887   author =       "C. Grossman and A. Stout",
1888   numpages =     "12",
1889   year =         "2005",
1890   season =       "Fall",
1891   eprint =       "http://chirality.swarthmore.edu/PHYS81/OpticalTweezers.pdf",
1892   note =         "Fairly complete overdamped PSD derivation in section
1893                  4.3., cites \cite{tlusty98} and \cite{bechhoefer02} for
1894                  further details. However, Tlusty (listed as reference
1895                  8) doesn't contain the thermal response fn.\ derivation
1896                  it was cited for. Also, the single sided PSD definition
1897                  credited to reference 9 (listed as Bechhoefer) looks
1898                  more like Press (listed as reference 10). I imagine
1899                  Grossman and Stout mixed up their references, and meant
1900                  to refer to \cite{bechhoefer02} and \cite{press92}
1901                  respectively instead.",
1902   project =      "Cantilever Calibration",
1903 }
1904
1905 @Article{tlusty98,
1906   title =        "Optical Gradient Forces of Strongly Localized Fields",
1907   author =       "Tsvi Tlusty and Amit Meller and Roy Bar-Ziv",
1908   journal =      "Phys. Rev. Lett.",
1909   volume =       "81",
1910   number =       "8",
1911   pages =        "1738--1741",
1912   numpages =     "3",
1913   year =         "1998",
1914   month =        aug,
1915   doi =          "10.1103/PhysRevLett.81.1738",
1916   publisher =    "American Physical Society",
1917   eprint =       "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v81/i8/p1738_1",
1918   note =         "also at
1919                  \url{http://nanoscience.bu.edu/papers/p1738_1_Meller.pdf}.
1920                  Cited by \cite{grossman05} for derivation of thermal
1921                  response fn. However, I only see a referenced thermal
1922                  energy when they list the likelyhood of a small
1923                  partical (radius < $R_c$) escaping due to thermal
1924                  energy, where $R_c$ is roughly $R_c \sim (k_B T /
1925                  \alpha I_0)^(1/3)$, $\alpha$ is a dielectric scaling
1926                  term, and $I_0$ is the maximum beam energy density. I
1927                  imagine Grossman and Stout mixed up this reference.",
1928   project =      "Cantilever Calibration",
1929 }
1930
1931 @Article{bechhoefer02,
1932   author =       "John Bechhoefer and Scott Wilson",
1933   collaboration = "",
1934   title =        "Faster, cheaper, safer optical tweezers for the
1935                  undergraduate laboratory",
1936   publisher =    "AAPT",
1937   year =         "2002",
1938   journal =      "American Journal of Physics",
1939   volume =       "70",
1940   number =       "4",
1941   pages =        "393--400",
1942   keywords =     "student experiments; safety; radiation pressure; laser
1943                  beam applications",
1944   URL =          "http://link.aip.org/link/?AJP/70/393/1",
1945   doi =          "10.1119/1.1445403",
1946   project =      "Cantilever Calibration",
1947   note =         "Good discussion of the effect of correlation time on
1948                  calibration. Excellent detail on power spectrum
1949                  derivation and thermal noise for extremely overdamped
1950                  oscillators in Appendix A (references \cite{reif65}).
1951                  References work on deconvolving thermal noise from
1952                  other noise\cite{cowan98}",
1953 }
1954
1955 @Book{press02,
1956   title =        "Numerical Recipies in {C}: The Art of Scientific
1957                  Computing",
1958   author =       "W. Press and S. Teukolsky and W. Vetterling and B.
1959                  Flannery",
1960   edition =      "2",
1961   publisher =    "Cambridge University Press",
1962   address =      "New York",
1963   year =         "1992",
1964   eprint =       "http://www.nrbook.com/a/bookcpdf.php",
1965   note =         "See sections 12.0, 12.1, 12.3, and 13.4 for a good
1966                  introduction to Fourier transforms and power spectrum
1967                  estimation.",
1968   project =      "Cantilever Calibration",
1969 }
1970
1971 @Book{cowan98,
1972   title =        "Statistical Data Analysis",
1973   author =       "Glen Cowan",
1974   publisher =    "Oxford University Press",
1975   address =      "New York",
1976   year =         "1998",
1977   note =         "Noise deconvolution in Chapter 11",
1978   project =      "Cantilever Calibration",
1979 }
1980
1981 @Book{rief65,
1982   title =        "Fundamentals of Statistical and Thermal Physics",
1983   author =       "Frederick Rief",
1984   publisher =    "McGraw-Hill",
1985   address =      "New York",
1986   year =         "1965",
1987   note =         "Thermal noise for SHOs, in Chapter 15, Sections 6 and
1988                  10.",
1989   project =      "Cantilever Calibration",
1990 }
1991
1992 @Article{schlierf06,
1993   author =       "Michael Schlierf and Matthias Rief",
1994   title =        "Single-molecule unfolding force distributions reveal a
1995                  funnel-shaped energy landscape.",
1996   journal =      "Biophys J",
1997   year =         "2006",
1998   month =        feb,
1999   day =          "15",
2000   volume =       "90",
2001   number =       "4",
2002   pages =        "L33--L35",
2003   keywords =     "Models, Molecular",
2004   keywords =     "Protein Folding",
2005   keywords =     "Proteins",
2006   keywords =     "Thermodynamics",
2007   abstract =     "The protein folding process is described as diffusion
2008                  on a high-dimensional energy landscape. Experimental
2009                  data showing details of the underlying energy surface
2010                  are essential to understanding folding. So far in
2011                  single-molecule mechanical unfolding experiments a
2012                  simplified model assuming a force-independent
2013                  transition state has been used to extract such
2014                  information. Here we show that this so-called Bell
2015                  model, although fitting well to force velocity data,
2016                  fails to reproduce full unfolding force distributions.
2017                  We show that by applying Kramers' diffusion model, we
2018                  were able to reconstruct a detailed funnel-like
2019                  curvature of the underlying energy landscape and
2020                  establish full agreement with the data. We demonstrate
2021                  that obtaining spatially resolved details of the
2022                  unfolding energy landscape from mechanical
2023                  single-molecule protein unfolding experiments requires
2024                  models that go beyond the Bell model.",
2025   ISSN =         "0006-3495",
2026   doi =          "10.1529/biophysj.105.077982",
2027   URL =          "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/90/4/L33",
2028   note =         "The inspiration behind my sawtooth simulation.
2029                   Bell model fit to $f_{unfold}(v)$, but
2030                   Kramers model fit to unfolding distribution for a given $v$.
2031                   Eqn.~3 in the supplement is Evans-Ritchie 1999's Eqn.~2\cite{evans99}, but it is just ``[dying percent] * [surviving population] = [deaths]'' (TODO, check).
2032                   $\nu \equiv k$ is the force/time-dependent off rate... (TODO)
2033                   The Kramers' rate equation (second equation in the paper) is Hanggi Eq.~4.56b (page 275)\cite{hanggi90}.
2034                   It is important to extract $k_0$ and $\Delta x$ using every
2035                   available method.",
2036 }
2037
2038 @Article{marko95,
2039   author =       "John F. Marko and Eric D. Siggia",
2040   title =        "Stretching {DNA}",
2041   journal =      "Macromolecules",
2042   volume =       "28",
2043   number =       "26",
2044   pages =        "8759--8770",
2045   year =         "1995",
2046   abstract =     "",
2047   URL =          "http://pubs3.acs.org/acs/journals/doilookup?in_doi=10.1021/ma00130a008",
2048   affiliation =  "",
2049   ISSN =         "0024-9297",
2050   eprint =       "http://pubs.acs.org/cgi-bin/archive.cgi/mamobx/1995/28/i26/pdf/ma00130a008.pdf",
2051   note =         "Derivation of the Worm-like Chain interpolation
2052                  function.",
2053 }
2054
2055 % 0021-4922 is the print ISSN.  The online ISSN is 1347-4065.
2056 @Article{dietz07,
2057   author =       "Hendrik Dietz and Matthias Rief",
2058   title =        "Detecting Molecular Fingerprints in Single Molecule
2059                  Force Spectroscopy Using Pattern Recognition",
2060   journal =      "Japanese Journal of Applied Physics",
2061   volume =       "46",
2062   number =       "8B",
2063   pages =        "5540--5542",
2064   year =         "2007",
2065   keywords =     "single molecule, protein mechanics, force
2066                  spectroscopy, AFM, pattern recognition, GFP",
2067   abstract =     "Single molecule force spectroscopy has given
2068                  experimental access to the mechanical properties of
2069                  protein molecules. Typically, less than 1% of the
2070                  experimental recordings reflect true single molecule
2071                  events due to abundant surface and multiple-molecule
2072                  interactions. A key issue in single molecule force
2073                  spectroscopy is thus to identify the characteristic
2074                  mechanical `fingerprint' of a specific protein in noisy
2075                  data sets. Here, we present an objective pattern
2076                  recognition algorithm that is able to identify
2077                  fingerprints in such noisy data sets.",
2078   ISSN =         "0021-4922",
2079     URL =        "http://jjap.ipap.jp/link?JJAP/46/5540/",
2080   doi =          "10.1143/JJAP.46.5540",
2081   note =         "Automatic force curve selection. Seems a bit shoddy.
2082                  Details later.",
2083 }
2084
2085 @Article{kleiner07,
2086   author =       "Ariel Kleiner and Eugene Shakhnovich",
2087   title =        "The mechanical unfolding of ubiquitin through all-atom
2088                  Monte Carlo simulation with a Go-type potential.",
2089   journal =      "Biophys J",
2090   year =         "2007",
2091   month =        mar,
2092   day =          "15",
2093   volume =       "92",
2094   number =       "6",
2095   pages =        "2054--2061",
2096   keywords =     "Computer Simulation",
2097   keywords =     "Models, Chemical",
2098   keywords =     "Models, Molecular",
2099   keywords =     "Models, Statistical",
2100   keywords =     "Monte Carlo Method",
2101   keywords =     "Motion",
2102   keywords =     "Protein Conformation",
2103   keywords =     "Protein Denaturation",
2104   keywords =     "Protein Folding",
2105   keywords =     "Ubiquitin",
2106   abstract =     "The mechanical unfolding of proteins under a
2107                  stretching force has an important role in living
2108                  systems and is a logical extension of the more general
2109                  protein folding problem. Recent advances in
2110                  experimental methodology have allowed the stretching of
2111                  single molecules, thus rendering this process ripe for
2112                  computational study. We use all-atom Monte Carlo
2113                  simulation with a G?-type potential to study the
2114                  mechanical unfolding pathway of ubiquitin. A detailed,
2115                  robust, well-defined pathway is found, confirming
2116                  existing results in this vein though using a different
2117                  model. Additionally, we identify the protein's
2118                  fundamental stabilizing secondary structure
2119                  interactions in the presence of a stretching force and
2120                  show that this fundamental stabilizing role does not
2121                  persist in the absence of mechanical stress. The
2122                  apparent success of simulation methods in studying
2123                  ubiquitin's mechanical unfolding pathway indicates
2124                  their potential usefulness for future study of the
2125                  stretching of other proteins and the relationship
2126                  between protein structure and the response to
2127                  mechanical deformation.",
2128   ISSN =         "0006-3495",
2129   doi =          "10.1529/biophysj.106.081257",
2130   URL =          "http://www.biophysj.org/cgi/content/full/92/6/2054",
2131   eprint =       "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/92/6/2054",
2132 }
2133
2134 @Article{makarov01,
2135   author =       "Dmitrii E. Makarov and Paul K. Hansma and Horia
2136                  Metiu",
2137   collaboration = "",
2138   title =        "Kinetic Monte Carlo simulation of titin unfolding",
2139   publisher =    "AIP",
2140   year =         "2001",
2141   journal =      "The Journal of Chemical Physics",
2142   volume =       "114",
2143   number =       "21",
2144   pages =        "9663--9673",
2145   keywords =     "proteins; hydrogen bonds; digital simulation; Monte
2146                  Carlo methods; molecular biophysics; intramolecular
2147                  mechanics; macromolecules; atomic force microscopy",
2148   URL =          "http://link.aip.org/link/?JCP/114/9663/1",
2149   eprint =       "http://hansmalab.physics.ucsb.edu/pdf/297%20-%20Makarov,%20D.E._J.Chem.Phys._2001.pdf",
2150   doi =          "10.1063/1.1369622",
2151 }
2152
2153 @Article{rief98,
2154   title =        "Elastically Coupled Two-Level Systems as a Model for
2155                  Biopolymer Extensibility",
2156   author =       "Matthias Rief and Julio M. Fernandez and Hermann E.
2157                  Gaub",
2158   journal =      "Phys. Rev. Lett.",
2159   volume =       "81",
2160   number =       "21",
2161   pages =        "4764--4767",
2162   numpages =     "3",
2163   year =         "1998",
2164   month =        nov,
2165   doi =          "10.1103/PhysRevLett.81.4764",
2166   eprint =       "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v81/i21/p4764_1",
2167   publisher =    "American Physical Society",
2168 }
2169
2170 @Article{zinober02,
2171   author =       "Rebecca C. Zinober and David J. Brockwell and Godfrey
2172                  S. Beddard and Anthony W. Blake and Peter D. Olmsted
2173                  and Sheena E. Radford and D. Alastair Smith",
2174   title =        "Mechanically unfolding proteins: the effect of
2175                  unfolding history and the supramolecular scaffold.",
2176   journal =      "Protein Sci",
2177   year =         "2002",
2178   month =        dec,
2179   volume =       "11",
2180   number =       "12",
2181   pages =        "2759--2765",
2182   keywords =     "Computer Simulation",
2183   keywords =     "Models, Molecular",
2184   keywords =     "Monte Carlo Method",
2185   keywords =     "Protein Folding",
2186   keywords =     "Protein Structure, Tertiary",
2187   keywords =     "Proteins",
2188   abstract =     "The mechanical resistance of a folded domain in a
2189                  polyprotein of five mutant I27 domains (C47S, C63S
2190                  I27)(5)is shown to depend on the unfolding history of
2191                  the protein. This observation can be understood on the
2192                  basis of competition between two effects, that of the
2193                  changing number of domains attempting to unfold, and
2194                  the progressive increase in the compliance of the
2195                  polyprotein as domains unfold. We present Monte Carlo
2196                  simulations that show the effect and experimental data
2197                  that verify these observations. The results are
2198                  confirmed using an analytical model based on transition
2199                  state theory. The model and simulations also predict
2200                  that the mechanical resistance of a domain depends on
2201                  the stiffness of the surrounding scaffold that holds
2202                  the domain in vivo, and on the length of the unfolded
2203                  domain. Together, these additional factors that
2204                  influence the mechanical resistance of proteins have
2205                  important consequences for our understanding of natural
2206                  proteins that have evolved to withstand force.",
2207   ISSN =         "0961-8368",
2208   doi =          "10.1110/ps.0224602",
2209   URL =          "http://www.proteinscience.org/cgi/content/abstract/11/12/2759",
2210   eprint =       "http://www.proteinscience.org/cgi/reprint/11/12/2759.pdf",
2211   note =         "READ",
2212   project =      "sawtooth simulation",
2213 }
2214
2215 @Article{brockwell02,
2216   author =       "David J. Brockwell and Godfrey S. Beddard and John
2217                  Clarkson and Rebecca C. Zinober and Anthony W. Blake
2218                  and John Trinick and Peter D. Olmsted and D. Alastair
2219                  Smith and Sheena E. Radford",
2220   title =        "The effect of core destabilization on the mechanical
2221                  resistance of {I27}.",
2222   journal =      "Biophys J",
2223   year =         "2002",
2224   month =        jul,
2225   volume =       "83",
2226   number =       "1",
2227   pages =        "458--472",
2228   keywords =     "Amino Acid Sequence",
2229   keywords =     "Dose-Response Relationship, Drug",
2230   keywords =     "Kinetics",
2231   keywords =     "Magnetic Resonance Spectroscopy",
2232   keywords =     "Models, Molecular",
2233   keywords =     "Molecular Sequence Data",
2234   keywords =     "Monte Carlo Method",
2235   keywords =     "Muscle Proteins",
2236   keywords =     "Mutation",
2237   keywords =     "Peptide Fragments",
2238   keywords =     "Protein Denaturation",
2239   keywords =     "Protein Folding",
2240   keywords =     "Protein Kinases",
2241   keywords =     "Protein Structure, Secondary",
2242   keywords =     "Protein Structure, Tertiary",
2243   keywords =     "Proteins",
2244   keywords =     "Thermodynamics",
2245   abstract =     "It is still unclear whether mechanical unfolding
2246                  probes the same pathways as chemical denaturation. To
2247                  address this point, we have constructed a concatamer of
2248                  five mutant I27 domains (denoted (I27)(5)*) and used it
2249                  for mechanical unfolding studies. This protein consists
2250                  of four copies of the mutant C47S, C63S I27 and a
2251                  single copy of C63S I27. These mutations severely
2252                  destabilize I27 (DeltaDeltaG(UN) = 8.7 and 17.9 kJ
2253                  mol(-1) for C63S I27 and C47S, C63S I27, respectively).
2254                  Both mutations maintain the hydrogen bond network
2255                  between the A' and G strands postulated to be the major
2256                  region of mechanical resistance for I27. Measuring the
2257                  speed dependence of the force required to unfold
2258                  (I27)(5)* in triplicate using the atomic force
2259                  microscope allowed a reliable assessment of the
2260                  intrinsic unfolding rate constant of the protein to be
2261                  obtained (2.0 x 10(-3) s(-1)). The rate constant of
2262                  unfolding measured by chemical denaturation is over
2263                  fivefold faster (1.1 x 10(-2) s(-1)), suggesting that
2264                  these techniques probe different unfolding pathways.
2265                  Also, by comparing the parameters obtained from the
2266                  mechanical unfolding of a wild-type I27 concatamer with
2267                  that of (I27)(5)*, we show that although the observed
2268                  forces are considerably lower, core destabilization has
2269                  little effect on determining the mechanical sensitivity
2270                  of this domain.",
2271   ISSN =         "0006-3495",
2272   URL = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/83/1/458",
2273   eprint = {http://www.biophysj.org/cgi/reprint/83/1/458.pdf},
2274 }
2275
2276 @Article{Hummer2003,
2277   author =       "Gerhard Hummer and Attila Szabo",
2278   title =        "Kinetics from nonequilibrium single-molecule pulling
2279                  experiments.",
2280   journal =      "Biophys J",
2281   year =         "2003",
2282   month =        jul,
2283   volume =       "85",
2284   number =       "1",
2285   pages =        "5--15",
2286   keywords =     "Computer Simulation",
2287   keywords =     "Crystallography",
2288   keywords =     "Energy Transfer",
2289   keywords =     "Kinetics",
2290   keywords =     "Lasers",
2291   keywords =     "Micromanipulation",
2292   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
2293   keywords =     "Models, Molecular",
2294   keywords =     "Molecular Conformation",
2295   keywords =     "Motion",
2296   keywords =     "Muscle Proteins",
2297   keywords =     "Nanotechnology",
2298   keywords =     "Physical Stimulation",
2299   keywords =     "Protein Conformation",
2300   keywords =     "Protein Denaturation",
2301   keywords =     "Protein Folding",
2302   keywords =     "Protein Kinases",
2303   keywords =     "Stress, Mechanical",
2304   abstract =     "Mechanical forces exerted by laser tweezers or atomic
2305                  force microscopes can be used to drive rare transitions
2306                  in single molecules, such as unfolding of a protein or
2307                  dissociation of a ligand. The phenomenological
2308                  description of pulling experiments based on Bell's
2309                  expression for the force-induced rupture rate is found
2310                  to be inadequate when tested against computer
2311                  simulations of a simple microscopic model of the
2312                  dynamics. We introduce a new approach of comparable
2313                  complexity to extract more accurate kinetic information
2314                  about the molecular events from pulling experiments.
2315                  Our procedure is based on the analysis of a simple
2316                  stochastic model of pulling with a harmonic spring and
2317                  encompasses the phenomenological approach, reducing to
2318                  it in the appropriate limit. Our approach is tested
2319                  against computer simulations of a multimodule titin
2320                  model with anharmonic linkers and then an illustrative
2321                  application is made to the forced unfolding of I27
2322                  subunits of the protein titin. Our procedure to extract
2323                  kinetic information from pulling experiments is simple
2324                  to implement and should prove useful in the analysis of
2325                  experiments on a variety of systems.",
2326   ISSN =         "0006-3495",
2327   URL =          "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/85/1/5",
2328   eprint =       "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/85/1/5.pdf",
2329   project =      "sawtooth simulation",
2330   note =         "READ",
2331 }
2332
2333 @Article{thirumalai05,
2334   author =       "D. Thirumalai and C. Hyeon",
2335   title =        "{RNA} and Protein Folding: Common Themes and
2336                  Variations",
2337   journal =      "Biochemistry",
2338   volume =       "44",
2339   number =       "13",
2340   pages =        "4957--4970",
2341   year =         "2005",
2342   abstract =     "Visualizing the navigation of an ensemble of unfolded
2343                  molecules through the bumpy energy landscape in search
2344                  of the native state gives a pictorial view of
2345                  biomolecular folding. This picture, when combined with
2346                  concepts in polymer theory, provides a unified theory
2347                  of RNA and protein folding. Just as for proteins, the
2348                  major folding free energy barrier for RNA scales
2349                  sublinearly with the number of nucleotides, which
2350                  allows us to extract the elusive prefactor for RNA
2351                  folding. Several folding scenarios can be anticipated
2352                  by considering variations in the energy landscape that
2353                  depend on sequence, native topology, and external
2354                  conditions. RNA and protein folding mechanism can be
2355                  described by the kinetic partitioning mechanism (KPM)
2356                  according to which a fraction () of molecules reaches
2357                  the native state directly, whereas the remaining
2358                  fraction gets kinetically trapped in metastable
2359                  conformations. For two-state folders 1. Molecular
2360                  chaperones are recruited to assist protein folding
2361                  whenever is small. We show that the iterative annealing
2362                  mechanism, introduced to describe chaperonin-mediated
2363                  folding, can be generalized to understand
2364                  protein-assisted RNA folding. The major differences
2365                  between the folding of proteins and RNA arise in the
2366                  early stages of folding. For RNA, folding can only
2367                  begin after the polyelectrolyte problem is solved,
2368                  whereas protein collapse requires burial of hydrophobic
2369                  residues. Cross-fertilization of ideas between the two
2370                  fields should lead to an understanding of how RNA and
2371                  proteins solve their folding problems.",
2372   URL =          "http://pubs3.acs.org/acs/journals/doilookup?in_doi=10.1021/bi047314+",
2373   affiliation =  "Biophysics Program, and Department of Chemistry and
2374                  Biochemistry, Institute for Physical Science and
2375                  Technology, University of Maryland, College Park,
2376                  Maryland 20742",
2377   ISSN =         "0006-2960",
2378   note = "unfolding-refolding",
2379 }
2380
2381 @article{schwaiger05,
2382   author =       "Ingo Schwaiger and Michael Schleicher and Angelika A.
2383                  Noegel and Matthias Rief",
2384   title =        "The folding pathway of a fast-folding immunoglobulin
2385                  domain revealed by single-molecule mechanical
2386                  experiments.",
2387   journal =      "EMBO Rep",
2388   year =         "2005",
2389   month =        jan,
2390   volume =       "6",
2391   number =       "1",
2392   pages =        "46--51",
2393   keywords =     "Animals",
2394   keywords =     "Contractile Proteins",
2395   keywords =     "Dictyostelium",
2396   keywords =     "Immunoglobulins",
2397   keywords =     "Kinetics",
2398   keywords =     "Microfilament Proteins",
2399   keywords =     "Models, Molecular",
2400   keywords =     "Protein Folding",
2401   keywords =     "Protein Structure, Tertiary",
2402   abstract =     "The F-actin crosslinker filamin from Dictyostelium
2403                  discoideum (ddFLN) has a rod domain consisting of six
2404                  structurally similar immunoglobulin domains. When
2405                  subjected to a stretching force, domain 4 unfolds at a
2406                  lower force than all the other domains in the chain.
2407                  Moreover, this domain shows a stable intermediate along
2408                  its mechanical unfolding pathway. We have developed a
2409                  mechanical single-molecule analogue to a double-jump
2410                  stopped-flow experiment to investigate the folding
2411                  kinetics and pathway of this domain. We show that an
2412                  obligatory and productive intermediate also occurs on
2413                  the folding pathway of the domain. Identical mechanical
2414                  properties suggest that the unfolding and refolding
2415                  intermediates are closely related. The folding process
2416                  can be divided into two consecutive steps: in the first
2417                  step 60 C-terminal amino acids form an intermediate at
2418                  the rate of 55 s(-1); and in the second step the
2419                  remaining 40 amino acids are packed on this core at the
2420                  rate of 179 s(-1). This division increases the overall
2421                  folding rate of this domain by a factor of ten compared
2422                  with all other homologous domains of ddFLN that lack
2423                  the folding intermediate.",
2424   ISSN =         "1469-221X",
2425   doi =          "10.1038/sj.embor.7400317",
2426   url = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n1/index.html",
2427   eprint = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n1/pdf/7400317.pdf",
2428 }
2429
2430 @Article{evans99,
2431   author =       "E. Evans and K. Ritchie",
2432   title =        "Strength of a weak bond connecting flexible polymer
2433                  chains.",
2434   journal =      "Biophys J",
2435   year =         "1999",
2436   month =        may,
2437   volume =       "76",
2438   number =       "5",
2439   pages =        "2439--2447",
2440   keywords =     "Animals",
2441   keywords =     "Biophysics",
2442   keywords =     "Biopolymers",
2443   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
2444   keywords =     "Models, Chemical",
2445   keywords =     "Muscle Proteins",
2446   keywords =     "Protein Folding",
2447   keywords =     "Protein Kinases",
2448   keywords =     "Stochastic Processes",
2449   keywords =     "Stress, Mechanical",
2450   keywords =     "Thermodynamics",
2451   abstract =     "Bond dissociation under steadily rising force occurs
2452                  most frequently at a time governed by the rate of
2453                  loading (Evans and Ritchie, 1997 Biophys. J.
2454                  72:1541-1555). Multiplied by the loading rate, the
2455                  breakage time specifies the force for most frequent
2456                  failure (called bond strength) that obeys the same
2457                  dependence on loading rate. The spectrum of bond
2458                  strength versus log(loading rate) provides an image of
2459                  the energy landscape traversed in the course of
2460                  unbonding. However, when a weak bond is connected to
2461                  very compliant elements like long polymers, the load
2462                  applied to the bond does not rise steadily under
2463                  constant pulling speed. Because of nonsteady loading,
2464                  the most frequent breakage force can differ
2465                  significantly from that of a bond loaded at constant
2466                  rate through stiff linkages. Using generic models for
2467                  wormlike and freely jointed chains, we have analyzed
2468                  the kinetic process of failure for a bond loaded by
2469                  pulling the polymer linkages at constant speed. We find
2470                  that when linked by either type of polymer chain, a
2471                  bond is likely to fail at lower force under steady
2472                  separation than through stiff linkages. Quite
2473                  unexpectedly, a discontinuous jump can occur in bond
2474                  strength at slow separation speed in the case of long
2475                  polymer linkages. We demonstrate that the predictions
2476                  of strength versus log(loading rate) can rationalize
2477                  conflicting results obtained recently for unfolding Ig
2478                  domains along muscle titin with different force
2479                  techniques.",
2480   ISSN =         "0006-3495",
2481 URL = {http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/76/5/2439},
2482 eprint = {http://www.biophysj.org/cgi/reprint/76/5/2439.pdf},
2483 note= {Develops Kramers improvement on Bell model for domain unfolding.
2484        Presents unfolding under variable loading rates.
2485        Often cited as the ``Bell-Evans'' model?
2486        They derive a unitless treatment, scaling force by $f_\beta$, TODO;
2487        time by $\tau_f$, TODO; elasiticity by compliance $c(f)$.
2488        The appendix has relaxation time formulas for WLC and FJC polymer models.},
2489   project =      "sawtooth simulation",
2490 }
2491
2492 @Article{evans97,
2493   author =       "E. Evans and K. Ritchie",
2494   title =        "Dynamic strength of molecular adhesion bonds.",
2495   journal =      "Biophys J",
2496   year =         "1997",
2497   month =        apr,
2498   volume =       "72",
2499   number =       "4",
2500   pages =        "1541--1555",
2501   keywords =     "Avidin",
2502   keywords =     "Biotin",
2503   keywords =     "Chemistry, Physical",
2504   keywords =     "Computer Simulation",
2505   keywords =     "Mathematics",
2506   keywords =     "Monte Carlo Method",
2507   keywords =     "Protein Binding",
2508   abstract =     "In biology, molecular linkages at, within, and beneath
2509                  cell interfaces arise mainly from weak noncovalent
2510                  interactions. These bonds will fail under any level of
2511                  pulling force if held for sufficient time. Thus, when
2512                  tested with ultrasensitive force probes, we expect
2513                  cohesive material strength and strength of adhesion at
2514                  interfaces to be time- and loading rate-dependent
2515                  properties. To examine what can be learned from
2516                  measurements of bond strength, we have extended
2517                  Kramers' theory for reaction kinetics in liquids to
2518                  bond dissociation under force and tested the
2519                  predictions by smart Monte Carlo (Brownian dynamics)
2520                  simulations of bond rupture. By definition, bond
2521                  strength is the force that produces the most frequent
2522                  failure in repeated tests of breakage, i.e., the peak
2523                  in the distribution of rupture forces. As verified by
2524                  the simulations, theory shows that bond strength
2525                  progresses through three dynamic regimes of loading
2526                  rate. First, bond strength emerges at a critical rate
2527                  of loading (> or = 0) at which spontaneous dissociation
2528                  is just frequent enough to keep the distribution peak
2529                  at zero force. In the slow-loading regime immediately
2530                  above the critical rate, strength grows as a weak power
2531                  of loading rate and reflects initial coupling of force
2532                  to the bonding potential. At higher rates, there is
2533                  crossover to a fast regime in which strength continues
2534                  to increase as the logarithm of the loading rate over
2535                  many decades independent of the type of attraction.
2536                  Finally, at ultrafast loading rates approaching the
2537                  domain of molecular dynamics simulations, the bonding
2538                  potential is quickly overwhelmed by the rapidly
2539                  increasing force, so that only naked frictional drag on
2540                  the structure remains to retard separation. Hence, to
2541                  expose the energy landscape that governs bond strength,
2542                  molecular adhesion forces must be examined over an
2543                  enormous span of time scales. However, a significant
2544                  gap exists between the time domain of force
2545                  measurements in the laboratory and the extremely fast
2546                  scale of molecular motions. Using results from a
2547                  simulation of biotin-avidin bonds (Izrailev, S., S.
2548                  Stepaniants, M. Balsera, Y. Oono, and K. Schulten.
2549                  1997. Molecular dynamics study of unbinding of the
2550                  avidin-biotin complex. Biophys. J., this issue), we
2551                  describe how Brownian dynamics can help bridge the gap
2552                  between molecular dynamics and probe tests.",
2553   ISSN =         "0006-3495",
2554 URL = {http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/72/4/1541},
2555 eprint = {http://www.biophysj.org/cgi/reprint/72/4/1541.pdf},
2556   project =      "sawtooth simulation",
2557 }
2558
2559 @Article{shillcock98,
2560   title = {Escape from a metastable well under a time-ramped force},
2561   author = {Shillcock, Julian  and Seifert, Udo },
2562   journal = {Phys. Rev. E},
2563   volume = {57},
2564   number = {6},
2565   pages = {7301--7304},
2566   numpages = {3},
2567   year = {1998},
2568   month = {Jun},
2569   doi = {10.1103/PhysRevE.57.7301},
2570   publisher = {American Physical Society},
2571   url = "http://link.aps.org/abstract/PRE/v57/p7301",
2572   eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRE/v57/i6/p7301_1",
2573   project =      "sawtooth simulation",
2574 }
2575
2576 @Article{hatfield99,
2577   title = {Dynamic Properties of an Extended Polymer in Solution},
2578   author = {Hatfield, John William and Quake, Stephen R.},
2579   journal = {Phys. Rev. Lett.},
2580   volume = {82},
2581   number = {17},
2582   pages = {3548--3551},
2583   numpages = {3},
2584   year = {1999},
2585   month = {Apr},
2586   doi = {10.1103/PhysRevLett.82.3548},
2587   url = "http://link.aps.org/abstract/PRL/v82/p3548",
2588   publisher = {American Physical Society},
2589   note = "Defines WLC and FJC models, citing textbooks.",
2590   project =      "sawtooth simulation",
2591 }
2592
2593 @Article{hanggi90,
2594   title = {Reaction-rate theory: fifty years after Kramers},
2595   author = {H\"anggi, Peter  and Talkner, Peter  and Borkovec, Michal },
2596   journal = {Rev. Mod. Phys.},
2597   volume = {62},
2598   number = {2},
2599   pages = {251--341},
2600   numpages = {90},
2601   year = {1990},
2602   month = {Apr},
2603   doi = {10.1103/RevModPhys.62.251},
2604   url = {http://prola.aps.org/abstract/RMP/v62/i2/p251_1},
2605   eprint = {http://www.physik.uni-augsburg.de/theo1/hanggi/Papers/112.pdf},
2606   publisher = {American Physical Society},
2607   note = "\emph{The} Kramers' theory review article.  See pages 268--279 for the Kramers-specific introduction.",
2608   project =      "sawtooth simulation",
2609 }
2610
2611 % onuchic, contacting the folding funnnel with NMR, pnas 1997?
2612
2613 @Article{onuchic1996,
2614   author =       "J. N. Onuchic and N. D. Socci and Z. Luthey-Schulten
2615                  and P. G. Wolynes",
2616   title =        "Protein folding funnels: the nature of the transition
2617                  state ensemble.",
2618   journal =      "Fold Des",
2619   year =         "1996",
2620   volume =       "1",
2621   number =       "6",
2622   pages =        "441--450",
2623   keywords =     "Animals",
2624   keywords =     "Cytochrome c Group",
2625   keywords =     "Humans",
2626   keywords =     "Infant",
2627   keywords =     "Protein Folding",
2628   abstract =     "BACKGROUND: Energy landscape theory predicts that the
2629                  folding funnel for a small fast-folding alpha-helical
2630                  protein will have a transition state half-way to the
2631                  native state. Estimates of the position of the
2632                  transition state along an appropriate reaction
2633                  coordinate can be obtained from linear free energy
2634                  relationships observed for folding and unfolding rate
2635                  constants as a function of denaturant concentration.
2636                  The experimental results of Huang and Oas for lambda
2637                  repressor, Fersht and collaborators for C12, and Gray
2638                  and collaborators for cytochrome c indicate a free
2639                  energy barrier midway between the folded and unfolded
2640                  regions. This barrier arises from an entropic
2641                  bottleneck for the folding process. RESULTS: In keeping
2642                  with the experimental results, lattice simulations
2643                  based on the folding funnel description show that the
2644                  transition state is not just a single conformation, but
2645                  rather an ensemble of a relatively large number of
2646                  configurations that can be described by specific values
2647                  of one or a few order parameters (e.g. the fraction of
2648                  native contacts). Analysis of this transition state or
2649                  bottleneck region from our lattice simulations and from
2650                  atomistic models for small alpha-helical proteins by
2651                  Boczko and Brooks indicates a broad distribution for
2652                  native contact participation in the transition state
2653                  ensemble centered around 50\%. Importantly, however,
2654                  the lattice-simulated transition state ensemble does
2655                  include some particularly hot contacts, as seen in the
2656                  experiments, which have been termed by others a folding
2657                  nucleus. CONCLUSIONS: Linear free energy relations
2658                  provide a crude spectroscopy of the transition state,
2659                  allowing us to infer the values of a reaction
2660                  coordinate based on the fraction of native contacts.
2661                  This bottleneck may be thought of as a collection of
2662                  delocalized nuclei where different native contacts will
2663                  have different degrees of participation. The agreement
2664                  between the experimental results and the theoretical
2665                  predictions provides strong support for the landscape
2666                  analysis.",
2667   ISSN =         "1359-0278",
2668 }
2669
2670 @article{socci96,
2671 author = {N. D. Socci and J. N. Onuchic and P. G. Wolynes},
2672 collaboration = {},
2673 title = {Diffusive dynamics of the reaction coordinate for protein folding funnels},
2674 publisher = {AIP},
2675 year = {1996},
2676 journal = {The Journal of Chemical Physics},
2677 volume = {104},
2678 number = {15},
2679 pages = {5860-5868},
2680 keywords = {PROTEINS; FOLDS; DIFFUSION; MONTE CARLO METHOD; SIMULATION; FREE ENERGY},
2681 abstract = {The quantitative description
2682 of model protein folding kinetics using a diffusive
2683 collective reaction coordinate is examined.
2684 Direct folding kinetics, diffusional coefficients
2685 and free energy profiles are determined
2686 from Monte Carlo simulations of a 27-mer, 3
2687 letter code lattice model, which corresponds
2688 roughly to a small helical protein. Analytic
2689 folding calculations, using simple diffusive rate
2690 theory, agree extremely well with the full simulation
2691 results. Folding in this system is best
2692 seen as a diffusive, funnel-like process.},
2693 url = {http://link.aip.org/link/?JCP/104/5860/1},
2694 doi = {10.1063/1.471317},
2695 eprint = {http://arxiv.org/pdf/cond-mat/9601091},
2696 note = {A nice introduction to some quantitative ramifications of the funnel energy landscape.  There's also a bit of Kramers' theory and graph theory thrown in for good measure.},
2697 }
2698
2699
2700 @Article{Schwaiger04,
2701   author =       "Ingo Schwaiger and Angelika Kardinal and Michael
2702                  Schleicher and Angelika A. Noegel and Matthias Rief",
2703   title =        "A mechanical unfolding intermediate in an
2704                  actin-crosslinking protein.",
2705   journal =      "Nat Struct Mol Biol",
2706   year =         "2004",
2707   month =        jan,
2708   day =          "29",
2709   volume =       "11",
2710   number =       "1",
2711   pages =        "81--85",
2712   keywords =     "Actins",
2713   keywords =     "Animals",
2714   keywords =     "Contractile Proteins",
2715   keywords =     "Cross-Linking Reagents",
2716   keywords =     "Dictyostelium",
2717   keywords =     "Dimerization",
2718   keywords =     "Microfilament Proteins",
2719   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
2720   keywords =     "Mutagenesis, Site-Directed",
2721   keywords =     "Protein Denaturation",
2722   keywords =     "Protein Folding",
2723   keywords =     "Protein Structure, Tertiary",
2724   keywords =     "Protozoan Proteins",
2725   abstract =     "Many F-actin crosslinking proteins consist of two
2726                  actin-binding domains separated by a rod domain that
2727                  can vary considerably in length and structure. In this
2728                  study, we used single-molecule force spectroscopy to
2729                  investigate the mechanics of the immunoglobulin (Ig)
2730                  rod domains of filamin from Dictyostelium discoideum
2731                  (ddFLN). We find that one of the six Ig domains unfolds
2732                  at lower forces than do those of all other domains and
2733                  exhibits a stable unfolding intermediate on its
2734                  mechanical unfolding pathway. Amino acid inserts into
2735                  various loops of this domain lead to contour length
2736                  changes in the single-molecule unfolding pattern. These
2737                  changes allowed us to map the stable core of
2738                  approximately 60 amino acids that constitutes the
2739                  unfolding intermediate. Fast refolding in combination
2740                  with low unfolding forces suggest a potential in vivo
2741                  role for this domain as a mechanically extensible
2742                  element within the ddFLN rod.",
2743   ISSN =         "1545-9993",
2744   doi =          "10.1038/nsmb705",
2745   url = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v11/n1/full/nsmb705.html",
2746   eprint = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v11/n1/pdf/nsmb705.pdf",
2747   note = "ddFLN unfolding with WLC params for sacrificial domains.
2748           Gives persistence length $p = 0.5\mbox{ nm}$ in ``high force regime'', $p = 0.9\mbox{ nm}$ in ``low force regime'', with a transition at $F = 30\mbox{ pN}$.",
2749   project =      "sawtooth simulation",
2750 }
2751
2752 @article{sheng05,
2753 author = {Yu-Jane Sheng and Shaoyi Jiang and Heng-Kwong Tsao},
2754 collaboration = {},
2755 title = {Forced Kramers escape in single-molecule pulling experiments},
2756 publisher = {AIP},
2757 year = {2005},
2758 journal = {The Journal of Chemical Physics},
2759 volume = {123},
2760 number = {9},
2761 eid = {091102},
2762 numpages = {4},
2763 pages = {091102},
2764 keywords = {molecular biophysics; bonds (chemical); proteins},
2765 url = {http://link.aip.org/link/?JCP/123/091102/1},
2766 doi = {10.1063/1.2046632},
2767   project =      "sawtooth simulation",
2768 note = "Gives appropriate Einstein-S... relation for diffusion to damping",
2769 }
2770
2771 @Article{bell78,
2772   author =       "G. I. Bell",
2773   title =        "Models for the specific adhesion of cells to cells.",
2774   journal =      "Science",
2775   year =         "1978",
2776   month =        may,
2777   day =          "12",
2778   volume =       "200",
2779   number =       "4342",
2780   pages =        "618--627",
2781   keywords =     "Antigen-Antibody Reactions",
2782   keywords =     "Cell Adhesion",
2783   keywords =     "Cell Membrane",
2784   keywords =     "Chemistry, Physical",
2785   keywords =     "Electrophysiology",
2786   keywords =     "Enzymes",
2787   keywords =     "Glycoproteins",
2788   keywords =     "Kinetics",
2789   keywords =     "Ligands",
2790   keywords =     "Membrane Proteins",
2791   keywords =     "Models, Biological",
2792   keywords =     "Receptors, Drug",
2793   abstract =     "A theoretical framework is proposed for the analysis
2794                  of adhesion between cells or of cells to surfaces when
2795                  the adhesion is mediated by reversible bonds between
2796                  specific molecules such as antigen and antibody, lectin
2797                  and carbohydrate, or enzyme and substrate. From a
2798                  knowledge of the reaction rates for reactants in
2799                  solution and of their diffusion constants both in
2800                  solution and on membranes, it is possible to estimate
2801                  reaction rates for membrane-bound reactants. Two models
2802                  are developed for predicting the rate of bond formation
2803                  between cells and are compared with experiments. The
2804                  force required to separate two cells is shown to be
2805                  greater than the expected electrical forces between
2806                  cells, and of the same order of magnitude as the forces
2807                  required to pull gangliosides and perhaps some integral
2808                  membrane proteins out of the cell membrane.",
2809   ISSN =         "0036-8075",
2810   url = "http://www.jstor.org/stable/1746930",
2811   note = "The Bell model and a fair bit of cell bonding background.",
2812   project =      "sawtooth simulation",
2813 }
2814
2815 @Article{Mello2004,
2816   author =       "Cecilia C. Mello and Doug Barrick",
2817   title =        "An experimentally determined protein folding energy
2818                  landscape.",
2819   journal =      "Proc Natl Acad Sci U S A",
2820   year =         "2004",
2821   month =        sep,
2822   day =          "28",
2823   volume =       "101",
2824   number =       "39",
2825   pages =        "14102--14107",
2826   keywords =     "Animals",
2827   keywords =     "Ankyrin Repeat",
2828   keywords =     "Circular Dichroism",
2829   keywords =     "Drosophila Proteins",
2830   keywords =     "Drosophila melanogaster",
2831   keywords =     "Gene Deletion",
2832   keywords =     "Models, Chemical",
2833   keywords =     "Models, Molecular",
2834   keywords =     "Protein Denaturation",
2835   keywords =     "Protein Folding",
2836   keywords =     "Protein Structure, Tertiary",
2837   keywords =     "Spectrometry, Fluorescence",
2838   keywords =     "Thermodynamics",
2839   keywords =     "Urea",
2840   abstract =     "Energy landscapes have been used to conceptually
2841                  describe and model protein folding but have been
2842                  difficult to measure experimentally, in large part
2843                  because of the myriad of partly folded protein
2844                  conformations that cannot be isolated and
2845                  thermodynamically characterized. Here we experimentally
2846                  determine a detailed energy landscape for protein
2847                  folding. We generated a series of overlapping
2848                  constructs containing subsets of the seven ankyrin
2849                  repeats of the Drosophila Notch receptor, a protein
2850                  domain whose linear arrangement of modular structural
2851                  units can be fragmented without disrupting structure.
2852                  To a good approximation, stabilities of each construct
2853                  can be described as a sum of energy terms associated
2854                  with each repeat. The magnitude of each energy term
2855                  indicates that each repeat is intrinsically unstable
2856                  but is strongly stabilized by interactions with its
2857                  nearest neighbors. These linear energy terms define an
2858                  equilibrium free energy landscape, which shows an early
2859                  free energy barrier and suggests preferred low-energy
2860                  routes for folding.",
2861   ISSN =         "0027-8424",
2862   doi =          "10.1073/pnas.0403386101",
2863 }
2864
2865 @Article{Bryngelson1995,
2866   author =       "J. D. Bryngelson and J. N. Onuchic and N. D. Socci and
2867                  P. G. Wolynes",
2868   title =        "Funnels, pathways, and the energy landscape of protein
2869                  folding: a synthesis.",
2870   journal =      "Proteins",
2871   year =         "1995",
2872   month =        mar,
2873   volume =       "21",
2874   number =       "3",
2875   pages =        "167--195",
2876   keywords =     "Amino Acid Sequence",
2877   keywords =     "Chemistry, Physical",
2878   keywords =     "Computer Simulation",
2879   keywords =     "Data Interpretation, Statistical",
2880   keywords =     "Kinetics",
2881   keywords =     "Models, Chemical",
2882   keywords =     "Molecular Sequence Data",
2883   keywords =     "Protein Biosynthesis",
2884   keywords =     "Protein Conformation",
2885   keywords =     "Protein Folding",
2886   keywords =     "Proteins",
2887   keywords =     "Thermodynamics",
2888   abstract =     "The understanding, and even the description of protein
2889                  folding is impeded by the complexity of the process.
2890                  Much of this complexity can be described and understood
2891                  by taking a statistical approach to the energetics of
2892                  protein conformation, that is, to the energy landscape.
2893                  The statistical energy landscape approach explains when
2894                  and why unique behaviors, such as specific folding
2895                  pathways, occur in some proteins and more generally
2896                  explains the distinction between folding processes
2897                  common to all sequences and those peculiar to
2898                  individual sequences. This approach also gives new,
2899                  quantitative insights into the interpretation of
2900                  experiments and simulations of protein folding
2901                  thermodynamics and kinetics. Specifically, the picture
2902                  provides simple explanations for folding as a two-state
2903                  first-order phase transition, for the origin of
2904                  metastable collapsed unfolded states and for the curved
2905                  Arrhenius plots observed in both laboratory experiments
2906                  and discrete lattice simulations. The relation of these
2907                  quantitative ideas to folding pathways, to
2908                  uniexponential vs. multiexponential behavior in protein
2909                  folding experiments and to the effect of mutations on
2910                  folding is also discussed. The success of energy
2911                  landscape ideas in protein structure prediction is also
2912                  described. The use of the energy landscape approach for
2913                  analyzing data is illustrated with a quantitative
2914                  analysis of some recent simulations, and a qualitative
2915                  analysis of experiments on the folding of three
2916                  proteins. The work unifies several previously proposed
2917                  ideas concerning the mechanism protein folding and
2918                  delimits the regions of validity of these ideas under
2919                  different thermodynamic conditions.",
2920   ISSN =         "0887-3585",
2921   doi =          "10.1002/prot.340210302",
2922 }
2923
2924 @Article{Bryngelson1987,
2925   author =       "J. D. Bryngelson and P. G. Wolynes",
2926   title =        "Spin glasses and the statistical mechanics of protein
2927                  folding.",
2928   journal =      "Proc Natl Acad Sci U S A",
2929   year =         "1987",
2930   month =        nov,
2931   volume =       "84",
2932   number =       "21",
2933   pages =        "7524--7528",
2934   keywords =     "Kinetics",
2935   keywords =     "Mathematics",
2936   keywords =     "Models, Theoretical",
2937   keywords =     "Protein Conformation",
2938   keywords =     "Proteins",
2939   keywords =     "Stochastic Processes",
2940   abstract =     "The theory of spin glasses was used to study a simple
2941                  model of protein folding. The phase diagram of the
2942                  model was calculated, and the results of dynamics
2943                  calculations are briefly reported. The relation of
2944                  these results to folding experiments, the relation of
2945                  these hypotheses to previous protein folding theories,
2946                  and the implication of these hypotheses for protein
2947                  folding prediction schemes are discussed.",
2948   ISSN =         "0027-8424",
2949   note = "Seminal protein folding via energy landscape paper.",
2950 }
2951
2952 @Article{bustamante94,
2953   author =       "C. Bustamante and J. F. Marko and E. D. Siggia and S.
2954                  Smith",
2955   title =        "Entropic elasticity of lambda-phage {DNA}.",
2956   journal =      "Science",
2957   year =         "1994",
2958   month =        sep,
2959   day =          "09",
2960   volume =       "265",
2961   number =       "5178",
2962   pages =        "1599--1600",
2963   keywords =     "Bacteriophage lambda",
2964   keywords =     "DNA, Viral",
2965   keywords =     "Least-Squares Analysis",
2966   keywords =     "Thermodynamics",
2967   ISSN =         "0036-8075",
2968   note = "WLC interpolation formula.",
2969 }
2970
2971 % see the list of BibTeX databases Beebe has compiled
2972 % http://www.math.utah.edu/~beebe/bibliographies.html
2973
2974 % Beebe: http://www.math.utah.edu/pub/tex/bib/gnu.html
2975 @String{pub-NETWORK-THEORY      = "Network Theory Ltd."}
2976 @String{pub-NETWORK-THEORY:adr  = "Bristol, UK"}
2977 @Book{galassi05,
2978   author =       "Mark Galassi and Jim Davies and James Theiler and
2979                  Brian Gough and Gerard Jungman and Michael Booth and
2980                  Fabrice Rossi",
2981   title =        "{GNU} Scientific Library: Reference Manual",
2982   publisher =    pub-NETWORK-THEORY,
2983   address =      pub-NETWORK-THEORY:adr,
2984   edition =      "Second Revised",
2985   pages =        "xvi + 601",
2986   year =         "2005",
2987   ISBN =         "0-9541617-3-4",
2988   ISBN-13 =      "978-0-9541617-3-6",
2989   LCCN =         "QA76.73.C15",
2990   bibdate =      "Wed Oct 30 10:44:22 2002",
2991   acknowledgement = ack-nhfb,
2992   remark =       "This is the revised and updated second edition of the
2993                  manual, and corresponds to version 1.6 of the
2994                  library.",
2995   URL =          "http://www.network-theory.co.uk/gsl/manual/",
2996   xxpages =      "xvi + 580",
2997 }
2998
2999 @Misc{sw:check,
3000   title = {Check},
3001   author = {Arien Malec and Chris Pickett and Fredrik Hugosson and Robert Lemmen},
3002   version = {version 0.9.4},
3003   year = "2006",
3004   month = oct,
3005   day = "13",
3006   abstract = "Check is a unit testing framework for C. It features a simple interface for defining unit tests, putting little in the way of the developer. Tests are run in a separate address space, so Check can catch both assertion failures and code errors that cause segmentation faults or other signals. The output from unit tests can be used within source code editors and IDEs.",
3007   url = {http://check.sourceforge.net},
3008 }
3009
3010 @Misc{sw:noweb,
3011   title = {Noweb},
3012   author = {Norman Ramsey},
3013   version = {version 2.11b},
3014   year = "1997",
3015   month = nov,
3016   day = "18",
3017   abstract = "Noweb is a simple, extensible literate programming tool.",
3018   url = {http://www.eecs.harvard.edu/nr/noweb/},
3019   note = {Debian package by Federico Di Gregorio},
3020 }
3021
3022 @Misc{sw:python,
3023   title = {Python},
3024   author = {Guido {van Rossum} and others},
3025   version = {version 2.5.1},
3026   year = "2007",
3027   month = apr,
3028   day = "18",
3029   abstract = "Python is a dynamic object-oriented programming language.",
3030   url = {http://www.python.org/},
3031 }
3032
3033 @Misc{sw:scipy,
3034   author =    {Eric Jones and Travis Oliphant and Pearu Peterson and others},
3035   title =     {{SciPy}: Open source scientific tools for {Python}},
3036   year =      {2001--},
3037   url = "http://www.scipy.org/"
3038 }
3039
3040 @article{nummela07,
3041 author = {Nummela, Jeremiah and Andricioaei, Ioan},
3042 title = {{Exact Low-Force Kinetics from High-Force Single-Molecule Unfolding Events}},
3043 journal = {Biophys. J.},
3044 volume = {93},
3045 number = {10},
3046 pages = {3373-3381},
3047 doi = {10.1529/biophysj.107.111658},
3048 year = {2007},
3049 abstract = {Mechanical forces play a key role in crucial cellular processes involving force-bearing biomolecules, as well as in novel single-molecule pulling experiments. We present an exact method that enables one to extrapolate, to low (or zero) forces, entire time-correlation functions and kinetic rate constants from the conformational dynamics either simulated numerically or measured experimentally at a single, relatively higher, external force. The method has twofold relevance: 1), to extrapolate the kinetics at physiological force conditions from molecular dynamics trajectories generated at higher forces that accelerate conformational transitions; and 2), to extrapolate unfolding rates from experimental force-extension single-molecule curves. The theoretical formalism, based on stochastic path integral weights of Langevin trajectories, is presented for the constant-force, constant loading rate, and constant-velocity modes of the pulling experiments. For the first relevance, applications are described for simulating the conformational isomerization of alanine dipeptide; and for the second relevance, the single-molecule pulling of RNA is considered. The ability to assign a weight to each trace in the single-molecule data also suggests a means to quantitatively compare unfolding pathways under different conditions.
3050 },
3051 URL = {http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/93/10/3373},
3052 eprint = {http://www.biophysj.org/cgi/reprint/93/10/3373.pdf}
3053 }
3054
3055     @article{gompertz25,
3056      jstor_articletype = {primary_article},
3057      title = {On the Nature of the Function Expressive of the Law of Human Mortality, and on a New Mode of Determining the Value of Life Contingencies},
3058      author = {Gompertz, Benjamin},
3059      journal = {Philosophical Transactions of the Royal Society of London},
3060      jstor_issuetitle = {},
3061      volume = {115},
3062      number = {},
3063      jstor_formatteddate = {1825},
3064      pages = {513--583},
3065      url = {http://www.jstor.org/stable/107756},
3066      ISSN = {02610523},
3067      abstract = {},
3068      publisher = {The Royal Society},
3069      language = {},
3070      copyright = {Copyright Â© 1825 The Royal Society},
3071      year = {1825},
3072     }
3073
3074 @Article{dudko07,
3075   author =       "Olga K. Dudko and J{\'e}r{\^o}me Math{\'e} and Attila
3076                  Szabo and Amit Meller and Gerhard Hummer",
3077   title =        "Extracting kinetics from single-molecule force
3078                  spectroscopy: nanopore unzipping of {DNA} hairpins.",
3079   journal =      "Biophys J",
3080   year =         "2007",
3081   month =        jun,
3082   day =          "15",
3083   volume =       "92",
3084   number =       "12",
3085   pages =        "4188--4195",
3086   keywords =     "Computer Simulation",
3087   keywords =     "DNA",
3088   keywords =     "Elasticity",
3089   keywords =     "Mechanics",
3090   keywords =     "Micromanipulation",
3091   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3092   keywords =     "Models, Chemical",
3093   keywords =     "Models, Molecular",
3094   keywords =     "Nanostructures",
3095   keywords =     "Nucleic Acid Conformation",
3096   keywords =     "Porosity",
3097   keywords =     "Stress, Mechanical",
3098   abstract =     "Single-molecule force experiments provide powerful new
3099                  tools to explore biomolecular interactions. Here, we
3100                  describe a systematic procedure for extracting kinetic
3101                  information from force-spectroscopy experiments, and
3102                  apply it to nanopore unzipping of individual DNA
3103                  hairpins. Two types of measurements are considered:
3104                  unzipping at constant voltage, and unzipping at
3105                  constant voltage-ramp speeds. We perform a global
3106                  maximum-likelihood analysis of the experimental data at
3107                  low-to-intermediate ramp speeds. To validate the
3108                  theoretical models, we compare their predictions with
3109                  two independent sets of data, collected at high ramp
3110                  speeds and at constant voltage, by using a quantitative
3111                  relation between the two types of measurements.
3112                  Microscopic approaches based on Kramers theory of
3113                  diffusive barrier crossing allow us to estimate not
3114                  only intrinsic rates and transition state locations, as
3115                  in the widely used phenomenological approach based on
3116                  Bell's formula, but also free energies of activation.
3117                  The problem of extracting unique and accurate kinetic
3118                  parameters of a molecular transition is discussed in
3119                  light of the apparent success of the microscopic
3120                  theories in reproducing the experimental data.",
3121   ISSN =         "0006-3495",
3122   doi =          "10.1529/biophysj.106.102855",
3123   eprint = "http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1877759&blobtype=pdf",
3124 }
3125
3126 @Article{dudko06,
3127   author =       "Olga K. Dudko and Gerhard Hummer and Attila Szabo",
3128   title =        "Intrinsic rates and activation free energies from
3129                  single-molecule pulling experiments.",
3130   journal =      "Phys Rev Lett",
3131   year =         "2006",
3132   month =        mar,
3133   day =          "17",
3134   volume =       "96",
3135   number =       "10",
3136   pages =        "108101",
3137   keywords =     "Biophysics",
3138   keywords =     "Computer Simulation",
3139   keywords =     "Data Interpretation, Statistical",
3140   keywords =     "Kinetics",
3141   keywords =     "Micromanipulation",
3142   keywords =     "Models, Chemical",
3143   keywords =     "Models, Molecular",
3144   keywords =     "Molecular Conformation",
3145   keywords =     "Muscle Proteins",
3146   keywords =     "Nucleic Acid Conformation",
3147   keywords =     "Protein Binding",
3148   keywords =     "Protein Denaturation",
3149   keywords =     "Protein Folding",
3150   keywords =     "Protein Kinases",
3151   keywords =     "RNA",
3152   keywords =     "Stress, Mechanical",
3153   keywords =     "Thermodynamics",
3154   keywords =     "Time Factors",
3155   abstract =     "We present a unified framework for extracting kinetic
3156                  information from single-molecule pulling experiments at
3157                  constant force or constant pulling speed. Our procedure
3158                  provides estimates of not only (i) the intrinsic rate
3159                  coefficient and (ii) the location of the transition
3160                  state but also (iii) the free energy of activation. By
3161                  analyzing simulated data, we show that the resulting
3162                  rates of force-induced rupture are significantly more
3163                  reliable than those obtained by the widely used
3164                  approach based on Bell's formula. We consider the
3165                  uniqueness of the extracted kinetic information and
3166                  suggest guidelines to avoid over-interpretation of
3167                  experiments.",
3168   ISSN =         "0031-9007",
3169   doi = "10.1103/PhysRevLett.96.108101",
3170 }
3171
3172 @Article{wu04,
3173   author = "Jong-Wuu Wu and Wen-Liang Hung and Chih-Hui Tsai",
3174   title = "Estimation of parameters of the {G}ompertz distribution using the least squares method.",
3175   journal = "Applied Mathematics and Computation",
3176   year = "2004",
3177   month = oct,
3178   day = "25",
3179   volume = "158",
3180   number = "1",
3181   pages = "133--147",
3182   keywords = "Gompertz distribution; Least squares estimate; Maximum likelihood estimate; First failure-censored; Series system",
3183   abstract = "The Gompertz distribution has been used to describe human mortality and establish actuarial tables. Recently, this distribution has been again studied by some authors. The maximum likelihood estimates for the parameters of the Gompertz distribution has been discussed by Garg et al. [J. R. Statist. Soc. C 19 (1970) 152]. The purpose of this paper is to propose unweighted and weighted least squares estimates for parameters of the Gompertz distribution under the complete data and the first failure-censored data (series systems; see [J. Statist. Comput. Simulat. 52 (1995) 337]). A simulation study is carried out to compare the proposed estimators and the maximum likelihood estimators. Results of the simulation studies show that the performance of the weighted least squares estimators is acceptable.",
3184   ISSN = "0096-3003",
3185   doi = "10.1016/j.amc.2003.08.086",
3186   url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6TY8-4B3NR1W-B/1/bbaa47878ada03c6ef8e681d03bb65d3",
3187 }
3188
3189
3190
3191
3192 @Article{braverman08,
3193   author =       "Elena Braverman and Reneeta Mamdani",
3194   title =        "Continuous versus pulse harvesting for population
3195                  models in constant and variable environment.",
3196   journal =      "J Math Biol",
3197   year =         "2008",
3198   month =        sep,
3199   day =          "18",
3200   volume =       "57",
3201   number =       "3",
3202   pages =        "413--434",
3203   abstract =     "We consider both autonomous and nonautonomous
3204                  population models subject to either impulsive or
3205                  continuous harvesting. It is demonstrated in the paper
3206                  that the impulsive strategy can be as good as the
3207                  continuous one, but cannot outperform it. We introduce
3208                  a model, where certain harm to the population is
3209                  incorporated in each harvesting event, and study it for
3210                  the logistic and the Gompertz laws of growth. In this
3211                  case, impulsive harvesting is not only the optimal
3212                  strategy but is the only possible one.",
3213   ISSN =         "0303-6812",
3214   doi =          "10.1007/s00285-008-0169-z",
3215   url = "http://www.springerlink.com/content/a1m23v50201m2401/",
3216   eprint = "http://www.springerlink.com/content/a1m23v50201m2401/fulltext.pdf",
3217   note = "An example of non-exponential Gomperz law.",
3218 }
3219
3220 @Article{gavrilov01,
3221   author =       "L. A. Gavrilov and N. S. Gavrilova",
3222   title =        "The reliability theory of aging and longevity.",
3223   journal =      "J Theor Biol",
3224   year =         "2001",
3225   month =        dec,
3226   day =          "21",
3227   volume =       "213",
3228   number =       "4",
3229   pages =        "527--545",
3230   keywords =     "Adult",
3231   keywords =     "Aged",
3232   keywords =     "Aging",
3233   keywords =     "Animals",
3234   keywords =     "Humans",
3235   keywords =     "Longevity",
3236   keywords =     "Middle Aged",
3237   keywords =     "Models, Biological",
3238   keywords =     "Survival Rate",
3239   keywords =     "Systems Theory",
3240   abstract =     "Reliability theory is a general theory about systems
3241                  failure. It allows researchers to predict the
3242                  age-related failure kinetics for a system of given
3243                  architecture (reliability structure) and given
3244                  reliability of its components. Reliability theory
3245                  predicts that even those systems that are entirely
3246                  composed of non-aging elements (with a constant failure
3247                  rate) will nevertheless deteriorate (fail more often)
3248                  with age, if these systems are redundant in
3249                  irreplaceable elements. Aging, therefore, is a direct
3250                  consequence of systems redundancy. Reliability theory
3251                  also predicts the late-life mortality deceleration with
3252                  subsequent leveling-off, as well as the late-life
3253                  mortality plateaus, as an inevitable consequence of
3254                  redundancy exhaustion at extreme old ages. The theory
3255                  explains why mortality rates increase exponentially
3256                  with age (the Gompertz law) in many species, by taking
3257                  into account the initial flaws (defects) in newly
3258                  formed systems. It also explains why organisms
3259                  ``prefer'' to die according to the Gompertz law, while
3260                  technical devices usually fail according to the Weibull
3261                  (power) law. Theoretical conditions are specified when
3262                  organisms die according to the Weibull law: organisms
3263                  should be relatively free of initial flaws and defects.
3264                  The theory makes it possible to find a general failure
3265                  law applicable to all adult and extreme old ages, where
3266                  the Gompertz and the Weibull laws are just special
3267                  cases of this more general failure law. The theory
3268                  explains why relative differences in mortality rates of
3269                  compared populations (within a given species) vanish
3270                  with age, and mortality convergence is observed due to
3271                  the exhaustion of initial differences in redundancy
3272                  levels. Overall, reliability theory has an amazing
3273                  predictive and explanatory power with a few, very
3274                  general and realistic assumptions. Therefore,
3275                  reliability theory seems to be a promising approach for
3276                  developing a comprehensive theory of aging and
3277                  longevity integrating mathematical methods with
3278                  specific biological knowledge.",
3279   ISSN =         "0022-5193",
3280   doi =          "10.1006/jtbi.2001.2430",
3281   note = "An example of exponential (standard) Gomperz law.",
3282 }
3283
3284 @Article{olshansky97,
3285   author =       "S. J. Olshansky and B. A. Carnes",
3286   title =        "Ever since Gompertz.",
3287   journal =      "Demography",
3288   year =         "1997",
3289   month =        feb,
3290   volume =       "34",
3291   number =       "1",
3292   pages =        "1--15",
3293   keywords =     "Aging",
3294   keywords =     "Biometry",
3295   keywords =     "History, 19th Century",
3296   keywords =     "History, 20th Century",
3297   keywords =     "Humans",
3298   keywords =     "Life Tables",
3299   keywords =     "Mortality",
3300   keywords =     "Sexual Maturation",
3301   abstract =     "In 1825 British actuary Benjamin Gompertz made a
3302                  simple but important observation that a law of
3303                  geometrical progression pervades large portions of
3304                  different tables of mortality for humans. The simple
3305                  formula he derived describing the exponential rise in
3306                  death rates between sexual maturity and old age is
3307                  commonly, referred to as the Gompertz equation-a
3308                  formula that remains a valuable tool in demography and
3309                  in other scientific disciplines. Gompertz's observation
3310                  of a mathematical regularity in the life table led him
3311                  to believe in the presence of a low of mortality that
3312                  explained why common age patterns of death exist. This
3313                  law of mortality has captured the attention of
3314                  scientists for the past 170 years because it was the
3315                  first among what are now several reliable empirical
3316                  tools for describing the dying-out process of many
3317                  living organisms during a significant portion of their
3318                  life spans. In this paper we review the literature on
3319                  Gompertz's law of mortality and discuss the importance
3320                  of his observations and insights in light of research
3321                  on aging that has taken place since then.",
3322   ISSN =         "0070-3370",
3323 notes = "Hardly any actual math, but the references might be interesting.
3324 I'll look into them if I have the time.
3325 Available through several repositories.",
3326 url = "http://www.jstor.org/stable/2061656",
3327 }
3328
3329 @Article{juckett93,
3330   author =       "D. A. Juckett and B. Rosenberg",
3331   title =        "Comparison of the Gompertz and Weibull functions as
3332                  descriptors for human mortality distributions and their
3333                  intersections.",
3334   journal =      "Mech Ageing Dev",
3335   year =         "1993",
3336   month =        jun,
3337   volume =       "69",
3338   number =       "1-2",
3339   pages =        "1--31",
3340   keywords =     "Adolescent",
3341   keywords =     "Adult",
3342   keywords =     "Aged",
3343   keywords =     "Aged, 80 and over",
3344   keywords =     "Aging",
3345   keywords =     "Biometry",
3346   keywords =     "Child",
3347   keywords =     "Child, Preschool",
3348   keywords =     "Data Interpretation, Statistical",
3349   keywords =     "Female",
3350   keywords =     "Humans",
3351   keywords =     "Infant",
3352   keywords =     "Infant, Newborn",
3353   keywords =     "Longitudinal Studies",
3354   keywords =     "Male",
3355   keywords =     "Middle Aged",
3356   keywords =     "Models, Biological",
3357   keywords =     "Models, Statistical",
3358   keywords =     "Mortality",
3359   abstract =     "The Gompertz and Weibull functions are compared with
3360                  respect to goodness-of-fit to human mortality
3361                  distributions; ability to describe mortality curve
3362                  intersections; and, parameter interpretation. The
3363                  Gompertz function is shown to be a better descriptor
3364                  for 'all-causes' of deaths and combined disease
3365                  categories while the Weibull function is shown to be a
3366                  better descriptor of purer, single causes-of-death. A
3367                  modified form of the Weibull function maps directly to
3368                  the inherent degrees of freedom of human mortality
3369                  distributions while the Gompertz function does not.
3370                  Intersections in the old-age tails of mortality are
3371                  explored in the context of both functions and, in
3372                  particular, the relationship between distribution
3373                  intersections, and the Gompertz ln[R0] versus alpha
3374                  regression is examined. Evidence is also presented that
3375                  mortality intersections are fundamental to the
3376                  survivorship form and not the rate (hazard) form.
3377                  Finally, comparisons are made to the parameter
3378                  estimates in recent longitudinal Gompertzian analyses
3379                  and the probable errors in those analyses are
3380                  discussed.",
3381   ISSN =         "0047-6374",
3382 notes = "Nice table of various functions associated with Gompertz and Weibull models.",
3383 doi = "10.1016/0047-6374(93)90068-3"
3384 }
3385
3386 @Article{rief02,
3387   author =       "Matthias Rief and Helmut Grubm{\"u}ller",
3388   title =        "Force spectroscopy of single biomolecules.",
3389   journal =      "Chemphyschem",
3390   year =         "2002",
3391   month =        mar,
3392   day =          "12",
3393   volume =       "3",
3394   number =       "3",
3395   pages =        "255--261",
3396   keywords =     "Ligands",
3397   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3398   keywords =     "Polysaccharides",
3399   keywords =     "Protein Denaturation",
3400   keywords =     "Proteins",
3401   abstract =     "Many processes in the body are effected and regulated
3402                  by highly specialized protein molecules: These
3403                  molecules certainly deserve the name ``biochemical
3404                  nanomachines''. Recent progress in single-molecule
3405                  experiments and corresponding simulations with
3406                  supercomputers enable us to watch these
3407                  ``nanomachines'' at work, revealing a host of
3408                  astounding mechanisms. Examples are the fine-tuned
3409                  movements of the binding pocket of a receptor protein
3410                  locking into its ligand molecule and the forced
3411                  unfolding of titin, which acts as a molecular shock
3412                  absorber to protect muscle cells. At present, we are
3413                  not capable of designing such high precision machines,
3414                  but we are beginning to understand their working
3415                  principles and to simulate and predict their
3416                  function.",
3417   ISSN =         "1439-4235",
3418   doi =          "10.1002/1439-7641(20020315)3:3<255::AID-CPHC255>3.0.CO;2-M",
3419   url = "http://www3.interscience.wiley.com/journal/91016383/abstract",
3420   note = "Nice, general review of force spectroscopy to 2002, but not much detail.",
3421 }
3422
3423 @Article{raible04,
3424   author =       "M. Raible and M. Evstigneev and P. Reimann and F. W.
3425                  Bartels and R. Ros",
3426   title =        "Theoretical analysis of dynamic force spectroscopy
3427                  experiments on ligand-receptor complexes.",
3428   journal =      "J Biotechnol",
3429   year =         "2004",
3430   month =        aug,
3431   day =          "26",
3432   volume =       "112",
3433   number =       "1-2",
3434   pages =        "13--23",
3435   keywords =     "Binding Sites",
3436   keywords =     "Computer Simulation",
3437   keywords =     "DNA",
3438   keywords =     "DNA-Binding Proteins",
3439   keywords =     "Elasticity",
3440   keywords =     "Ligands",
3441   keywords =     "Macromolecular Substances",
3442   keywords =     "Micromanipulation",
3443   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3444   keywords =     "Models, Chemical",
3445   keywords =     "Molecular Biology",
3446   keywords =     "Nucleic Acid Conformation",
3447   keywords =     "Physical Stimulation",
3448   keywords =     "Protein Binding",
3449   keywords =     "Protein Conformation",
3450   keywords =     "Stress, Mechanical",
3451   abstract =     "The forced rupture of single chemical bonds in
3452                  biomolecular compounds (e.g. ligand-receptor systems)
3453                  as observed in dynamic force spectroscopy experiments
3454                  is addressed. Under the assumption that the probability
3455                  of bond rupture depends only on the instantaneously
3456                  acting force, a data collapse onto a single master
3457                  curve is predicted. For rupture data obtained
3458                  experimentally by dynamic AFM force spectroscopy of a
3459                  ligand-receptor bond between a DNA and a regulatory
3460                  protein we do not find such a collapse. We conclude
3461                  that the above mentioned, generally accepted assumption
3462                  is not satisfied and we discuss possible
3463                  explanations.",
3464   ISSN =         "0168-1656",
3465   doi =          "10.1016/j.jbiotec.2004.04.017",
3466 }
3467
3468 @Article{raible06,
3469   author =       "M. Raible and M. Evstigneev and F. W. Bartels and R.
3470                  Eckel and M. Nguyen-Duong and R. Merkel and R. Ros and
3471                  D. Anselmetti and P. Reimann",
3472   title =        "Theoretical analysis of single-molecule force
3473                  spectroscopy experiments: heterogeneity of chemical
3474                  bonds.",
3475   journal =      "Biophys J",
3476   year =         "2006",
3477   month =        jun,
3478   day =          "01",
3479   volume =       "90",
3480   number =       "11",
3481   pages =        "3851--3864",
3482   keywords =     "Biomechanics",
3483   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3484   keywords =     "Models, Molecular",
3485   keywords =     "Statistical Distributions",
3486   keywords =     "Thermodynamics",
3487   abstract =     "We show that the standard theoretical framework in
3488                  single-molecule force spectroscopy has to be extended
3489                  to consistently describe the experimental findings. The
3490                  basic amendment is to take into account heterogeneity
3491                  of the chemical bonds via random variations of the
3492                  force-dependent dissociation rates. This results in a
3493                  very good agreement between theory and rupture data
3494                  from several different experiments.",
3495   ISSN =         "0006-3495",
3496   doi =          "10.1529/biophysj.105.077099",
3497   url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/90/11/3851",
3498   eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/90/11/3851.pdf",
3499 }
3500
3501 @article{szabo80,
3502 author = {Attila Szabo and Klaus Schulten and Zan Schulten},
3503 collaboration = {},
3504 title = {First passage time approach to diffusion controlled reactions},
3505 publisher = {AIP},
3506 year = {1980},
3507 journal = {The Journal of Chemical Physics},
3508 volume = {72},
3509 number = {8},
3510 pages = {4350-4357},
3511 keywords = {DIFFUSION; CHEMICAL REACTIONS; CHEMICAL REACTION KINETICS; PROBABILITY; DIFFERENTIAL EQUATIONS},
3512 url = {http://link.aip.org/link/?JCP/72/4350/1},
3513 doi = {10.1063/1.439715}
3514 }
3515
3516 @Article{dudko03,
3517   author =       "O. K. Dudko and A. E. Filippov and J. Klafter and M.
3518                  Urbakh",
3519   title =        "Beyond the conventional description of dynamic force
3520                  spectroscopy of adhesion bonds.",
3521   journal =      "Proc Natl Acad Sci U S A",
3522   year =         "2003",
3523   month =        sep,
3524   day =          "30",
3525   volume =       "100",
3526   number =       "20",
3527   pages =        "11378--11381",
3528   keywords =     "Spectrum Analysis",
3529   keywords =     "Temperature",
3530   abstract =     "Dynamic force spectroscopy of single molecules is
3531                  described by a model that predicts a distribution of
3532                  rupture forces, the corresponding mean rupture force,
3533                  and variance, which are all amenable to experimental
3534                  tests. The distribution has a pronounced asymmetry,
3535                  which has recently been observed experimentally. The
3536                  mean rupture force follows a (lnV)2/3 dependence on the
3537                  pulling velocity, V, and differs from earlier
3538                  predictions. Interestingly, at low pulling velocities,
3539                  a rebinding process is obtained whose signature is an
3540                  intermittent behavior of the spring force, which delays
3541                  the rupture. An extension to include conformational
3542                  changes of the adhesion complex is proposed, which
3543                  leads to the possibility of bimodal distributions of
3544                  rupture forces.",
3545   ISSN =         "0027-8424",
3546   doi =          "10.1073/pnas.1534554100",
3547   url = "http://www.pnas.org/content/100/20/11378.abstract",
3548   eprint = "http://www.pnas.org/content/100/20/11378.full.pdf",
3549 }
3550
3551 @Article{balsera97,
3552   author =       "M. Balsera and S. Stepaniants and S. Izrailev and Y.
3553                  Oono and K. Schulten",
3554   title =        "Reconstructing potential energy functions from
3555                  simulated force-induced unbinding processes.",
3556   journal =      "Biophys J",
3557   year =         "1997",
3558   month =        sep,
3559   volume =       "73",
3560   number =       "3",
3561   pages =        "1281--1287",
3562   keywords =     "Binding Sites",
3563   keywords =     "Biopolymers",
3564   keywords =     "Kinetics",
3565   keywords =     "Ligands",
3566   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3567   keywords =     "Models, Chemical",
3568   keywords =     "Molecular Conformation",
3569   keywords =     "Protein Conformation",
3570   keywords =     "Proteins",
3571   keywords =     "Reproducibility of Results",
3572   keywords =     "Stochastic Processes",
3573   keywords =     "Thermodynamics",
3574   abstract =     "One-dimensional stochastic models demonstrate that
3575                  molecular dynamics simulations of a few nanoseconds can
3576                  be used to reconstruct the essential features of the
3577                  binding potential of macromolecules. This can be
3578                  accomplished by inducing the unbinding with the help of
3579                  external forces applied to the molecules, and
3580                  discounting the irreversible work performed on the
3581                  system by these forces. The fluctuation-dissipation
3582                  theorem sets a fundamental limit on the precision with
3583                  which the binding potential can be reconstructed by
3584                  this method. The uncertainty in the resulting potential
3585                  is linearly proportional to the irreversible component
3586                  of work performed on the system during the simulation.
3587                  These results provide an a priori estimate of the
3588                  energy barriers observable in molecular dynamics
3589                  simulations.",
3590   ISSN =         "0006-3495",
3591   url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/73/3/1281",
3592   eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/73/3/1281.pdf",
3593 }
3594
3595 @Article{izrailev97,
3596   author =       "S. Izrailev and S. Stepaniants and M. Balsera and Y.
3597                  Oono and K. Schulten",
3598   title =        "Molecular dynamics study of unbinding of the
3599                  avidin-biotin complex.",
3600   journal =      "Biophys J",
3601   year =         "1997",
3602   month =        apr,
3603   volume =       "72",
3604   number =       "4",
3605   pages =        "1568--1581",
3606   keywords =     "Avidin",
3607   keywords =     "Binding Sites",
3608   keywords =     "Biotin",
3609   keywords =     "Computer Simulation",
3610   keywords =     "Hydrogen Bonding",
3611   keywords =     "Mathematics",
3612   keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
3613   keywords =     "Microspheres",
3614   keywords =     "Models, Molecular",
3615   keywords =     "Molecular Structure",
3616   keywords =     "Protein Binding",
3617   keywords =     "Protein Conformation",
3618   keywords =     "Protein Folding",
3619   keywords =     "Sepharose",
3620   abstract =     "We report molecular dynamics simulations that induce,
3621                  over periods of 40-500 ps, the unbinding of biotin from
3622                  avidin by means of external harmonic forces with force
3623                  constants close to those of AFM cantilevers. The
3624                  applied forces are sufficiently large to reduce the
3625                  overall binding energy enough to yield unbinding within
3626                  the measurement time. Our study complements earlier
3627                  work on biotin-streptavidin that employed a much larger
3628                  harmonic force constant. The simulations reveal a
3629                  variety of unbinding pathways, the role of key residues
3630                  contributing to adhesion as well as the spatial range
3631                  over which avidin binds biotin. In contrast to the
3632                  previous studies, the calculated rupture forces exceed
3633                  by far those observed. We demonstrate, in the framework
3634                  of models expressed in terms of one-dimensional
3635                  Langevin equations with a schematic binding potential,
3636                  the associated Smoluchowski equations, and the theory
3637                  of first passage times, that picosecond to nanosecond
3638                  simulation of ligand unbinding requires such strong
3639                  forces that the resulting protein-ligand motion
3640                  proceeds far from the thermally activated regime of
3641                  millisecond AFM experiments, and that simulated
3642                  unbinding cannot be readily extrapolated to the
3643                  experimentally observed rupture.",
3644   ISSN =         "0006-3495",
3645   url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/72/4/1568",
3646   eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/72/4/1568.pdf",
3647 }
3648
3649 @Article{heymann00,
3650   author =       "B. Heymann and H. Grubm{\"u}ller",
3651   title =        "Dynamic force spectroscopy of molecular adhesion
3652                  bonds.",
3653   journal =      "Phys Rev Lett",
3654   year =         "2000",
3655   month =        jun,
3656   day =          "26",
3657   volume =       "84",
3658   number =       "26 Pt 1",
3659   pages =        "6126--6129",
3660   abstract =     "Recent advances in atomic force microscopy,
3661                  biomembrane force probe experiments, and optical
3662                  tweezers allow one to measure the response of single
3663                  molecules to mechanical stress with high precision.
3664                  Such experiments, due to limited spatial resolution,
3665                  typically access only one single force value in a
3666                  continuous force profile that characterizes the
3667                  molecular response along a reaction coordinate. We
3668                  develop a theory that allows one to reconstruct force
3669                  profiles from force spectra obtained from measurements
3670                  at varying loading rates, without requiring increased
3671                  resolution. We show that spectra obtained from
3672                  measurements with different spring constants contain
3673                  complementary information.",
3674   ISSN =         "0031-9007",
3675   doi = "10.1103/PhysRevLett.84.6126",
3676   url = "http://prola.aps.org/abstract/PRL/v84/p6126",
3677   eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v84/i26/p6126_1",
3678 }
3679
3680 @Article{kosztin06,
3681   author =       "Ioan Kosztin and Bogdan Barz and Lorant Janosi",
3682   title =        "Calculating potentials of mean force and diffusion coefficients from nonequilibrium processes without Jarzynski's equality.",
3683   journal =      "J. Chem. Phys.",
3684   year =         "2006",
3685   month =        feb,
3686   day =          "10",
3687   volume =       "124",
3688   pages =        "064106",
3689   ISSN =         "0031-9007",
3690   doi = "10.1063/1.2166379",
3691   url = "http://link.aip.org/link/?JCPSA6/124/064106/1",
3692 }
3693
3694 @Article{kramers40,
3695   author =       "H.A.~Kramers",
3696   title =        "Brownian motion in a field of force and the diffusion model of chemical reactions.",
3697   journal =      "Physica",
3698   year =         "1940",
3699   month =        apr,
3700   volume =       "7",
3701   number = "4",
3702   pages =        "284--304",
3703   ISSN =         "0031-8914",
3704   abstract = "A particle which is caught in a potential hole and which, through the shuttling action of Brownian motion, can escape over a potential barrier yields a suitable model for elucidating the applicability of the transition state method for calculating the rate of chemical reactions.",
3705   doi = "10.1016/S0031-8914(40)90098-2",
3706   url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6X42-4CB752H-3G/1/1d9e8dc558b822877c9e1ad55bb08831",
3707   note = "Seminal paper on thermally activated barrier crossings.",
3708 }
3709
3710 @Book{vanKampen07,
3711   title = "Stochastic Processes in Physics and Chemistry",
3712   author = "N.G. {van Kampen}",
3713   editin = "3",
3714   publisher = "Elsevier, North-Holland Personal Library",
3715   address = "Amsterdam",
3716   year = "2007",
3717   note = "",
3718   project = "sawtooth simulation",
3719 }