Close parens in gamma calculation in manual's timescale discussion.
[sawsim.git] / src / sawsim.bib
1 @string{AAPT = "AAPT"}
2 @string{AIP = "AIP"}
3 @string{DAbramavicius = "Abramavicius, Darius"}
4 @string{SRKAinavarapu = "Ainavarapu, Sri Rama Koti"}
5 @string{MDAllen = "Allen, Mark D."}
6 @string{AJP = "American Journal of Physics"}
7 @string{APS = "American Physical Society"}
8 @string{IAndricioaei = "Andricioaei, Ioan"}
9 @string{DAnselmetti = "Anselmetti, D."}
10 @string{AMC = "Applied Mathematics and Computation"}
11 @string{SArcidiacono = "Arcidiacono, S."}
12 @string{CRArciola = "Arciola, Carla Renata"}
13 @string{WABaase = "Baase, Walter A."}
14 @string{CLBadilla = "Badilla, Carmen L."}
15 @string{MMBalamurali = "Balamurali, M. M."}
16 @string{MBalsera = "Balsera, M."}
17 @string{GBaneyx = "Baneyx, Gretchen"}
18 @string{RBar-Ziv = "Bar-Ziv, Roy"}
19 @string{DBarrick = "Barrick, Doug"}
20 @string{FWBartels = "Bartels, F. W."}
21 @string{BBarz = "Barz, Bogdan"}
22 @string{TBasche = "Basche, Th."}
23 @string{LBaugh = "Baugh, Loren"}
24 @string{JBechhoefer = "Bechhoefer, John"}
25 @string{GSBeddard = "Beddard, Godfrey S."}
26 @string{GIBell = "Bell, G. I."}
27 @string{VBenes = "Benes, Vladimir"}
28 @string{FBerkemeier = "Berkemeier, Felix"}
29 @string{BJBerne = "Berne, Bruce J."}
30 @string{MBertz = "Bertz, Morten"}
31 @string{RBBest = "Best, Robert B."}
32 @string{NBhasin = "Bhasin, Nishant"}
33 @string{KSBillings = "Billings, Kate S."}
34 @string{Biochemistry = "Biochemistry"}
35 @string{BiophysJ = "Biophys J"}
36 @string{BPS:P = "Biophysical Society Annual Meeting (Poster)"}
37 @string{JABirchler = "Birchler, James A."}
38 @string{AWBlake = "Blake, Anthony W."}
39 @string{MBooth = "Booth, Michael"}
40 @string{MBorkovec = "Borkovec, Michal"}
41 @string{EBraverman = "Braverman, Elena"}
42 @string{WABreyer = "Breyer, Wendy A."}
43 @string{pub-NETWORK-THEORY:adr = "Bristol, UK"}
44 @string{DJBrockwell = "Brockwell, David J."}
45 @string{SEBroedel = "Broedel, Sheldon E."}
46 @string{BDBrower-Toland = "Brower-Toland, Brent D."}
47 @string{VBrumfeld = "Brumfeld, Vlad"}
48 @string{JDBryngelson = "Bryngelson, J. D."}
49 @string{BBullard = "Bullard, Belinda"}
50 @string{CBustamante = "Bustamante, Carlos"}
51 @string{YBustanji = "Bustanji, Yasser"}
52 @string{CUP = "Cambridge University Press"}
53 @string{IDCampbell = "Campbell, Iain D."}
54 @string{YCao = "Cao, Yi"}
55 @string{PCarl = "Carl, Philippe"}
56 @string{BACarnes = "Carnes, B. A."}
57 @string{MCarrion-Vazquez = "Carrion-Vazquez, Mariano"}
58 @string{CCecconi = "Cecconi, Ciro"}
59 @string{ERChapman = "Chapman, Edwin R."}
60 @string{Chemphyschem = "Chemphyschem"}
61 @string{JChoy = "Choy, Jason"}
62 @string{JClarke = "Clarke, Jane"}
63 @string{JClarkson = "Clarkson, John"}
64 @string{MConti = "Conti, Matteo"}
65 @string{GCowan = "Cowan, Glen"}
66 @string{DCraig = "Craig, David"}
67 @string{FWDahlquist = "Dahlquist, Frederick W."}
68 @string{JDavies = "Davies, Jim"}
69 @string{WFDeGrado = "DeGrado, William F."}
70 @string{Demography = "Demography"}
71 @string{HDietz = "Dietz, Hendrik"}
72 @string{RIDima = "Dima, Ruxandra I."}
73 @string{DEDischer = "Discher, Dennis E."}
74 @string{LDougan = "Dougan, Lorna"}
75 @string{OKDudko = "Dudko, Olga K."}
76 @string{EMBORep = "EMBO Rep"}
77 @string{REckel = "Eckel, R."}
78 @string{MElbaum = "Elbaum, Michael"}
79 @string{E:NHPL = "Elsevier, North-Holland Personal Library"}
80 @string{TEndo = "Endo, Toshiya"}
81 @string{HPErickson = "Erickson, Harold P."}
82 @string{MEsaki = "Esaki, Masatoshi"}
83 @string{EEvans = "Evans, E."}
84 @string{MEvstigneev = "Evstigneev, M."}
85 @string{JMFernandez = "Fernandez, Julio M."}
86 @string{AEFilippov = "Filippov, A. E."}
87 @string{BFlannery = "Flannery, B."}
88 @string{FoldDes = "Fold Des"}
89 @string{SAFossey = "Fossey, S. A."}
90 @string{SBFowler = "Fowler, Susan B."}
91 @string{HFujita = "Fujita, Hideaki"}
92 @string{TFunck = "Funck, Theodor"}
93 @string{MGalassi = "Galassi, Mark"}
94 @string{MGao = "Gao, Mu"}
95 @string{TGarcia = "Garcia, Tzintzuni"}
96 @string{HEGaub = "Gaub, Hermann E."}
97 @string{MGautel = "Gautel, Mathias"}
98 @string{LAGavrilov = "Gavrilov, L. A."}
99 @string{NSGavrilova = "Gavrilova, N. S."}
100 @string{CGergely = "Gergely, C."}
101 @string{JGlaser = "Glaser, Jens"}
102 @string{BGompertz = "Gompertz, Benjamin"}
103 @string{BGough = "Gough, Brian"}
104 @string{HLGranzier = "Granzier, Henk L."}
105 @string{FGrater = "Grater, Frauke"}
106 @string{CGrossman = "Grossman, C."}
107 @string{HGrubmuller = {Grubm{\"u}ller, Helmut}}
108 @string{HJGuntherodt = "Guntherodt, Hans-Joachim"}
109 @string{PHanggi = {H\"anggi, Peter}}
110 @string{JAHaack = "Haack, Julie A."}
111 @string{RJHajjar = "Hajjar, Roger J."}
112 @string{FHan = "Han, Fangpu"}
113 @string{HGHansma = "Hansma, H. G."}
114 @string{PKHansma = "Hansma, Paul K."}
115 @string{JWHatfield = "Hatfield, John William"}
116 @string{JHemmerle = "Hemmerle, J."}
117 @string{BHeymann = "Heymann, B."}
118 @string{HHinssen = "Hinssen, Horst"}
119 @string{PHinterdorfer = "Hinterdorfer, Peter"}
120 @string{RMHochstrasser = "Hochstrasser, Robin M."}
121 @string{WDHoff = "Hoff, Wouter D."}
122 @string{JKHHorber = "Horber, J. K. H."}
123 @string{CKHu = "Hu, Chin-Kun"}
124 @string{HHHuang = "Huang, Hector H."}
125 @string{FHugosson = "Hugosson, Fredrik"}
126 @string{GHummer = "Hummer, Gerhard"}
127 @string{WLHung = "Hung, Wen-Liang"}
128 @string{JLHutter = "Hutter, Jeffrey L."}
129 @string{CHyeon = "Hyeon, Changbong"}
130 @string{IJBMM = "International Journal of Biological Macromolecules"}
131 @string{AIrback = "Irback, Anders"}
132 @string{SIzrailev = "Izrailev, S."}
133 @string{JBiotechnol = "J Biotechnol"}
134 @string{JMathBiol = "J Math Biol"}
135 @string{JTheorBiol = "J Theor Biol"}
136 @string{JChemPhys = "J. Chem. Phys."}
137 @string{LJanosi = "Janosi, Lorant"}
138 @string{JJAP = "Japanese Journal of Applied Physics"}
139 @string{YJia = "Jia, Yiwei"}
140 @string{SJiang = "Jiang, Shaoyi"}
141 @string{CPJohnson = "Johnson, Colin P."}
142 @string{AJollymore = "Jollymore, Ashlee"}
143 @string{EJones = "Jones, Eric"}
144 @string{JMB = "Journal of Molecular Biology"}
145 @string{DAJuckett = "Juckett, D. A."}
146 @string{GJungman = "Jungman, Gerard"}
147 @string{DKaftan = "Kaftan, David"}
148 @string{RKapon = "Kapon, Ruti"}
149 @string{AKardinal = "Kardinal, Angelika"}
150 @string{MKarplus = "Karplus, Martin"}
151 @string{MSZKellermayer = "Kellermayer, Mikl\'os S. Z."}
152 @string{FKienberger = "Kienberger, Ferry"}
153 @string{WTKing = "King, W. Trevor"}
154 @string{JKlafter = "Klafter, J."}
155 @string{AKleiner = "Kleiner, Ariel"}
156 @string{DKKlimov = "Klimov, Dmitri K."}
157 @string{IKosztin = "Kosztin, Ioan"}
158 @string{HAKramers = "Kramers, H.A."}
159 @string{AKrammer = "Krammer, Andre"}
160 @string{KKroy = "Kroy, Klaus"}
161 @string{MKulke = "Kulke, Michael"}
162 @string{CHKwok = "Kwok, Carol H."}
163 @string{DLabeit = "Labeit, Dietmar"}
164 @string{SLabeit = "Labeit, Siegfried"}
165 @string{SLahmers = "Lahmers, Sunshine"}
166 @string{CLam = "Lam, Canaan"}
167 @string{JCLamb = "Lamb, Jonathan C."}
168 @string{LANG = "Langmuir"}
169 @string{WLLau = "Lau, Wai Leung"}
170 @string{MCLeake = "Leake, Mark C."}
171 @string{HLee = "Lee, Haeshin"}
172 @string{SLee = "Lee, Sunyoung"}
173 @string{RLemmen = "Lemmen, Robert"}
174 @string{OLequin = "Lequin, Olivier"}
175 @string{CLethias = "Lethias, Claire"}
176 @string{HLi = "Li, Hongbin"}
177 @string{MSLi = "Li, Mai Suan"}
178 @string{FCLin = "Lin, Fan-Chi"}
179 @string{WALinke = "Linke, Wolfgang A."}
180 @string{JTLis = "Lis, John T."}
181 @string{WLiu = "Liu, W."}
182 @string{HLu = "Lu, Hui"}
183 @string{ZLuthey-Schulten = "Luthey-Schulten, Z."}
184 @string{MMaaloum = "Maaloum, M."}
185 @string{Macromolecules = "Macromolecules"}
186 @string{SMajid = "Majid, Sophia"}
187 @string{DEMakarov = "Makarov, Dmitrii E."}
188 @string{AMalec = "Malec, Arien"}
189 @string{RMamdani = "Mamdani, Reneeta"}
190 @string{EMandello = "Mandello, Enrico"}
191 @string{GManderson = "Manderson, Gavin"}
192 @string{JFMarko = "Marko, John F."}
193 @string{PEMarszalek = "Marszalek, Piotr E."}
194 @string{JMathe = "Math{\'e}, J{\'e}r{\^o}me"}
195 @string{AMatouschek = "Matouschek, Andreas"}
196 @string{BWMatthews = "Matthews, Brian W."}
197 @string{McGraw-Hill = "McGraw-Hill"}
198 @string{MechAgeingDev = "Mech Ageing Dev"}
199 @string{AMeller = "Meller, Amit"}
200 @string{CCMello = "Mello, Cecilia C."}
201 @string{RMerkel = "Merkel, R."}
202 @string{HMetiu = "Metiu, Horia"}
203 @string{MMickler = "Mickler, Moritz"}
204 @string{SMitternacht = "Mitternacht, Simon"}
205 @string{SMohanty = "Mohanty, Sandipan"}
206 @string{UMohideen = "Mohideen, U."}
207 @string{VMontana = "Montana, Vedrana"}
208 @string{LMontanaro = "Montanaro, Lucio"}
209 @string{SMukamel = "Mukamel, Shaul"}
210 @string{NAT = "Nature"}
211 @string{NSB = "Nat Struct Biol"}
212 @string{NSMB = "Nat Struct Mol Biol"}
213 @string{CNeagoe = "Neagoe, Ciprian"}
214 @string{NetworkTheoryLtd = "Network Theory Ltd."}
215 @string{RNevo = "Nevo, Reinat"}
216 @string{NJP = "New Journal of Physics"}
217 @string{SPNg = "Ng, Sean P."}
218 @string{MNguyen-Duong = "Nguyen-Duong, M."}
219 @string{SNie = "Nie, S."}
220 @string{AANoegel = "Noegel, Angelika A."}
221 @string{RANome = "Nome, Rene A."}
222 @string{JNummela = "Nummela, Jeremiah"}
223 @string{AFOberhauser = "Oberhauser, Andres F."}
224 @string{FOesterhelt = "Oesterhelt, Filipp"}
225 @string{TOhashi = "Ohashi, Tomoo"}
226 @string{TOliphant = "Oliphant, Travis"}
227 @string{PDOlmsted = "Olmsted, Peter D."}
228 @string{SJOlshansky = "Olshansky, S. J."}
229 @string{JNOnuchic = "Onuchic, J. N."}
230 @string{YOono = "Oono, Y."}
231 @string{CAOpitz = "Opitz, Christiane A."}
232 @string{KOroszlan = "Oroszlan, Krisztina"}
233 @string{EOroudjev = "Oroudjev, E."}
234 @string{OUP = "Oxford University Press"}
235 @string{EPaci = "Paci, Emanuele"}
236 @string{YPPang = "Pang, Y. P."}
237 @string{VParpura = "Parpura, Vladimir"}
238 @string{QPeng = "Peng, Qing"}
239 @string{OPerisic = "Perisic, Ognjen"}
240 @string{CLPeterson = "Peterson, Craig L."}
241 @string{PPeterson = "Peterson, Pearu"}
242 @string{PTRSL = "Philosophical Transactions of the Royal Society of London"}
243 @string{PRL = "Phys Rev Lett"}
244 @string{PRE = "Phys. Rev. E"}
245 @string{Physica = "Physica"}
246 @string{CPickett = "Pickett, Chris"}
247 @string{WPress = "Press, W."}
248 @string{PNAS = "Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A"}
249 @string{ProtSci = "Protein Sci"}
250 @string{Proteins = "Proteins"}
251 @string{SRQuake = "Quake, Stephen R."}
252 @string{SERadford = "Radford, Sheena E."}
253 @string{MRaible = "Raible, M."}
254 @string{NRamsey = "Ramsey, Norman"}
255 @string{LGRandles = "Randles, Lucy G."}
256 @string{SDRedick = "Redick, Sambra D."}
257 @string{ZReich = "Reich, Ziv"}
258 @string{PReimann = "Reimann, P."}
259 @string{RMP = "Rev. Mod. Phys."}
260 @string{RSI = "Review of Scientific Instruments"}
261 @string{FRief = "Rief, Frederick"}
262 @string{MRief = "Rief, Matthias"}
263 @string{KRitchie = "Ritchie, K."}
264 @string{RBRobertson = "Robertson, Ragan B."}
265 @string{HRoder = "Roder, Heinrich"}
266 @string{RRos = "Ros, R."}
267 @string{BRosenberg = "Rosenberg, B."}
268 @string{FRossi = "Rossi, Fabrice"}
269 @string{BSamori = "Samori, Bruno"}
270 @string{ASarkar = "Sarkar, Atom"}
271 @string{TSato = "Sato, Takehiro"}
272 @string{PSchaaf = "Schaaf, P."}
273 @string{RSchafer = "Schafer, Rolf"}
274 @string{NFScherer = "Scherer, Norbert F."}
275 @string{MSchleicher = "Schleicher, Michael"}
276 @string{MSchlierf = "Schlierf, Michael"}
277 @string{KSchulten = "Schulten, Klaus"}
278 @string{ZSchulten = "Schulten, Zan"}
279 @string{ISchwaiger = "Schwaiger, Ingo"}
280 @string{SCI = "Science"}
281 @string{USeifert = "Seifert, Udo"}
282 @string{BSenger = "Senger, B."}
283 @string{EShakhnovich = "Shakhnovich, Eugene"}
284 @string{DSharma = "Sharma, Deepak"}
285 @string{YJSheng = "Sheng, Yu-Jane"}
286 @string{JShillcock = "Shillcock, Julian"}
287 @string{EDSiggia = "Siggia, Eric D."}
288 @string{CLSmith = "Smith, Corey L."}
289 @string{DASmith = "Smith, D. Alastair"}
290 @string{SBSmith = "Smith, S. B."}
291 @string{JSoares = "Soares, J."}
292 @string{NDSocci = "Socci, N. D."}
293 @string{DWSpeicher = "Speicher, David W."}
294 @string{SStepaniants = "Stepaniants, S."}
295 @string{AStout = "Stout, A."}
296 @string{CStroh = "Stroh, Cordula"}
297 @string{TStrunz = "Strunz, Torsten"}
298 @string{MSu = "Su, Meihong"}
299 @string{ASzabo = "Szabo, Attila"}
300 @string{DSTalaga = "Talaga, David S."}
301 @string{PTalkner = "Talkner, Peter"}
302 @string{JTang = "Tang, Jianyong"}
303 @string{STeukolsky = "Teukolsky, S."}
304 @string{JCP = "The Journal of Chemical Physics"}
305 @string{RS = "The Royal Society"}
306 @string{JTheiler = "Theiler, James"}
307 @string{DThirumalai = "Thirumalai, D."}
308 @string{JBThompson = "Thompson, J. B."}
309 @string{TTlusty = "Tlusty, Tsvi"}
310 @string{JLToca-Herrera = "Toca-Herrera, Jose L."}
311 @string{JTrinick = "Trinick, John"}
312 @string{CHTsai = "Tsai, Chih-Hui"}
313 @string{HKTsao = "Tsao, Heng-Kwong"}
314 @string{MUrbakh = "Urbakh, M."}
315 @string{IRVetter = "Vetter, Ingrid R."}
316 @string{WVetterling = "Vetterling, W."}
317 @string{JCVoegel = "Voegel, J.-C."}
318 @string{VVogel = "Vogel, Viola"}
319 @string{KAWalther = "Walther, Kirstin A."}
320 @string{EBWalton = "Walton, Emily B."}
321 @string{MDWang = "Wang, Michelle D."}
322 @string{KWatanabe = "Watanabe, Kaori"}
323 @string{APWiita = "Wiita, Arun P."}
324 @string{Wikipedia = "Wikipedia"}
325 @string{AJWilcox = "Wilcox, Alexander J."}
326 @string{SWilson = "Wilson, Scott"}
327 @string{CWitt = "Witt, Christian"}
328 @string{PGWolynes = "Wolynes, P. G."}
329 @string{JWWu = "Wu, Jong-Wuu"}
330 @string{YWu = "Wu, Yiming"}
331 @string{GYang = "Yang, Guoliang"}
332 @string{YYang = "Yang, Yao"}
333 @string{RCYeh = "Yeh, Richard C."}
334 @string{WYu = "Yu, Weichang"}
335 @string{JMZhao = "Zhao, Jason Ming"}
336 @string{WZhuang = "Zhuang, Wei"}
337 @string{RCZinober = "Zinober, Rebecca C."}
338 @string{others = "others"}
339 @string{NGvanKampen = "van Kampen, N.G."}
340 @string{GvanRossum = "van Rossum, Guido"}
341 @string{KJvanVliet = "van Vliet, Krystyn J."}
342
343 @article { balsera97,
344     author = MBalsera #" and "# SStepaniants #" and "# SIzrailev #" and "#
345         YOono #" and "# KSchulten,
346     title = "Reconstructing potential energy functions from simulated force-
347         induced unbinding processes.",
348     year = 1997,
349     month = sep,
350     journal = BiophysJ,
351     volume = 73,
352     number = 3,
353     pages = "1281--1287",
354     issn = "0006-3495",
355     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/73/3/1281.pdf",
356     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/73/3/1281",
357     keywords = "Binding Sites; Biopolymers; Kinetics; Ligands; Microscopy,
358         Atomic Force; Models, Chemical; Molecular Conformation; Protein
359         Conformation; Proteins; Reproducibility of Results; Stochastic
360         Processes; Thermodynamics",
361     abstract = "One-dimensional stochastic models demonstrate that molecular
362         dynamics simulations of a few nanoseconds can be used to reconstruct
363         the essential features of the binding potential of macromolecules. This
364         can be accomplished by inducing the unbinding with the help of external
365         forces applied to the molecules, and discounting the irreversible work
366         performed on the system by these forces. The fluctuation-dissipation
367         theorem sets a fundamental limit on the precision with which the
368         binding potential can be reconstructed by this method. The uncertainty
369         in the resulting potential is linearly proportional to the irreversible
370         component of work performed on the system during the simulation. These
371         results provide an a priori estimate of the energy barriers observable
372         in molecular dynamics simulations."
373 }
374
375 @article { baneyx02,
376     author = GBaneyx #" and "# LBaugh #" and "# VVogel,
377     title = "{Supramolecular Chemistry And Self-assembly Special Feature:
378         Fibronectin extension and unfolding within cell matrix fibrils
379         controlled by cytoskeletal tension}",
380     year = 2002,
381     journal = PNAS,
382     volume = 99,
383     number = 8,
384     pages = "5139--5143",
385     doi = "10.1073/pnas.072650799",
386     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/8/5139.pdf",
387     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/8/5139",
388     abstract = "Evidence is emerging that mechanical stretching can alter the
389         functional states of proteins. Fibronectin (Fn) is a large,
390         extracellular matrix protein that is assembled by cells into elastic
391         fibrils and subjected to contractile forces. Assembly into fibrils
392         coincides with expression of biological recognition sites that are
393         buried in Fn's soluble state. To investigate how supramolecular
394         assembly of Fn into fibrillar matrix enables cells to mechanically
395         regulate its structure, we used fluorescence resonance energy transfer
396         (FRET) as an indicator of Fn conformation in the fibrillar matrix of
397         NIH 3T3 fibroblasts. Fn was randomly labeled on amine residues with
398         donor fluorophores and site-specifically labeled on cysteine residues
399         in modules FnIII7 and FnIII15 with acceptor fluorophores.
400         Intramolecular FRET was correlated with known structural changes of Fn
401         in denaturing solution, then applied in cell culture as an indicator of
402         Fn conformation within the matrix fibrils of NIH 3T3 fibroblasts. Based
403         on the level of FRET, Fn in many fibrils was stretched by cells so that
404         its dimer arms were extended and at least one FnIII module unfolded.
405         When cytoskeletal tension was disrupted using cytochalasin D, FRET
406         increased, indicating refolding of Fn within fibrils. These results
407         suggest that cell-generated force is required to maintain Fn in
408         partially unfolded conformations. The results support a model of Fn
409         fibril elasticity based on unraveling and refolding of FnIII modules.
410         We also observed variation of FRET between and along single fibrils,
411         indicating variation in the degree of unfolding of Fn in fibrils.
412         Molecular mechanisms by which mechanical force can alter the structure
413         of Fn, converting tensile forces into biochemical cues, are discussed."
414 }
415
416 @article { basche01,
417     author = TBasche #" and "# SNie #" and "# JMFernandez,
418     title = "{Single molecules}",
419     year = 2001,
420     journal = PNAS,
421     volume = 98,
422     number = 19,
423     pages = "10527--10528",
424     doi = "10.1073/pnas.191365898",
425     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/19/10527.pdf",
426     url = "http://www.pnas.org"
427 }
428
429 @article { bechhoefer02,
430     author = JBechhoefer #" and "# SWilson,
431     title = "Faster, cheaper, safer optical tweezers for the undergraduate
432         laboratory",
433     collaboration = "",
434     year = 2002,
435     journal = AJP,
436     volume = 70,
437     number = 4,
438     pages = "393--400",
439     publisher = AAPT,
440     doi = "10.1119/1.1445403",
441     url = "http://link.aip.org/link/?AJP/70/393/1",
442     keywords = "student experiments; safety; radiation pressure; laser beam
443         applications",
444     note = "Good discussion of the effect of correlation time on calibration.
445         Excellent detail on power spectrum derivation and thermal noise for
446         extremely overdamped oscillators in Appendix A (references
447         \cite{reif65}). References work on deconvolving thermal noise from
448         other noise\cite{cowan98}",
449     project = "Cantilever Calibration"
450 }
451
452 @article { bell78,
453     author = GIBell,
454     title = "Models for the specific adhesion of cells to cells.",
455     year = 1978,
456     month = may,
457     day = 12,
458     journal = SCI,
459     volume = 200,
460     number = 4342,
461     pages = "618--627",
462     issn = "0036-8075",
463     url = "http://www.jstor.org/stable/1746930",
464     keywords = "Antigen-Antibody Reactions; Cell Adhesion; Cell Membrane;
465         Chemistry, Physical; Electrophysiology; Enzymes; Glycoproteins;
466         Kinetics; Ligands; Membrane Proteins; Models, Biological; Receptors,
467         Drug",
468     abstract = "A theoretical framework is proposed for the analysis of
469         adhesion between cells or of cells to surfaces when the adhesion is
470         mediated by reversible bonds between specific molecules such as antigen
471         and antibody, lectin and carbohydrate, or enzyme and substrate. From a
472         knowledge of the reaction rates for reactants in solution and of their
473         diffusion constants both in solution and on membranes, it is possible
474         to estimate reaction rates for membrane-bound reactants. Two models are
475         developed for predicting the rate of bond formation between cells and
476         are compared with experiments. The force required to separate two cells
477         is shown to be greater than the expected electrical forces between
478         cells, and of the same order of magnitude as the forces required to
479         pull gangliosides and perhaps some integral membrane proteins out of
480         the cell membrane.",
481     note = "The Bell model and a fair bit of cell bonding background.",
482     project = "sawtooth simulation"
483 }
484
485 @article { best02,
486     author = RBBest #" and "# SBFowler #" and "# JLToca-Herrera #" and "#
487         JClarke,
488     title = "{A simple method for probing the mechanical unfolding pathway of
489         proteins in detail}",
490     year = 2002,
491     month = sep,
492     day = 17,
493     journal = PNAS,
494     volume = 99,
495     number = 19,
496     pages = "12143--12148",
497     doi = "10.1073/pnas.192351899",
498     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/19/12143.pdf",
499     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/19/12143",
500     abstract = "Atomic force microscopy is an exciting new single-molecule
501         technique to add to the toolbox of protein (un)folding methods.
502         However, detailed analysis of the unfolding of proteins on application
503         of force has, to date, relied on protein molecular dynamics simulations
504         or a qualitative interpretation of mutant data. Here we describe how
505         protein engineering {Phi} value analysis can be adapted to characterize
506         the transition states for mechanical unfolding of proteins. Single-
507         molecule studies also have an advantage over bulk experiments, in that
508         partial {Phi} values arising from partial structure in the transition
509         state can be clearly distinguished from those averaged over alternate
510         pathways. We show that unfolding rate constants derived in the standard
511         way by using Monte Carlo simulations are not reliable because of the
512         errors involved. However, it is possible to circumvent these problems,
513         providing the unfolding mechanism is not changed by mutation, either by
514         a modification of the Monte Carlo procedure or by comparing mutant and
515         wild-type data directly. The applicability of the method is tested on
516         simulated data sets and experimental data for mutants of titin I27."
517 }
518
519 @article { braverman08,
520     author = EBraverman #" and "# RMamdani,
521     title = "Continuous versus pulse harvesting for population models in
522         constant and variable environment.",
523     year = 2008,
524     month = sep,
525     day = 18,
526     journal = JMathBiol,
527     volume = 57,
528     number = 3,
529     pages = "413--434",
530     issn = "0303-6812",
531     doi = "10.1007/s00285-008-0169-z",
532     eprint =
533         "http://www.springerlink.com/content/a1m23v50201m2401/fulltext.pdf",
534     url = "http://www.springerlink.com/content/a1m23v50201m2401/",
535     abstract = "We consider both autonomous and nonautonomous population models
536         subject to either impulsive or continuous harvesting. It is
537         demonstrated in the paper that the impulsive strategy can be as good as
538         the continuous one, but cannot outperform it. We introduce a model,
539         where certain harm to the population is incorporated in each harvesting
540         event, and study it for the logistic and the Gompertz laws of growth.
541         In this case, impulsive harvesting is not only the optimal strategy but
542         is the only possible one.",
543     note = "An example of non-exponential Gomperz law."
544 }
545
546 @article { brockwell02,
547     author = DJBrockwell #" and "# GSBeddard #" and "# JClarkson #" and "#
548         RCZinober #" and "# AWBlake #" and "# JTrinick #" and "# PDOlmsted #"
549         and "# DASmith #" and "# SERadford,
550     title = "The effect of core destabilization on the mechanical resistance of
551         {I27}.",
552     year = 2002,
553     month = jul,
554     journal = BiophysJ,
555     volume = 83,
556     number = 1,
557     pages = "458--472",
558     issn = "0006-3495",
559     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/83/1/458.pdf",
560     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/83/1/458",
561     keywords = "Amino Acid Sequence; Dose-Response Relationship, Drug;
562         Kinetics; Magnetic Resonance Spectroscopy; Models, Molecular; Molecular
563         Sequence Data; Monte Carlo Method; Muscle Proteins; Mutation; Peptide
564         Fragments; Protein Denaturation; Protein Folding; Protein Kinases;
565         Protein Structure, Secondary; Protein Structure, Tertiary; Proteins;
566         Thermodynamics",
567     abstract = "It is still unclear whether mechanical unfolding probes the
568         same pathways as chemical denaturation. To address this point, we have
569         constructed a concatamer of five mutant I27 domains (denoted (I27)(5)*)
570         and used it for mechanical unfolding studies. This protein consists of
571         four copies of the mutant C47S, C63S I27 and a single copy of C63S I27.
572         These mutations severely destabilize I27 (DeltaDeltaG(UN) = 8.7 and
573         17.9 kJ mol(-1) for C63S I27 and C47S, C63S I27, respectively). Both
574         mutations maintain the hydrogen bond network between the A' and G
575         strands postulated to be the major region of mechanical resistance for
576         I27. Measuring the speed dependence of the force required to unfold
577         (I27)(5)* in triplicate using the atomic force microscope allowed a
578         reliable assessment of the intrinsic unfolding rate constant of the
579         protein to be obtained (2.0 x 10(-3) s(-1)). The rate constant of
580         unfolding measured by chemical denaturation is over fivefold faster
581         (1.1 x 10(-2) s(-1)), suggesting that these techniques probe different
582         unfolding pathways. Also, by comparing the parameters obtained from the
583         mechanical unfolding of a wild-type I27 concatamer with that of
584         (I27)(5)*, we show that although the observed forces are considerably
585         lower, core destabilization has little effect on determining the
586         mechanical sensitivity of this domain."
587 }
588
589 @article { brower-toland02,
590     author = BDBrower-Toland #" and "# CLSmith #" and "# RCYeh #" and "# JTLis
591         #" and "# CLPeterson #" and "# MDWang,
592     title = "{From the Cover: Mechanical disruption of individual nucleosomes
593         reveals a reversible multistage release of DNA}",
594     year = 2002,
595     journal = PNAS,
596     volume = 99,
597     number = 4,
598     pages = "1960--1965",
599     doi = "10.1073/pnas.022638399",
600     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/4/1960.pdf",
601     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/4/1960",
602     abstract = "The dynamic structure of individual nucleosomes was examined by
603         stretching nucleosomal arrays with a feedback-enhanced optical trap.
604         Forced disassembly of each nucleosome occurred in three stages.
605         Analysis of the data using a simple worm-like chain model yields 76 bp
606         of DNA released from the histone core at low stretching force.
607         Subsequently, 80 bp are released at higher forces in two stages: full
608         extension of DNA with histones bound, followed by detachment of
609         histones. When arrays were relaxed before the dissociated state was
610         reached, nucleosomes were able to reassemble and to repeat the
611         disassembly process. The kinetic parameters for nucleosome disassembly
612         also have been determined."
613 }
614
615 @article { bryngelson87,
616     author = JDBryngelson #" and "# PGWolynes,
617     title = "Spin glasses and the statistical mechanics of protein folding.",
618     year = 1987,
619     month = nov,
620     journal = PNAS,
621     volume = 84,
622     number = 21,
623     pages = "7524--7528",
624     issn = "0027-8424",
625     keywords = "Kinetics; Mathematics; Models, Theoretical; Protein
626         Conformation; Proteins; Stochastic Processes",
627     abstract = "The theory of spin glasses was used to study a simple model of
628         protein folding. The phase diagram of the model was calculated, and the
629         results of dynamics calculations are briefly reported. The relation of
630         these results to folding experiments, the relation of these hypotheses
631         to previous protein folding theories, and the implication of these
632         hypotheses for protein folding prediction schemes are discussed.",
633     note = "Seminal protein folding via energy landscape paper."
634 }
635
636 @article { bryngelson95,
637     author = JDBryngelson #" and "# JNOnuchic #" and "# NDSocci #" and "#
638         PGWolynes,
639     title = "Funnels, pathways, and the energy landscape of protein folding: a
640         synthesis.",
641     year = 1995,
642     month = mar,
643     journal = Proteins,
644     volume = 21,
645     number = 3,
646     pages = "167--195",
647     issn = "0887-3585",
648     doi = "10.1002/prot.340210302",
649     keywords = "Amino Acid Sequence; Chemistry, Physical; Computer Simulation;
650         Data Interpretation, Statistical; Kinetics; Models, Chemical; Molecular
651         Sequence Data; Protein Biosynthesis; Protein Conformation; Protein
652         Folding; Proteins; Thermodynamics",
653     abstract = "The understanding, and even the description of protein folding
654         is impeded by the complexity of the process. Much of this complexity
655         can be described and understood by taking a statistical approach to the
656         energetics of protein conformation, that is, to the energy landscape.
657         The statistical energy landscape approach explains when and why unique
658         behaviors, such as specific folding pathways, occur in some proteins
659         and more generally explains the distinction between folding processes
660         common to all sequences and those peculiar to individual sequences.
661         This approach also gives new, quantitative insights into the
662         interpretation of experiments and simulations of protein folding
663         thermodynamics and kinetics. Specifically, the picture provides simple
664         explanations for folding as a two-state first-order phase transition,
665         for the origin of metastable collapsed unfolded states and for the
666         curved Arrhenius plots observed in both laboratory experiments and
667         discrete lattice simulations. The relation of these quantitative ideas
668         to folding pathways, to uniexponential vs. multiexponential behavior in
669         protein folding experiments and to the effect of mutations on folding
670         is also discussed. The success of energy landscape ideas in protein
671         structure prediction is also described. The use of the energy landscape
672         approach for analyzing data is illustrated with a quantitative analysis
673         of some recent simulations, and a qualitative analysis of experiments
674         on the folding of three proteins. The work unifies several previously
675         proposed ideas concerning the mechanism protein folding and delimits
676         the regions of validity of these ideas under different thermodynamic
677         conditions."
678 }
679
680 @article { bullard06,
681     author = BBullard #" and "# TGarcia #" and "# VBenes #" and "# MCLeake #"
682         and "# WALinke #" and "# AFOberhauser,
683     title = "{The molecular elasticity of the insect flight muscle proteins
684         projectin and kettin}",
685     year = 2006,
686     journal = PNAS,
687     volume = 103,
688     number = 12,
689     pages = "4451--4456",
690     doi = "10.1073/pnas.0509016103",
691     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/12/4451.pdf",
692     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/12/4451",
693     abstract = "Projectin and kettin are titin-like proteins mainly responsible
694         for the high passive stiffness of insect indirect flight muscles, which
695         is needed to generate oscillatory work during flight. Here we report
696         the mechanical properties of kettin and projectin by single-molecule
697         force spectroscopy. Force-extension and force-clamp curves obtained
698         from Lethocerus projectin and Drosophila recombinant projectin or
699         kettin fragments revealed that fibronectin type III domains in
700         projectin are mechanically weaker (unfolding force, Fu {approx} 50-150
701         pN) than Ig-domains (Fu {approx} 150-250 pN). Among Ig domains in
702         Sls/kettin, the domains near the N terminus are less stable than those
703         near the C terminus. Projectin domains refolded very fast [85% at 15
704         s-1 (25{degrees}C)] and even under high forces (15-30 pN). Temperature
705         affected the unfolding forces with a Q10 of 1.3, whereas the refolding
706         speed had a Q10 of 2-3, probably reflecting the cooperative nature of
707         the folding mechanism. High bending rigidities of projectin and kettin
708         indicated that straightening the proteins requires low forces. Our
709         results suggest that titin-like proteins in indirect flight muscles
710         could function according to a folding-based-spring mechanism."
711 }
712
713 @article { bustamante94,
714     author = CBustamante #" and "# JFMarko #" and "# EDSiggia #" and "#
715         SBSmith,
716     title = "Entropic elasticity of lambda-phage {DNA}.",
717     year = 1994,
718     month = sep,
719     day = 09,
720     journal = SCI,
721     volume = 265,
722     number = 5178,
723     pages = "1599--1600",
724     issn = "0036-8075",
725     keywords = "Bacteriophage lambda; DNA, Viral; Least-Squares Analysis;
726         Thermodynamics",
727     note = "WLC interpolation formula."
728 }
729
730 @article { bustanji03,
731     author = YBustanji #" and "# CRArciola #" and "# MConti #" and "#
732         EMandello #" and "# LMontanaro #" and "# BSamori,
733     title = "{Dynamics of the interaction between a fibronectin molecule and a
734         living bacterium under mechanical force}",
735     year = 2003,
736     journal = PNAS,
737     volume = 100,
738     number = 23,
739     pages = "13292--13297",
740     doi = "10.1073/pnas.1735343100",
741     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13292.pdf",
742     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13292",
743     abstract = "Fibronectin (Fn) is an important mediator of bacterial
744         invasions and of persistent infections like that of Staphylococcus
745         epidermis. Similar to many other types of cell-protein adhesion, the
746         binding between Fn and S. epidermidis takes place under physiological
747         shear rates. We investigated the dynamics of the interaction between
748         individual living S. epidermidis cells and single Fn molecules under
749         mechanical force by using the scanning force microscope. The mechanical
750         strength of this interaction and the binding site in the Fn molecule
751         were determined. The energy landscape of the binding/unbinding process
752         was mapped, and the force spectrum and the association and dissociation
753         rate constants of the binding pair were measured. The interaction
754         between S. epidermidis cells and Fn molecules is compared with those of
755         two other protein/ligand pairs known to mediate different dynamic
756         states of adhesion of cells under a hydrodynamic flow: the firm
757         adhesion mediated by biotin/avidin interactions, and the rolling
758         adhesion, mediated by L-selectin/P-selectin glycoprotein ligand-1
759         interactions. The inner barrier in the energy landscape of the Fn case
760         characterizes a high-energy binding mode that can sustain larger
761         deformations and for significantly longer times than the correspondent
762         high-strength L-selectin/P-selectin glycoprotein ligand-1 binding mode.
763         The association kinetics of the former interaction is much slower to
764         settle than the latter. On this basis, the observations made at the
765         macroscopic scale by other authors of a strong lability of the
766         bacterial adhesions mediated by Fn under high turbulent flow are
767         rationalized at the molecular level."
768 }
769
770 @article { cao07,
771     author = YCao #" and "# MMBalamurali #" and "# DSharma #" and "# HLi,
772     title = "{A functional single-molecule binding assay via force
773         spectroscopy}",
774     year = 2007,
775     journal = PNAS,
776     volume = 104,
777     number = 40,
778     pages = "15677--15681",
779     doi = "10.1073/pnas.0705367104",
780     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/40/15677.pdf",
781     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/40/15677",
782     abstract = "Proteinligand interactions, including proteinprotein
783         interactions, are ubiquitously essential in biological processes and
784         also have important applications in biotechnology. A wide range of
785         methodologies have been developed for quantitative analysis of
786         proteinligand interactions. However, most of them do not report direct
787         functional/structural consequence of ligand binding. Instead they only
788         detect the change of physical properties, such as fluorescence and
789         refractive index, because of the colocalization of protein and ligand,
790         and are susceptible to false positives. Thus, important information
791         about the functional state of proteinligand complexes cannot be
792         obtained directly. Here we report a functional single-molecule binding
793         assay that uses force spectroscopy to directly probe the functional
794         consequence of ligand binding and report the functional state of
795         proteinligand complexes. As a proof of principle, we used protein G and
796         the Fc fragment of IgG as a model system in this study. Binding of Fc
797         to protein G does not induce major structural changes in protein G but
798         results in significant enhancement of its mechanical stability. Using
799         mechanical stability of protein G as an intrinsic functional reporter,
800         we directly distinguished and quantified Fc-bound and Fc-free forms of
801         protein G on a single-molecule basis and accurately determined their
802         dissociation constant. This single-molecule functional binding assay is
803         label-free, nearly background-free, and can detect functional
804         heterogeneity, if any, among proteinligand interactions. This
805         methodology opens up avenues for studying proteinligand interactions in
806         a functional context, and we anticipate that it will find broad
807         application in diverse proteinligand systems."
808 }
809
810 @article { carl01,
811     author = PCarl #" and "# CHKwok #" and "# GManderson #" and "# DWSpeicher
812         #" and "# DEDischer,
813     title = "{Forced unfolding modulated by disulfide bonds in the Ig domains
814         of a cell adhesion molecule}",
815     year = 2001,
816     journal = PNAS,
817     volume = 98,
818     number = 4,
819     pages = "1565--1570",
820     doi = "10.1073/pnas.031409698",
821     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/4/1565.pdf",
822     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/4/1565",
823     abstract = ""
824 }
825
826 @article { carrion-vazquez99a,
827     author = MCarrion-Vazquez #" and "# AFOberhauser #" and "# SBFowler #" and
828         "# PEMarszalek #" and "# SEBroedel #" and "# JClarke #" and "#
829         JMFernandez,
830     title = "Mechanical and chemical unfolding of a single protein: A
831         comparison",
832     year = 1999,
833     month = mar,
834     day = 30,
835     journal = PNAS,
836     volume = 96,
837     number = 7,
838     pages = "3694--3699",
839     doi = "10.1073/pnas.96.7.3694",
840     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/7/3694.pdf",
841     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/7/3694"
842 }
843
844 @article { carrion-vazquez99b,
845     author = MCarrion-Vazquez #" and "# PEMarszalek #" and "# AFOberhauser #"
846         and "# JMFernandez,
847     title = "Atomic force microscopy captures length phenotypes in single
848         proteins",
849     year = 1999,
850     month = sep,
851     day = 28,
852     journal = PNAS,
853     volume = 96,
854     number = 20,
855     pages = "11288--11292",
856     doi = "10.1073/pnas.96.20.11288",
857     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/20/11288.pdf",
858     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/20/11288",
859     abstract = ""
860 }
861
862 @book { cowan98,
863     author = GCowan,
864     title = "Statistical Data Analysis",
865     year = 1998,
866     publisher = OUP,
867     address = "New York",
868     note = "Noise deconvolution in Chapter 11",
869     project = "Cantilever Calibration"
870 }
871
872 @article { craig01,
873     author = DCraig #" and "# AKrammer #" and "# KSchulten #" and "# VVogel,
874     title = "{Comparison of the early stages of forced unfolding for
875         fibronectin type III modules}",
876     year = 2001,
877     journal = PNAS,
878     volume = 98,
879     number = 10,
880     pages = "5590--5595",
881     doi = "10.1073/pnas.101582198",
882     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/10/5590.pdf",
883     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/10/5590",
884     abstract = ""
885 }
886
887 @article { dietz04,
888     author = HDietz #" and "# MRief,
889     title = "{Exploring the energy landscape of GFP by single-molecule
890         mechanical experiments}",
891     year = 2004,
892     journal = PNAS,
893     volume = 101,
894     number = 46,
895     pages = "16192--16197",
896     doi = "10.1073/pnas.0404549101",
897     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/46/16192.pdf",
898     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/46/16192",
899     abstract = "We use single-molecule force spectroscopy to drive single GFP
900         molecules from the native state through their complex energy landscape
901         into the completely unfolded state. Unlike many smaller proteins,
902         mechanical GFP unfolding proceeds by means of two subsequent
903         intermediate states. The transition from the native state to the first
904         intermediate state occurs near thermal equilibrium at {approx}35 pN and
905         is characterized by detachment of a seven-residue N-terminal
906         {alpha}-helix from the beta barrel. We measure the equilibrium free
907         energy cost associated with this transition as 22 kBT. Detachment of
908         this small {alpha}-helix completely destabilizes GFP thermodynamically
909         even though the {beta}-barrel is still intact and can bear load.
910         Mechanical stability of the protein on the millisecond timescale,
911         however, is determined by the activation barrier of unfolding the
912         {beta}-barrel out of this thermodynamically unstable intermediate
913         state. High bandwidth, time-resolved measurements of the cantilever
914         relaxation phase upon unfolding of the {beta}-barrel revealed a second
915         metastable mechanical intermediate with one complete {beta}-strand
916         detached from the barrel. Quantitative analysis of force distributions
917         and lifetimes lead to a detailed picture of the complex mechanical
918         unfolding pathway through a rough energy landscape.",
919     note = "Nice energy-landscape-to-one-dimension compression graphic.
920         Unfolding Green Flourescent Protein (GFP) towards using it as an
921         embedded force probe.",
922     project = "Energy landscape roughness"
923 }
924
925 @article { dietz06a,
926     author = HDietz #" and "# FBerkemeier #" and "# MBertz #" and "# MRief,
927     title = "{Anisotropic deformation response of single protein molecules}",
928     year = 2006,
929     journal = PNAS,
930     volume = 103,
931     number = 34,
932     pages = "12724--12728",
933     doi = "10.1073/pnas.0602995103",
934     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/34/12724.pdf",
935     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/34/12724",
936     abstract = "Single-molecule methods have given experimental access to the
937         mechanical properties of single protein molecules. So far, access has
938         been limited to mostly one spatial direction of force application.
939         Here, we report single-molecule experiments that explore the mechanical
940         properties of a folded protein structure in precisely controlled
941         directions by applying force to selected amino acid pairs. We
942         investigated the deformation response of GFP in five selected
943         directions. We found fracture forces widely varying from 100 pN up to
944         600 pN. We show that straining the GFP structure in one of the five
945         directions induces partial fracture of the protein into a half-folded
946         intermediate structure. From potential widths we estimated directional
947         spring constants of the GFP structure and found values ranging from 1
948         N/m up to 17 N/m. Our results show that classical continuum mechanics
949         and simple mechanistic models fail to describe the complex mechanics of
950         the GFP protein structure and offer insights into the mechanical design
951         of protein materials."
952 }
953
954 @article { dietz06b,
955     author = HDietz #" and "# MRief,
956     title = "{Protein structure by mechanical triangulation}",
957     year = 2006,
958     journal = PNAS,
959     volume = 103,
960     number = 5,
961     pages = "1244--1247",
962     doi = "10.1073/pnas.0509217103",
963     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/5/1244.pdf",
964     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/5/1244",
965     abstract = "Knowledge of protein structure is essential to understand
966         protein function. High-resolution protein structure has so far been the
967         domain of ensemble methods. Here, we develop a simple single-molecule
968         technique to measure spatial position of selected residues within a
969         folded and functional protein structure in solution. Construction and
970         mechanical unfolding of cysteine-engineered polyproteins with
971         controlled linkage topology allows measuring intramolecular distance
972         with angstrom precision. We demonstrate the potential of this technique
973         by determining the position of three residues in the structure of green
974         fluorescent protein (GFP). Our results perfectly agree with the GFP
975         crystal structure. Mechanical triangulation can find many applications
976         where current bulk structural methods fail."
977 }
978
979 @article { dietz07,
980     author = HDietz #" and "# MRief,
981     title = "Detecting Molecular Fingerprints in Single Molecule Force
982         Spectroscopy Using Pattern Recognition",
983     year = 2007,
984     journal = JJAP,
985     volume = 46,
986     number = "8B",
987     pages = "5540--5542",
988     issn = "0021-4922",
989     doi = "10.1143/JJAP.46.5540",
990     url = "http://jjap.ipap.jp/link?JJAP/46/5540/",
991     keywords = "single molecule, protein mechanics, force spectroscopy, AFM,
992         pattern recognition, GFP",
993     abstract = "Single molecule force spectroscopy has given experimental
994         access to the mechanical properties of protein molecules. Typically,
995         less than 1% of the experimental recordings reflect true single
996         molecule events due to abundant surface and multiple-molecule
997         interactions. A key issue in single molecule force spectroscopy is thus
998         to identify the characteristic mechanical `fingerprint' of a specific
999         protein in noisy data sets. Here, we present an objective pattern
1000         recognition algorithm that is able to identify fingerprints in such
1001         noisy data sets.",
1002     note = "Automatic force curve selection. Seems a bit shoddy. Details
1003         later."
1004 }
1005
1006 @article { discher06,
1007     author = DEDischer #" and "# NBhasin #" and "# CPJohnson,
1008     title = "{Covalent chemistry on distended proteins}",
1009     year = 2006,
1010     journal = PNAS,
1011     volume = 103,
1012     number = 20,
1013     pages = "7533--7534",
1014     doi = "10.1073/pnas.0602388103",
1015     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/20/7533.pdf",
1016     url = "http://www.pnas.org"
1017 }
1018
1019 @article { dudko03,
1020     author = OKDudko #" and "# AEFilippov #" and "# JKlafter #" and "#
1021         MUrbakh,
1022     title = "Beyond the conventional description of dynamic force spectroscopy
1023         of adhesion bonds.",
1024     year = 2003,
1025     month = sep,
1026     day = 30,
1027     journal = PNAS,
1028     volume = 100,
1029     number = 20,
1030     pages = "11378--11381",
1031     issn = "0027-8424",
1032     doi = "10.1073/pnas.1534554100",
1033     eprint = "http://www.pnas.org/content/100/20/11378.full.pdf",
1034     url = "http://www.pnas.org/content/100/20/11378.abstract",
1035     keywords = "Spectrum Analysis; Temperature",
1036     abstract = "Dynamic force spectroscopy of single molecules is described by
1037         a model that predicts a distribution of rupture forces, the
1038         corresponding mean rupture force, and variance, which are all amenable
1039         to experimental tests. The distribution has a pronounced asymmetry,
1040         which has recently been observed experimentally. The mean rupture force
1041         follows a (lnV)2/3 dependence on the pulling velocity, V, and differs
1042         from earlier predictions. Interestingly, at low pulling velocities, a
1043         rebinding process is obtained whose signature is an intermittent
1044         behavior of the spring force, which delays the rupture. An extension to
1045         include conformational changes of the adhesion complex is proposed,
1046         which leads to the possibility of bimodal distributions of rupture
1047         forces."
1048 }
1049
1050 @article { dudko06,
1051     author = OKDudko #" and "# GHummer #" and "# ASzabo,
1052     title = "Intrinsic rates and activation free energies from single-molecule
1053         pulling experiments.",
1054     year = 2006,
1055     month = mar,
1056     day = 17,
1057     journal = PRL,
1058     volume = 96,
1059     number = 10,
1060     pages = 108101,
1061     issn = "0031-9007",
1062     doi = "10.1103/PhysRevLett.96.108101",
1063     keywords = "Biophysics; Computer Simulation; Data Interpretation,
1064         Statistical; Kinetics; Micromanipulation; Models, Chemical; Models,
1065         Molecular; Molecular Conformation; Muscle Proteins; Nucleic Acid
1066         Conformation; Protein Binding; Protein Denaturation; Protein Folding;
1067         Protein Kinases; RNA; Stress, Mechanical; Thermodynamics; Time Factors",
1068     abstract = "We present a unified framework for extracting kinetic
1069         information from single-molecule pulling experiments at constant force
1070         or constant pulling speed. Our procedure provides estimates of not only
1071         (i) the intrinsic rate coefficient and (ii) the location of the
1072         transition state but also (iii) the free energy of activation. By
1073         analyzing simulated data, we show that the resulting rates of force-
1074         induced rupture are significantly more reliable than those obtained by
1075         the widely used approach based on Bell's formula. We consider the
1076         uniqueness of the extracted kinetic information and suggest guidelines
1077         to avoid over-interpretation of experiments."
1078 }
1079
1080 @article { dudko07,
1081     author = OKDudko #" and "# JMathe #" and "# ASzabo #" and "# AMeller #"
1082         and "# GHummer,
1083     title = "Extracting kinetics from single-molecule force spectroscopy:
1084         nanopore unzipping of {DNA} hairpins.",
1085     year = 2007,
1086     month = jun,
1087     day = 15,
1088     journal = BiophysJ,
1089     volume = 92,
1090     number = 12,
1091     pages = "4188--4195",
1092     issn = "0006-3495",
1093     doi = "10.1529/biophysj.106.102855",
1094     eprint = "http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1877759&blo
1095         btype=pdf",
1096     keywords = "Computer Simulation; DNA; Elasticity; Mechanics;
1097         Micromanipulation; Microscopy, Atomic Force; Models, Chemical; Models,
1098         Molecular; Nanostructures; Nucleic Acid Conformation; Porosity; Stress,
1099         Mechanical",
1100     abstract = "Single-molecule force experiments provide powerful new tools to
1101         explore biomolecular interactions. Here, we describe a systematic
1102         procedure for extracting kinetic information from force-spectroscopy
1103         experiments, and apply it to nanopore unzipping of individual DNA
1104         hairpins. Two types of measurements are considered: unzipping at
1105         constant voltage, and unzipping at constant voltage-ramp speeds. We
1106         perform a global maximum-likelihood analysis of the experimental data
1107         at low-to-intermediate ramp speeds. To validate the theoretical models,
1108         we compare their predictions with two independent sets of data,
1109         collected at high ramp speeds and at constant voltage, by using a
1110         quantitative relation between the two types of measurements.
1111         Microscopic approaches based on Kramers theory of diffusive barrier
1112         crossing allow us to estimate not only intrinsic rates and transition
1113         state locations, as in the widely used phenomenological approach based
1114         on Bell's formula, but also free energies of activation. The problem of
1115         extracting unique and accurate kinetic parameters of a molecular
1116         transition is discussed in light of the apparent success of the
1117         microscopic theories in reproducing the experimental data."
1118 }
1119
1120 @article { evans97,
1121     author = EEvans #" and "# KRitchie,
1122     title = "Dynamic strength of molecular adhesion bonds.",
1123     year = 1997,
1124     month = apr,
1125     journal = BiophysJ,
1126     volume = 72,
1127     number = 4,
1128     pages = "1541--1555",
1129     issn = "0006-3495",
1130     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/72/4/1541.pdf",
1131     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/72/4/1541",
1132     keywords = "Avidin; Biotin; Chemistry, Physical; Computer Simulation;
1133         Mathematics; Monte Carlo Method; Protein Binding",
1134     abstract = "In biology, molecular linkages at, within, and beneath cell
1135         interfaces arise mainly from weak noncovalent interactions. These bonds
1136         will fail under any level of pulling force if held for sufficient time.
1137         Thus, when tested with ultrasensitive force probes, we expect cohesive
1138         material strength and strength of adhesion at interfaces to be time-
1139         and loading rate-dependent properties. To examine what can be learned
1140         from measurements of bond strength, we have extended Kramers' theory
1141         for reaction kinetics in liquids to bond dissociation under force and
1142         tested the predictions by smart Monte Carlo (Brownian dynamics)
1143         simulations of bond rupture. By definition, bond strength is the force
1144         that produces the most frequent failure in repeated tests of breakage,
1145         i.e., the peak in the distribution of rupture forces. As verified by
1146         the simulations, theory shows that bond strength progresses through
1147         three dynamic regimes of loading rate. First, bond strength emerges at
1148         a critical rate of loading (> or = 0) at which spontaneous dissociation
1149         is just frequent enough to keep the distribution peak at zero force. In
1150         the slow-loading regime immediately above the critical rate, strength
1151         grows as a weak power of loading rate and reflects initial coupling of
1152         force to the bonding potential. At higher rates, there is crossover to
1153         a fast regime in which strength continues to increase as the logarithm
1154         of the loading rate over many decades independent of the type of
1155         attraction. Finally, at ultrafast loading rates approaching the domain
1156         of molecular dynamics simulations, the bonding potential is quickly
1157         overwhelmed by the rapidly increasing force, so that only naked
1158         frictional drag on the structure remains to retard separation. Hence,
1159         to expose the energy landscape that governs bond strength, molecular
1160         adhesion forces must be examined over an enormous span of time scales.
1161         However, a significant gap exists between the time domain of force
1162         measurements in the laboratory and the extremely fast scale of
1163         molecular motions. Using results from a simulation of biotin-avidin
1164         bonds (Izrailev, S., S. Stepaniants, M. Balsera, Y. Oono, and K.
1165         Schulten. 1997. Molecular dynamics study of unbinding of the avidin-
1166         biotin complex. Biophys. J., this issue), we describe how Brownian
1167         dynamics can help bridge the gap between molecular dynamics and probe
1168         tests.",
1169     project = "sawtooth simulation"
1170 }
1171
1172 @article { evans99,
1173     author = EEvans #" and "# KRitchie,
1174     title = "Strength of a weak bond connecting flexible polymer chains.",
1175     year = 1999,
1176     month = may,
1177     journal = BiophysJ,
1178     volume = 76,
1179     number = 5,
1180     pages = "2439--2447",
1181     issn = "0006-3495",
1182     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/76/5/2439.pdf",
1183     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/76/5/2439",
1184     keywords = "Animals; Biophysics; Biopolymers; Microscopy, Atomic Force;
1185         Models, Chemical; Muscle Proteins; Protein Folding; Protein Kinases;
1186         Stochastic Processes; Stress, Mechanical; Thermodynamics",
1187     abstract = "Bond dissociation under steadily rising force occurs most
1188         frequently at a time governed by the rate of loading (Evans and
1189         Ritchie, 1997 Biophys. J. 72:1541-1555). Multiplied by the loading
1190         rate, the breakage time specifies the force for most frequent failure
1191         (called bond strength) that obeys the same dependence on loading rate.
1192         The spectrum of bond strength versus log(loading rate) provides an
1193         image of the energy landscape traversed in the course of unbonding.
1194         However, when a weak bond is connected to very compliant elements like
1195         long polymers, the load applied to the bond does not rise steadily
1196         under constant pulling speed. Because of nonsteady loading, the most
1197         frequent breakage force can differ significantly from that of a bond
1198         loaded at constant rate through stiff linkages. Using generic models
1199         for wormlike and freely jointed chains, we have analyzed the kinetic
1200         process of failure for a bond loaded by pulling the polymer linkages at
1201         constant speed. We find that when linked by either type of polymer
1202         chain, a bond is likely to fail at lower force under steady separation
1203         than through stiff linkages. Quite unexpectedly, a discontinuous jump
1204         can occur in bond strength at slow separation speed in the case of long
1205         polymer linkages. We demonstrate that the predictions of strength
1206         versus log(loading rate) can rationalize conflicting results obtained
1207         recently for unfolding Ig domains along muscle titin with different
1208         force techniques.",
1209     note = "Develops Kramers improvement on Bell model for domain unfolding.
1210         Presents unfolding under variable loading rates. Often cited as the
1211         ``Bell-Evans'' model? They derive a unitless treatment, scaling force
1212         by $f_\beta$, TODO; time by $\tau_f$, TODO; elasiticity by compliance
1213         $c(f)$. The appendix has relaxation time formulas for WLC and FJC
1214         polymer models.",
1215     project = "sawtooth simulation"
1216 }
1217
1218 @book { galassi05,
1219     author = MGalassi #" and "# JDavies #" and "# JTheiler #" and "# BGough #"
1220         and "# GJungman #" and "# MBooth #" and "# FRossi,
1221     title = "{GNU} Scientific Library: Reference Manual",
1222     year = 2005,
1223     edition = "Second Revised",
1224     pages = "xvi + 601",
1225     xxpages = "xvi + 580",
1226     isbn = "0-9541617-3-4",
1227     isbn-13 = "978-0-9541617-3-6",
1228     lccn = "QA76.73.C15",
1229     publisher = NetworkTheoryLtd,
1230     address = pub-NETWORK-THEORY:adr,
1231     bibdate = "Wed Oct 30 10:44:22 2002",
1232     url = "http://www.network-theory.co.uk/gsl/manual/",
1233     note = "This is the revised and updated second edition of the manual, and
1234         corresponds to version 1.6 of the library."
1235 }
1236
1237 @article { gao03,
1238     author = MGao #" and "# DCraig #" and "# OLequin #" and "# IDCampbell #"
1239         and "# VVogel #" and "# KSchulten,
1240     title = "{Structure and functional significance of mechanically unfolded
1241         fibronectin type III1 intermediates}",
1242     year = 2003,
1243     journal = PNAS,
1244     volume = 100,
1245     number = 25,
1246     pages = "14784--14789",
1247     doi = "10.1073/pnas.2334390100",
1248     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/25/14784.pdf",
1249     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/25/14784",
1250     abstract = "Fibronectin (FN) forms fibrillar networks coupling cells to the
1251         extracellular matrix. The formation of FN fibrils, fibrillogenesis, is
1252         a tightly regulated process involving the exposure of cryptic binding
1253         sites in individual FN type III (FN-III) repeats presumably exposed by
1254         mechanical tension. The FN-III1 module has been previously proposed to
1255         contain such cryptic sites that promote the assembly of extracellular
1256         matrix FN fibrils. We have combined NMR and steered molecular dynamics
1257         simulations to study the structure and mechanical unfolding pathway of
1258         FN-III1. This study finds that FN-III1 consists of a {beta}-sandwich
1259         structure that unfolds to a mechanically stable intermediate about four
1260         times the length of the native folded state. Considering previous
1261         experimental findings, our studies provide a structural model by which
1262         mechanical stretching of FN-III1 may induce fibrillogenesis through
1263         this partially unfolded intermediate."
1264 }
1265
1266 @article { gavrilov01,
1267     author = LAGavrilov #" and "# NSGavrilova,
1268     title = "The reliability theory of aging and longevity.",
1269     year = 2001,
1270     month = dec,
1271     day = 21,
1272     journal = JTheorBiol,
1273     volume = 213,
1274     number = 4,
1275     pages = "527--545",
1276     issn = "0022-5193",
1277     doi = "10.1006/jtbi.2001.2430",
1278     keywords = "Adult; Aged; Aging; Animals; Humans; Longevity; Middle Aged;
1279         Models, Biological; Survival Rate; Systems Theory",
1280     abstract = "Reliability theory is a general theory about systems failure.
1281         It allows researchers to predict the age-related failure kinetics for a
1282         system of given architecture (reliability structure) and given
1283         reliability of its components. Reliability theory predicts that even
1284         those systems that are entirely composed of non-aging elements (with a
1285         constant failure rate) will nevertheless deteriorate (fail more often)
1286         with age, if these systems are redundant in irreplaceable elements.
1287         Aging, therefore, is a direct consequence of systems redundancy.
1288         Reliability theory also predicts the late-life mortality deceleration
1289         with subsequent leveling-off, as well as the late-life mortality
1290         plateaus, as an inevitable consequence of redundancy exhaustion at
1291         extreme old ages. The theory explains why mortality rates increase
1292         exponentially with age (the Gompertz law) in many species, by taking
1293         into account the initial flaws (defects) in newly formed systems. It
1294         also explains why organisms ``prefer'' to die according to the Gompertz
1295         law, while technical devices usually fail according to the Weibull
1296         (power) law. Theoretical conditions are specified when organisms die
1297         according to the Weibull law: organisms should be relatively free of
1298         initial flaws and defects. The theory makes it possible to find a
1299         general failure law applicable to all adult and extreme old ages, where
1300         the Gompertz and the Weibull laws are just special cases of this more
1301         general failure law. The theory explains why relative differences in
1302         mortality rates of compared populations (within a given species) vanish
1303         with age, and mortality convergence is observed due to the exhaustion
1304         of initial differences in redundancy levels. Overall, reliability
1305         theory has an amazing predictive and explanatory power with a few, very
1306         general and realistic assumptions. Therefore, reliability theory seems
1307         to be a promising approach for developing a comprehensive theory of
1308         aging and longevity integrating mathematical methods with specific
1309         biological knowledge.",
1310     note = "An example of exponential (standard) Gomperz law."
1311 }
1312
1313 @article { gergely00,
1314     author = CGergely #" and "# JCVoegel #" and "# PSchaaf #" and "# BSenger
1315         #" and "# MMaaloum #" and "# JKHHorber #" and "# JHemmerle,
1316     title = "{Unbinding process of adsorbed proteins under external stress
1317         studied by atomic force microscopy spectroscopy}",
1318     year = 2000,
1319     journal = PNAS,
1320     volume = 97,
1321     number = 20,
1322     pages = "10802--10807",
1323     doi = "10.1073/pnas.180293097",
1324     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/20/10802.pdf",
1325     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/20/10802"
1326 }
1327
1328 @article { gompertz25,
1329     author = BGompertz,
1330     title = "On the Nature of the Function Expressive of the Law of Human
1331         Mortality, and on a New Mode of Determining the Value of Life
1332         Contingencies",
1333     year = 1825,
1334     journal = PTRSL,
1335     volume = 115,
1336     number = "",
1337     pages = "513--583",
1338     issn = 02610523,
1339     publisher = RS,
1340     copyright = "Copyright \copy\ 1825 The Royal Society",
1341     url = "http://www.jstor.org/stable/107756",
1342     abstract = ""
1343 }
1344
1345 @article { grossman05,
1346     author = CGrossman #" and "# AStout,
1347     title = "Optical Tweezers Advanced Lab",
1348     year = 2005,
1349     season = "Fall",
1350     numpages = 12,
1351     eprint = "http://chirality.swarthmore.edu/PHYS81/OpticalTweezers.pdf",
1352     note = "Fairly complete overdamped PSD derivation in section 4.3., cites
1353         \cite{tlusty98} and \cite{bechhoefer02} for further details. However,
1354         Tlusty (listed as reference 8) doesn't contain the thermal response
1355         fn.\ derivation it was cited for. Also, the single sided PSD definition
1356         credited to reference 9 (listed as Bechhoefer) looks more like Press
1357         (listed as reference 10). I imagine Grossman and Stout mixed up their
1358         references, and meant to refer to \cite{bechhoefer02} and
1359         \cite{press92} respectively instead.",
1360     project = "Cantilever Calibration"
1361 }
1362
1363 @article { hanggi90,
1364     author = PHanggi #" and "# PTalkner #" and "# MBorkovec,
1365     title = "Reaction-rate theory: fifty years after Kramers",
1366     year = 1990,
1367     month = "Apr",
1368     journal = RMP,
1369     volume = 62,
1370     number = 2,
1371     pages = "251--341",
1372     numpages = 90,
1373     publisher = APS,
1374     doi = "10.1103/RevModPhys.62.251",
1375     eprint = "http://www.physik.uni-augsburg.de/theo1/hanggi/Papers/112.pdf",
1376     url = "http://prola.aps.org/abstract/RMP/v62/i2/p251_1",
1377     note = "\emph{The} Kramers' theory review article. See pages 268--279 for
1378         the Kramers-specific introduction.",
1379     project = "sawtooth simulation"
1380 }
1381
1382 @article { hatfield99,
1383     author = JWHatfield #" and "# SRQuake,
1384     title = "Dynamic Properties of an Extended Polymer in Solution",
1385     year = 1999,
1386     month = "Apr",
1387     journal = PRL,
1388     volume = 82,
1389     number = 17,
1390     pages = "3548--3551",
1391     numpages = 3,
1392     publisher = APS,
1393     doi = "10.1103/PhysRevLett.82.3548",
1394     url = "http://link.aps.org/abstract/PRL/v82/p3548",
1395     note = "Defines WLC and FJC models, citing textbooks.",
1396     project = "sawtooth simulation"
1397 }
1398
1399 @article { heymann00,
1400     author = BHeymann #" and "# HGrubmuller,
1401     title = "Dynamic force spectroscopy of molecular adhesion bonds.",
1402     year = 2000,
1403     month = jun,
1404     day = 26,
1405     journal = PRL,
1406     volume = 84,
1407     number = "26 Pt 1",
1408     pages = "6126--6129",
1409     issn = "0031-9007",
1410     doi = "10.1103/PhysRevLett.84.6126",
1411     eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v84/i26/p6126_1",
1412     url = "http://prola.aps.org/abstract/PRL/v84/p6126",
1413     abstract = "Recent advances in atomic force microscopy, biomembrane force
1414         probe experiments, and optical tweezers allow one to measure the
1415         response of single molecules to mechanical stress with high precision.
1416         Such experiments, due to limited spatial resolution, typically access
1417         only one single force value in a continuous force profile that
1418         characterizes the molecular response along a reaction coordinate. We
1419         develop a theory that allows one to reconstruct force profiles from
1420         force spectra obtained from measurements at varying loading rates,
1421         without requiring increased resolution. We show that spectra obtained
1422         from measurements with different spring constants contain complementary
1423         information."
1424 }
1425
1426 @article { hummer01,
1427     author = GHummer #" and "# ASzabo,
1428     title = "{From the Cover: Free energy reconstruction from nonequilibrium
1429         single-molecule pulling experiments}",
1430     year = 2001,
1431     journal = PNAS,
1432     volume = 98,
1433     number = 7,
1434     pages = "3658--3661",
1435     doi = "10.1073/pnas.071034098",
1436     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/7/3658.pdf",
1437     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/7/3658"
1438 }
1439
1440 @article { hummer03,
1441     author = GHummer #" and "# ASzabo,
1442     title = "Kinetics from nonequilibrium single-molecule pulling experiments.",
1443     year = 2003,
1444     month = jul,
1445     journal = BiophysJ,
1446     volume = 85,
1447     number = 1,
1448     pages = "5--15",
1449     issn = "0006-3495",
1450     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/85/1/5.pdf",
1451     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/85/1/5",
1452     keywords = "Computer Simulation; Crystallography; Energy Transfer;
1453         Kinetics; Lasers; Micromanipulation; Microscopy, Atomic Force; Models,
1454         Molecular; Molecular Conformation; Motion; Muscle Proteins;
1455         Nanotechnology; Physical Stimulation; Protein Conformation; Protein
1456         Denaturation; Protein Folding; Protein Kinases; Stress, Mechanical",
1457     abstract = "Mechanical forces exerted by laser tweezers or atomic force
1458         microscopes can be used to drive rare transitions in single molecules,
1459         such as unfolding of a protein or dissociation of a ligand. The
1460         phenomenological description of pulling experiments based on Bell's
1461         expression for the force-induced rupture rate is found to be inadequate
1462         when tested against computer simulations of a simple microscopic model
1463         of the dynamics. We introduce a new approach of comparable complexity
1464         to extract more accurate kinetic information about the molecular events
1465         from pulling experiments. Our procedure is based on the analysis of a
1466         simple stochastic model of pulling with a harmonic spring and
1467         encompasses the phenomenological approach, reducing to it in the
1468         appropriate limit. Our approach is tested against computer simulations
1469         of a multimodule titin model with anharmonic linkers and then an
1470         illustrative application is made to the forced unfolding of I27
1471         subunits of the protein titin. Our procedure to extract kinetic
1472         information from pulling experiments is simple to implement and should
1473         prove useful in the analysis of experiments on a variety of systems.",
1474     note = "READ",
1475     project = "sawtooth simulation"
1476 }
1477
1478 @article { hutter93,
1479     author = JLHutter #" and "# JBechhoefer,
1480     title = "Calibration of atomic-force microscope tips",
1481     collaboration = "",
1482     year = 1993,
1483     journal = RSI,
1484     volume = 64,
1485     number = 7,
1486     pages = "1868--1873",
1487     publisher = AIP,
1488     doi = "10.1063/1.1143970",
1489     url = "http://link.aip.org/link/?RSI/64/1868/1",
1490     keywords = "ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CALIBRATION; QUALITY FACTOR; PROBES;
1491         RESONANCE; SILICON NITRIDES; MICA; VAN DER WAALS FORCES",
1492     note = "Seminal paper for thermal calibration of AFM cantilevers.",
1493     project = "Cantilever Calibration"
1494 }
1495
1496 @article { hyeon03,
1497     author = CHyeon #" and "# DThirumalai,
1498     title = "Can energy landscape roughness of proteins and {RNA} be measured
1499         by using mechanical unfolding experiments?",
1500     year = 2003,
1501     month = sep,
1502     day = 02,
1503     journal = PNAS,
1504     volume = 100,
1505     number = 18,
1506     pages = "10249--10253",
1507     issn = "0027-8424",
1508     doi = "10.1073/pnas.1833310100",
1509     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/18/10249.pdf",
1510     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/18/10249",
1511     keywords = "Protein Folding; Proteins; RNA; Temperature; Thermodynamics",
1512     abstract = "By considering temperature effects on the mechanical unfolding
1513         rates of proteins and RNA, whose energy landscape is rugged, the
1514         question posed in the title is answered in the affirmative. Adopting a
1515         theory by Zwanzig [Zwanzig, R. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85,
1516         2029-2030], we show that, because of roughness characterized by an
1517         energy scale epsilon, the unfolding rate at constant force is retarded.
1518         Similarly, in nonequilibrium experiments done at constant loading
1519         rates, the most probable unfolding force increases because of energy
1520         landscape roughness. The effects are dramatic at low temperatures. Our
1521         analysis suggests that, by using temperature as a variable in
1522         mechanical unfolding experiments of proteins and RNA, the ruggedness
1523         energy scale epsilon, can be directly measured.",
1524     note = "Derives the major theory behind my thesis. The Kramers rate
1525         equation is Hanggi Eq. 4.56c (page 275)\cite{hanggi90}.",
1526     project = "Energy Landscape Roughness"
1527 }
1528
1529 @article { irback05,
1530     author = AIrback #" and "# SMitternacht #" and "# SMohanty,
1531     title = "{Dissecting the mechanical unfolding of ubiquitin}",
1532     year = 2005,
1533     journal = PNAS,
1534     volume = 102,
1535     number = 38,
1536     pages = "13427--13432",
1537     doi = "10.1073/pnas.0501581102",
1538     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/38/13427.pdf",
1539     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/38/13427",
1540     abstract = "The unfolding behavior of ubiquitin under the influence of a
1541         stretching force recently was investigated experimentally by single-
1542         molecule constant-force methods. Many observed unfolding traces had a
1543         simple two-state character, whereas others showed clear evidence of
1544         intermediate states. Here, we use Monte Carlo simulations to
1545         investigate the force-induced unfolding of ubiquitin at the atomic
1546         level. In agreement with experimental data, we find that the unfolding
1547         process can occur either in a single step or through intermediate
1548         states. In addition to this randomness, we find that many quantities,
1549         such as the frequency of occurrence of intermediates, show a clear
1550         systematic dependence on the strength of the applied force. Despite
1551         this diversity, one common feature can be identified in the simulated
1552         unfolding events, which is the order in which the secondary-structure
1553         elements break. This order is the same in two- and three-state events
1554         and at the different forces studied. The observed order remains to be
1555         verified experimentally but appears physically reasonable."
1556 }
1557
1558 @article { izrailev97,
1559     author = SIzrailev #" and "# SStepaniants #" and "# MBalsera #" and "#
1560         YOono #" and "# KSchulten,
1561     title = "Molecular dynamics study of unbinding of the avidin-biotin
1562         complex.",
1563     year = 1997,
1564     month = apr,
1565     journal = BiophysJ,
1566     volume = 72,
1567     number = 4,
1568     pages = "1568--1581",
1569     issn = "0006-3495",
1570     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/72/4/1568.pdf",
1571     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/72/4/1568",
1572     keywords = "Avidin; Binding Sites; Biotin; Computer Simulation; Hydrogen
1573         Bonding; Mathematics; Microscopy, Atomic Force; Microspheres; Models,
1574         Molecular; Molecular Structure; Protein Binding; Protein Conformation;
1575         Protein Folding; Sepharose",
1576     abstract = "We report molecular dynamics simulations that induce, over
1577         periods of 40-500 ps, the unbinding of biotin from avidin by means of
1578         external harmonic forces with force constants close to those of AFM
1579         cantilevers. The applied forces are sufficiently large to reduce the
1580         overall binding energy enough to yield unbinding within the measurement
1581         time. Our study complements earlier work on biotin-streptavidin that
1582         employed a much larger harmonic force constant. The simulations reveal
1583         a variety of unbinding pathways, the role of key residues contributing
1584         to adhesion as well as the spatial range over which avidin binds
1585         biotin. In contrast to the previous studies, the calculated rupture
1586         forces exceed by far those observed. We demonstrate, in the framework
1587         of models expressed in terms of one-dimensional Langevin equations with
1588         a schematic binding potential, the associated Smoluchowski equations,
1589         and the theory of first passage times, that picosecond to nanosecond
1590         simulation of ligand unbinding requires such strong forces that the
1591         resulting protein-ligand motion proceeds far from the thermally
1592         activated regime of millisecond AFM experiments, and that simulated
1593         unbinding cannot be readily extrapolated to the experimentally observed
1594         rupture."
1595 }
1596
1597 @article { jollymore09,
1598     author = AJollymore #" and "# CLethias #" and "# QPeng #" and "# YCao #"
1599         and "# HLi,
1600     title = "Nanomechanical properties of tenascin-{X} revealed by single-
1601         molecule force spectroscopy",
1602     year = 2009,
1603     month = jan,
1604     day = 30,
1605     journal = JMB,
1606     volume = 385,
1607     number = 4,
1608     pages = "1277--1286",
1609     issn = "1089-8638",
1610     doi = "10.1016/j.jmb.2008.11.038",
1611     url = "http://dx.doi.org/10.1016/j.jmb.2008.11.038",
1612     keywords = "Animals;Biomechanics;Cattle;Fibronectins;Kinetics;Microscopy,
1613         Atomic Force;Protein Folding;Protein Structure, Tertiary;Spectrum
1614         Analysis;Tenascin",
1615     abstract = "Tenascin-X is an extracellular matrix protein and binds a
1616         variety of molecules in extracellular matrix and on cell membrane.
1617         Tenascin-X plays important roles in regulating the structure and
1618         mechanical properties of connective tissues. Using single-molecule
1619         atomic force microscopy, we have investigated the mechanical properties
1620         of bovine tenascin-X in detail. Our results indicated that tenascin-X
1621         is an elastic protein and the fibronectin type III (FnIII) domains can
1622         unfold under a stretching force and refold to regain their mechanical
1623         stability upon the removal of the stretching force. All the 30 FnIII
1624         domains of tenascin-X show similar mechanical stability, mechanical
1625         unfolding kinetics, and contour length increment upon domain unfolding,
1626         despite their large sequence diversity. In contrast to the homogeneity
1627         in their mechanical unfolding behaviors, FnIII domains fold at
1628         different rates. Using the 10th FnIII domain of tenascin-X (TNXfn10) as
1629         a model system, we constructed a polyprotein chimera composed of
1630         alternating TNXfn10 and GB1 domains and used atomic force microscopy to
1631         confirm that the mechanical properties of TNXfn10 are consistent with
1632         those of the FnIII domains of tenascin-X. These results lay the
1633         foundation to further study the mechanical properties of individual
1634         FnIII domains and establish the relationship between point mutations
1635         and mechanical phenotypic effect on tenascin-X. Moreover, our results
1636         provided the opportunity to compare the mechanical properties and
1637         design of different forms of tenascins. The comparison between
1638         tenascin-X and tenascin-C revealed interesting common as well as
1639         distinguishing features for mechanical unfolding and folding of
1640         tenascin-C and tenascin-X and will open up new avenues to investigate
1641         the mechanical functions and architectural design of different forms of
1642         tenascins."
1643 }
1644
1645 @article { juckett93,
1646     author = DAJuckett #" and "# BRosenberg,
1647     title = "Comparison of the Gompertz and Weibull functions as descriptors
1648         for human mortality distributions and their intersections.",
1649     year = 1993,
1650     month = jun,
1651     journal = MechAgeingDev,
1652     volume = 69,
1653     number = "1-2",
1654     pages = "1--31",
1655     issn = "0047-6374",
1656     doi = "10.1016/0047-6374(93)90068-3",
1657     keywords = "Adolescent; Adult; Aged; Aged, 80 and over; Aging; Biometry;
1658         Child; Child, Preschool; Data Interpretation, Statistical; Female;
1659         Humans; Infant; Infant, Newborn; Longitudinal Studies; Male; Middle
1660         Aged; Models, Biological; Models, Statistical; Mortality",
1661     abstract = "The Gompertz and Weibull functions are compared with respect to
1662         goodness-of-fit to human mortality distributions; ability to describe
1663         mortality curve intersections; and, parameter interpretation. The
1664         Gompertz function is shown to be a better descriptor for 'all-causes'
1665         of deaths and combined disease categories while the Weibull function is
1666         shown to be a better descriptor of purer, single causes-of-death. A
1667         modified form of the Weibull function maps directly to the inherent
1668         degrees of freedom of human mortality distributions while the Gompertz
1669         function does not. Intersections in the old-age tails of mortality are
1670         explored in the context of both functions and, in particular, the
1671         relationship between distribution intersections, and the Gompertz
1672         ln[R0] versus alpha regression is examined. Evidence is also presented
1673         that mortality intersections are fundamental to the survivorship form
1674         and not the rate (hazard) form. Finally, comparisons are made to the
1675         parameter estimates in recent longitudinal Gompertzian analyses and the
1676         probable errors in those analyses are discussed.",
1677     note = "Nice table of various functions associated with Gompertz and
1678         Weibull models."
1679 }
1680
1681 @article { kellermayer97,
1682     author = MSZKellermayer #" and "# SBSmith #" and "# HLGranzier #" and "#
1683         CBustamante,
1684     title = "Folding-unfolding transitions in single titin molecules
1685         characterized with laser tweezers",
1686     year = 1997,
1687     month = may,
1688     day = 16,
1689     journal = SCI,
1690     volume = 276,
1691     number = 5315,
1692     pages = "1112--1116",
1693     issn = "0036-8075",
1694     keywords = "Amino Acid
1695         Sequence;Elasticity;Entropy;Immunoglobulins;Lasers;Models,
1696         Chemical;Muscle Contraction;Muscle Proteins;Muscle Relaxation;Muscle,
1697         Skeletal;Protein Denaturation;Protein Folding;Protein Kinases;Stress,
1698         Mechanical",
1699     abstract = "Titin, a giant filamentous polypeptide, is believed to play a
1700         fundamental role in maintaining sarcomeric structural integrity and
1701         developing what is known as passive force in muscle. Measurements of
1702         the force required to stretch a single molecule revealed that titin
1703         behaves as a highly nonlinear entropic spring. The molecule unfolds in
1704         a high-force transition beginning at 20 to 30 piconewtons and refolds
1705         in a low-force transition at approximately 2.5 piconewtons. A fraction
1706         of the molecule (5 to 40 percent) remains permanently unfolded,
1707         behaving as a wormlike chain with a persistence length (a measure of
1708         the chain's bending rigidity) of 20 angstroms. Force hysteresis arises
1709         from a difference between the unfolding and refolding kinetics of the
1710         molecule relative to the stretch and release rates in the experiments,
1711         respectively. Scaling the molecular data up to sarcomeric dimensions
1712         reproduced many features of the passive force versus extension curve of
1713         muscle fibers."
1714 }
1715
1716 @article { king09,
1717     author = WTKing #" and "# GYang,
1718     title = "Effects of Cantilever Stiffness on Unfolding Force in {AFM}
1719         Protein Unfolding",
1720     year = 2009,
1721     month = mar,
1722     day = 01,
1723     journal = BPS:P
1724 }
1725
1726 @article { king10,
1727     author = WTKing #" and "# MSu #" and "# GYang,
1728     title = "{M}onte {C}arlo simulation of mechanical unfolding of proteins
1729         based on a simple two-state model",
1730     year = 2010,
1731     journal = IJBMM,
1732     volume = 46,
1733     number = 2,
1734     pages = "159--166",
1735     issn = "0141-8130",
1736     doi = "10.1016/j.ijbiomac.2009.12.001",
1737     url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6T7J-4XWMND2-1/2/7ef768562b4157fc201d450553e5de5e",
1738     keywords = "Atomic force microscopy;Mechanical unfolding;Monte Carlo
1739         simulation;Worm-like chain;Single molecule methods",
1740     abstract = "Single molecule methods are becoming routine biophysical
1741         techniques for studying biological macromolecules. In mechanical
1742         unfolding of proteins, an externally applied force is used to induce
1743         the unfolding of individual protein molecules. Such experiments have
1744         revealed novel information that has significantly enhanced our
1745         understanding of the function and folding mechanisms of several types
1746         of proteins. To obtain information on the unfolding kinetics and the
1747         free energy landscape of the protein molecule from mechanical unfolding
1748         data, a Monte Carlo simulation based on a simple two-state kinetic
1749         model is often used. In this paper, we provide a detailed description
1750         of the procedure to perform such simulations and discuss the
1751         approximations and assumptions involved. We show that the appearance of
1752         the force versus extension curves from mechanical unfolding of proteins
1753         is affected by a variety of experimental parameters, such as the length
1754         of the protein polymer and the force constant of the cantilever. We
1755         also analyze the errors associated with different methods of data
1756         pooling and present a quantitative measure of how well the simulation
1757         results fit experimental data. These findings will be helpful in
1758         experimental design, artifact identification, and data analysis for
1759         single molecule studies of various proteins using the mechanical
1760         unfolding method."
1761 }
1762
1763 @article { kleiner07,
1764     author = AKleiner #" and "# EShakhnovich,
1765     title = "The mechanical unfolding of ubiquitin through all-atom Monte Carlo
1766         simulation with a Go-type potential.",
1767     year = 2007,
1768     month = mar,
1769     day = 15,
1770     journal = BiophysJ,
1771     volume = 92,
1772     number = 6,
1773     pages = "2054--2061",
1774     issn = "0006-3495",
1775     doi = "10.1529/biophysj.106.081257",
1776     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/92/6/2054",
1777     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/full/92/6/2054",
1778     keywords = "Computer Simulation; Models, Chemical; Models, Molecular;
1779         Models, Statistical; Monte Carlo Method; Motion; Protein Conformation;
1780         Protein Denaturation; Protein Folding; Ubiquitin",
1781     abstract = "The mechanical unfolding of proteins under a stretching force
1782         has an important role in living systems and is a logical extension of
1783         the more general protein folding problem. Recent advances in
1784         experimental methodology have allowed the stretching of single
1785         molecules, thus rendering this process ripe for computational study. We
1786         use all-atom Monte Carlo simulation with a G?-type potential to study
1787         the mechanical unfolding pathway of ubiquitin. A detailed, robust,
1788         well-defined pathway is found, confirming existing results in this vein
1789         though using a different model. Additionally, we identify the protein's
1790         fundamental stabilizing secondary structure interactions in the
1791         presence of a stretching force and show that this fundamental
1792         stabilizing role does not persist in the absence of mechanical stress.
1793         The apparent success of simulation methods in studying ubiquitin's
1794         mechanical unfolding pathway indicates their potential usefulness for
1795         future study of the stretching of other proteins and the relationship
1796         between protein structure and the response to mechanical deformation."
1797 }
1798
1799 @article { klimov00,
1800     author = DKKlimov #" and "# DThirumalai,
1801     title = "{Native topology determines force-induced unfolding pathways in
1802         globular proteins}",
1803     year = 2000,
1804     month = jun,
1805     day = 20,
1806     journal = PNAS,
1807     volume = 97,
1808     number = 13,
1809     pages = "7254--7259",
1810     issn = "0027-8424",
1811     doi = "10.1073/pnas.97.13.7254",
1812     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/13/7254.pdf",
1813     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/13/7254",
1814     keywords = "Animals; Humans; Protein Folding; Proteins; Spectrin",
1815     abstract = "Single-molecule manipulation techniques reveal that stretching
1816         unravels individually folded domains in the muscle protein titin and
1817         the extracellular matrix protein tenascin. These elastic proteins
1818         contain tandem repeats of folded domains with beta-sandwich
1819         architecture. Herein, we propose by stretching two model sequences (S1
1820         and S2) with four-stranded beta-barrel topology that unfolding forces
1821         and pathways in folded domains can be predicted by using only the
1822         structure of the native state. Thermal refolding of S1 and S2 in the
1823         absence of force proceeds in an all-or-none fashion. In contrast, phase
1824         diagrams in the force-temperature (f,T) plane and steered Langevin
1825         dynamics studies of these sequences, which differ in the native
1826         registry of the strands, show that S1 unfolds in an allor-none fashion,
1827         whereas unfolding of S2 occurs via an obligatory intermediate. Force-
1828         induced unfolding is determined by the native topology. After proving
1829         that the simulation results for S1 and S2 can be calculated by using
1830         native topology alone, we predict the order of unfolding events in Ig
1831         domain (Ig27) and two fibronectin III type domains ((9)FnIII and
1832         (10)FnIII). The calculated unfolding pathways for these proteins, the
1833         location of the transition states, and the pulling speed dependence of
1834         the unfolding forces reflect the differences in the way the strands are
1835         arranged in the native states. We also predict the mechanisms of force-
1836         induced unfolding of the coiled-coil spectrin (a three-helix bundle
1837         protein) for all 20 structures deposited in the Protein Data Bank. Our
1838         approach suggests a natural way to measure the phase diagram in the
1839         (f,C) plane, where C is the concentration of denaturants.",
1840     note = "Simulated unfolding timescales for Ig27-like S1 and S2 domains"
1841 }
1842
1843 @article { kosztin06,
1844     author = IKosztin #" and "# BBarz #" and "# LJanosi,
1845     title = "Calculating potentials of mean force and diffusion coefficients
1846         from nonequilibrium processes without Jarzynski's equality.",
1847     year = 2006,
1848     month = feb,
1849     day = 10,
1850     journal = JChemPhys,
1851     volume = 124,
1852     pages = 064106,
1853     issn = "0031-9007",
1854     doi = "10.1063/1.2166379",
1855     url = "http://link.aip.org/link/?JCPSA6/124/064106/1"
1856 }
1857
1858 @article { kramers40,
1859     author = HAKramers,
1860     title = "Brownian motion in a field of force and the diffusion model of
1861         chemical reactions.",
1862     year = 1940,
1863     month = apr,
1864     journal = Physica,
1865     volume = 7,
1866     number = 4,
1867     pages = "284--304",
1868     issn = "0031-8914",
1869     doi = "10.1016/S0031-8914(40)90098-2",
1870     url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6X42-4CB752H-3G/1/1d9e8dc558b822877c9e1ad55bb08831",
1871     abstract = "A particle which is caught in a potential hole and which,
1872         through the shuttling action of Brownian motion, can escape over a
1873         potential barrier yields a suitable model for elucidating the
1874         applicability of the transition state method for calculating the rate
1875         of chemical reactions.",
1876     note = "Seminal paper on thermally activated barrier crossings."
1877 }
1878
1879 @article { kroy07,
1880     author = KKroy #" and "# JGlaser,
1881     title = "The glassy wormlike chain",
1882     year = 2007,
1883     journal = NJP,
1884     volume = 9,
1885     number = 11,
1886     pages = 416,
1887     doi = "10.1088/1367-2630/9/11/416",
1888     eprint = "http://www.iop.org/EJ/article/1367-2630/9/11/416/njp7_11_416.pdf",
1889     url = "http://stacks.iop.org/1367-2630/9/416",
1890     abstract = "We introduce a new model for the dynamics of a wormlike chain
1891         (WLC) in an environment that gives rise to a rough free energy
1892         landscape, which we name the glassy WLC. It is obtained from the common
1893         WLC by an exponential stretching of the relaxation spectrum of its
1894         long-wavelength eigenmodes, controlled by a single parameter
1895         \\boldsymbol{\\cal E} . Predictions for pertinent observables such as
1896         the dynamic structure factor and the microrheological susceptibility
1897         exhibit the characteristics of soft glassy rheology and compare
1898         favourably with experimental data for reconstituted cytoskeletal
1899         networks and live cells. We speculate about the possible microscopic
1900         origin of the stretching, implications for the nonlinear rheology, and
1901         the potential physiological significance of our results.",
1902     note = "Has short section on WLC relaxation time in the weakly bending
1903         limit."
1904 }
1905
1906 @article { labeit03,
1907     author = DLabeit #" and "# KWatanabe #" and "# CWitt #" and "# HFujita #"
1908         and "# YWu #" and "# SLahmers #" and "# TFunck #" and "# SLabeit #" and
1909         "# HLGranzier,
1910     title = "Calcium-dependent molecular spring elements in the giant protein
1911         titin",
1912     year = 2003,
1913     journal = PNAS,
1914     volume = 100,
1915     number = 23,
1916     pages = "13716--13721",
1917     doi = "10.1073/pnas.2235652100",
1918     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13716.pdf",
1919     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13716",
1920     abstract = "Titin (also known as connectin) is a giant protein with a wide
1921         range of cellular functions, including providing muscle cells with
1922         elasticity. Its physiological extension is largely derived from the
1923         PEVK segment, rich in proline (P), glutamate (E), valine (V), and
1924         lysine (K) residues. We studied recombinant PEVK molecules containing
1925         the two conserved elements: {approx}28-residue PEVK repeats and E-rich
1926         motifs. Single molecule experiments revealed that calcium-induced
1927         conformational changes reduce the bending rigidity of the PEVK
1928         fragments, and site-directed mutagenesis identified four glutamate
1929         residues in the E-rich motif that was studied (exon 129), as critical
1930         for this process. Experiments with muscle fibers showed that titin-
1931         based tension is calcium responsive. We propose that the PEVK segment
1932         contains E-rich motifs that render titin a calcium-dependent molecular
1933         spring that adapts to the physiological state of the cell."
1934 }
1935
1936 @article { li00,
1937     author = HLi #" and "# AFOberhauser #" and "# SBFowler #" and "# JClarke
1938         #" and "# JMFernandez,
1939     title = "{Atomic force microscopy reveals the mechanical design of a
1940         modular protein}",
1941     year = 2000,
1942     journal = PNAS,
1943     volume = 97,
1944     number = 12,
1945     pages = "6527--6531",
1946     doi = "10.1073/pnas.120048697",
1947     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/12/6527.pdf",
1948     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/12/6527",
1949     abstract = ""
1950 }
1951
1952 @article { li01,
1953     author = HLi #" and "# AFOberhauser #" and "# SDRedick #" and "#
1954         MCarrion-Vazquez #" and "# HPErickson #" and "# JMFernandez,
1955     title = "{Multiple conformations of PEVK proteins detected by single-
1956         molecule techniques}",
1957     year = 2001,
1958     journal = PNAS,
1959     volume = 98,
1960     number = 19,
1961     pages = "10682--10686",
1962     doi = "10.1073/pnas.191189098",
1963     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/19/10682.pdf",
1964     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/19/10682",
1965     abstract = "An important component of muscle elasticity is the PEVK region
1966         of titin, so named because of the preponderance of these amino acids.
1967         However, the PEVK region, similar to other elastomeric proteins, is
1968         thought to form a random coil and therefore its structure cannot be
1969         determined by standard techniques. Here we combine single-molecule
1970         electron microscopy and atomic force microscopy to examine the
1971         conformations of the human cardiac titin PEVK region. In contrast to a
1972         simple random coil, we have found that cardiac PEVK shows a wide range
1973         of elastic conformations with end-to-end distances ranging from 9 to 24
1974         nm and persistence lengths from 0.4 to 2.5 nm. Individual PEVK
1975         molecules retained their distinctive elastic conformations through many
1976         stretch-relaxation cycles, consistent with the view that these PEVK
1977         conformers cannot be interconverted by force. The multiple elastic
1978         conformations of cardiac PEVK may result from varying degrees of
1979         proline isomerization. The single-molecule techniques demonstrated here
1980         may help elucidate the conformation of other proteins that lack a well-
1981         defined structure."
1982 }
1983
1984 @article { li06,
1985     author = MSLi #" and "# CKHu #" and "# DKKlimov #" and "# DThirumalai,
1986     title = "{Multiple stepwise refolding of immunoglobulin domain I27 upon
1987         force quench depends on initial conditions}",
1988     year = 2006,
1989     journal = PNAS,
1990     volume = 103,
1991     number = 1,
1992     pages = "93--98",
1993     doi = "10.1073/pnas.0503758103",
1994     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/1/93.pdf",
1995     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/1/93",
1996     abstract = "Mechanical folding trajectories for polyproteins starting from
1997         initially stretched conformations generated by single-molecule atomic
1998         force microscopy experiments [Fernandez, J. M. & Li, H. (2004) Science
1999         303, 1674-1678] show that refolding, monitored by the end-to-end
2000         distance, occurs in distinct multiple stages. To clarify the molecular
2001         nature of folding starting from stretched conformations, we have probed
2002         the folding dynamics, upon force quench, for the single I27 domain from
2003         the muscle protein titin by using a C{alpha}-Go model. Upon temperature
2004         quench, collapse and folding of I27 are synchronous. In contrast,
2005         refolding from stretched initial structures not only increases the
2006         folding and collapse time scales but also decouples the two kinetic
2007         processes. The increase in the folding times is associated primarily
2008         with the stretched state to compact random coil transition.
2009         Surprisingly, force quench does not alter the nature of the refolding
2010         kinetics, but merely increases the height of the free-energy folding
2011         barrier. Force quench refolding times scale as f1.gif, where {Delta}xf
2012         {approx} 0.6 nm is the location of the average transition state along
2013         the reaction coordinate given by end-to-end distance. We predict that
2014         {tau}F and the folding mechanism can be dramatically altered by the
2015         initial and/or final values of force. The implications of our results
2016         for design and analysis of experiments are discussed."
2017 }
2018
2019 @article { liu03,
2020     author = WLiu #" and "# VMontana #" and "# ERChapman #" and "# UMohideen
2021         #" and "# VParpura,
2022     title = "{Botulinum toxin type B micromechanosensor}",
2023     year = 2003,
2024     journal = PNAS,
2025     volume = 100,
2026     number = 23,
2027     pages = "13621--13625",
2028     doi = "10.1073/pnas.2233819100",
2029     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/23/13621.pdf",
2030     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/23/13621",
2031     abstract = "Botulinum neurotoxin (BoNT) types A, B, E, and F are toxic to
2032         humans; early and rapid detection is essential for adequate medical
2033         treatment. Presently available tests for detection of BoNTs, although
2034         sensitive, require hours to days. We report a BoNT-B sensor whose
2035         properties allow detection of BoNT-B within minutes. The technique
2036         relies on the detection of an agarose bead detachment from the tip of a
2037         micromachined cantilever resulting from BoNT-B action on its
2038         substratum, the synaptic protein synaptobrevin 2, attached to the
2039         beads. The mechanical resonance frequency of the cantilever is
2040         monitored for the detection. To suspend the bead off the cantilever we
2041         use synaptobrevin's molecular interaction with another synaptic
2042         protein, syntaxin 1A, that was deposited onto the cantilever tip.
2043         Additionally, this bead detachment technique is general and can be used
2044         in any displacement reaction, such as in receptor-ligand pairs, where
2045         the introduction of one chemical leads to the displacement of another.
2046         The technique is of broad interest and will find uses outside
2047         toxicology."
2048 }
2049
2050 @article { makarov01,
2051     author = DEMakarov #" and "# PKHansma #" and "# HMetiu,
2052     title = "Kinetic Monte Carlo simulation of titin unfolding",
2053     collaboration = "",
2054     year = 2001,
2055     journal = JCP,
2056     volume = 114,
2057     number = 21,
2058     pages = "9663--9673",
2059     publisher = AIP,
2060     doi = "10.1063/1.1369622",
2061     eprint = "http://hansmalab.physics.ucsb.edu/pdf/297%20-%20Makarov,%20D.E._J.Chem.Phys._2001.pdf",
2062     url = "http://link.aip.org/link/?JCP/114/9663/1",
2063     keywords = "proteins; hydrogen bonds; digital simulation; Monte Carlo
2064         methods; molecular biophysics; intramolecular mechanics;
2065         macromolecules; atomic force microscopy"
2066 }
2067
2068 @article { marko95,
2069     author = JFMarko #" and "# EDSiggia,
2070     title = "Stretching {DNA}",
2071     affiliation = "",
2072     year = 1995,
2073     journal = Macromolecules,
2074     volume = 28,
2075     number = 26,
2076     pages = "8759--8770",
2077     issn = "0024-9297",
2078     eprint = "http://pubs.acs.org/cgi-bin/archive.cgi/mamobx/1995/28/i26/pdf/ma00130a008.pdf",
2079     url =
2080         "http://pubs3.acs.org/acs/journals/doilookup?in_doi=10.1021/ma00130a008",
2081     abstract = "",
2082     note = "Derivation of the Worm-like Chain interpolation function."
2083 }
2084
2085 @article { marszalek98,
2086     author = PEMarszalek #" and "# AFOberhauser #" and "# YPPang #" and "#
2087         JMFernandez,
2088     title = "Polysaccharide elasticity governed by chair-boat transitions of
2089         the glucopyranose ring.",
2090     year = 1998,
2091     month = dec,
2092     day = 17,
2093     journal = NAT,
2094     volume = 396,
2095     number = 6712,
2096     pages = "661--664",
2097     issn = "0028-0836",
2098     doi = "10.1038/25322",
2099     keywords = "Amylose;Dextrans;Elasticity;Glucans;Glucose;Microscopy, Atomic
2100         Force;Oxidation-Reduction;Polysaccharides",
2101     abstract = "Many common, biologically important polysaccharides contain
2102         pyranose rings made of five carbon atoms and one oxygen atom. They
2103         occur in a variety of cellular structures, where they are often
2104         subjected to considerable tensile stress. The polysaccharides are
2105         thought to respond to this stress by elastic deformation, but the
2106         underlying molecular rearrangements allowing such a response remain
2107         poorly understood. It is typically assumed, however, that the pyranose
2108         ring structure is inelastic and locked into a chair-like conformation.
2109         Here we describe single-molecule force measurements on individual
2110         polysaccharides that identify the pyranose rings as the structural unit
2111         controlling the molecule's elasticity. In particular, we find that the
2112         enthalpic component of the polymer elasticity of amylose, dextran and
2113         pullulan is eliminated once their pyranose rings are cleaved. We
2114         interpret these observations as indicating that the elasticity of the
2115         three polysaccharides results from a force-induced elongation of the
2116         ring structure and a final transition from a chair-like to a boat-like
2117         conformation. We expect that the force-induced deformation of pyranose
2118         rings reported here plays an important role in accommodating mechanical
2119         stresses and modulating ligand binding in biological systems."
2120 }
2121
2122 @article { marszalek02,
2123     author = PEMarszalek #" and "# HLi #" and "# AFOberhauser #" and "#
2124         JMFernandez,
2125     title = "{Chair-boat transitions in single polysaccharide molecules
2126         observed with force-ramp AFM}",
2127     year = 2002,
2128     journal = PNAS,
2129     volume = 99,
2130     number = 7,
2131     pages = "4278--4283",
2132     doi = "10.1073/pnas.072435699",
2133     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/7/4278.pdf",
2134     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/7/4278",
2135     abstract = "Under a stretching force, the sugar ring of polysaccharide
2136         molecules switches from the chair to the boat-like or inverted chair
2137         conformation. This conformational change can be observed by stretching
2138         single polysaccharide molecules with an atomic force microscope. In
2139         those early experiments, the molecules were stretched at a constant
2140         rate while the resulting force changed over wide ranges. However,
2141         because the rings undergo force-dependent transitions, an experimental
2142         arrangement where the force is the free variable introduces an
2143         undesirable level of complexity in the results. Here we demonstrate the
2144         use of force-ramp atomic force microscopy to capture the conformational
2145         changes in single polysaccharide molecules. Force-ramp atomic force
2146         microscopy readily captures the ring transitions under conditions where
2147         the entropic elasticity of the molecule is separated from its
2148         conformational transitions, enabling a quantitative analysis of the
2149         data with a simple two-state model. This analysis directly provides the
2150         physico-chemical characteristics of the ring transitions such as the
2151         width of the energy barrier, the relative energy of the conformers, and
2152         their enthalpic elasticity. Our experiments enhance the ability of
2153         single-molecule force spectroscopy to make high-resolution measurements
2154         of the conformations of single polysaccharide molecules under a
2155         stretching force, making an important addition to polysaccharide
2156         spectroscopy."
2157 }
2158
2159 @article { mello04,
2160     author = CCMello #" and "# DBarrick,
2161     title = "An experimentally determined protein folding energy landscape.",
2162     year = 2004,
2163     month = sep,
2164     day = 28,
2165     journal = PNAS,
2166     volume = 101,
2167     number = 39,
2168     pages = "14102--14107",
2169     issn = "0027-8424",
2170     doi = "10.1073/pnas.0403386101",
2171     keywords = "Animals; Ankyrin Repeat; Circular Dichroism; Drosophila
2172         Proteins; Drosophila melanogaster; Gene Deletion; Models, Chemical;
2173         Models, Molecular; Protein Denaturation; Protein Folding; Protein
2174         Structure, Tertiary; Spectrometry, Fluorescence; Thermodynamics; Urea",
2175     abstract = "Energy landscapes have been used to conceptually describe and
2176         model protein folding but have been difficult to measure
2177         experimentally, in large part because of the myriad of partly folded
2178         protein conformations that cannot be isolated and thermodynamically
2179         characterized. Here we experimentally determine a detailed energy
2180         landscape for protein folding. We generated a series of overlapping
2181         constructs containing subsets of the seven ankyrin repeats of the
2182         Drosophila Notch receptor, a protein domain whose linear arrangement of
2183         modular structural units can be fragmented without disrupting
2184         structure. To a good approximation, stabilities of each construct can
2185         be described as a sum of energy terms associated with each repeat. The
2186         magnitude of each energy term indicates that each repeat is
2187         intrinsically unstable but is strongly stabilized by interactions with
2188         its nearest neighbors. These linear energy terms define an equilibrium
2189         free energy landscape, which shows an early free energy barrier and
2190         suggests preferred low-energy routes for folding."
2191 }
2192
2193 @article { mickler07,
2194     author = MMickler #" and "# RIDima #" and "# HDietz #" and "# CHyeon #"
2195         and "# DThirumalai #" and "# MRief,
2196     title = "Revealing the bifurcation in the unfolding pathways of {GFP} by
2197         using single-molecule experiments and simulations",
2198     year = 2007,
2199     journal = PNAS,
2200     volume = 104,
2201     number = 51,
2202     pages = "20268--20273",
2203     doi = "10.1073/pnas.0705458104",
2204     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/51/20268.pdf",
2205     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/51/20268",
2206     keywords = "AFM experiments, coarse-grained simulations, cross-link
2207         mutants, pathway bifurcation, plasticity of energy landscape",
2208     abstract = "Nanomanipulation of biomolecules by using single-molecule
2209         methods and computer simulations has made it possible to visualize the
2210         energy landscape of biomolecules and the structures that are sampled
2211         during the folding process. We use simulations and single-molecule
2212         force spectroscopy to map the complex energy landscape of GFP that is
2213         used as a marker in cell biology and biotechnology. By engineering
2214         internal disulfide bonds at selected positions in the GFP structure,
2215         mechanical unfolding routes are precisely controlled, thus allowing us
2216         to infer features of the energy landscape of the wild-type GFP. To
2217         elucidate the structures of the unfolding pathways and reveal the
2218         multiple unfolding routes, the experimental results are complemented
2219         with simulations of a self-organized polymer (SOP) model of GFP. The
2220         SOP representation of proteins, which is a coarse-grained description
2221         of biomolecules, allows us to perform forced-induced simulations at
2222         loading rates and time scales that closely match those used in atomic
2223         force microscopy experiments. By using the combined approach, we show
2224         that forced unfolding of GFP involves a bifurcation in the pathways to
2225         the stretched state. After detachment of an N-terminal {alpha}-helix,
2226         unfolding proceeds along two distinct pathways. In the dominant
2227         pathway, unfolding starts from the detachment of the primary N-terminal
2228         -strand, while in the minor pathway rupture of the last, C-terminal
2229         -strand initiates the unfolding process. The combined approach has
2230         allowed us to map the features of the complex energy landscape of GFP
2231         including a characterization of the structures, albeit at a coarse-
2232         grained level, of the three metastable intermediates.",
2233     note = "Hiccup in unfolding leg corresponds to unfolding intermediate (See
2234         Figure 2). The unfolding timescale in GFP is about 6 ms."
2235 }
2236
2237 @article { nevo03,
2238     author = RNevo #" and "# CStroh #" and "# FKienberger #" and "# DKaftan #"
2239         and "# VBrumfeld #" and "# MElbaum #" and "# ZReich #" and "#
2240         PHinterdorfer,
2241     title = "A molecular switch between alternative conformational states in
2242         the complex of Ran and importin beta1.",
2243     year = 2003,
2244     month = jul,
2245     journal = NSB,
2246     volume = 10,
2247     number = 7,
2248     pages = "553--557",
2249     issn = "1072-8368",
2250     doi = "10.1038/nsb940",
2251     eprint = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v10/n7/pdf/nsb940.pdf",
2252     url = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v10/n7/abs/nsb940.html",
2253     keywords = "Guanosine Diphosphate; Guanosine Triphosphate; Microscopy,
2254         Atomic Force; Protein Binding; Protein Conformation; beta Karyopherins;
2255         ran GTP-Binding Protein",
2256     abstract = "Several million macromolecules are exchanged each minute
2257         between the nucleus and cytoplasm by receptor-mediated transport. Most
2258         of this traffic is controlled by the small GTPase Ran, which regulates
2259         assembly and disassembly of the receptor-cargo complexes in the
2260         appropriate cellular compartment. Here we applied dynamic force
2261         spectroscopy to study the interaction of Ran with the nuclear import
2262         receptor importin beta1 (impbeta) at the single-molecule level. We
2263         found that the complex alternates between two distinct conformational
2264         states of different adhesion strength. The application of an external
2265         mechanical force shifts equilibrium toward one of these states by
2266         decreasing the height of the interstate activation energy barrier. The
2267         other state can be stabilized by a functional Ran mutant that increases
2268         this barrier. These results support a model whereby functional control
2269         of Ran-impbeta is achieved by a population shift between pre-existing
2270         alternative conformations."
2271 }
2272
2273 @article { nevo04,
2274     author = RNevo #" and "# VBrumfeld #" and "# MElbaum #" and "#
2275         PHinterdorfer #" and "# ZReich,
2276     title = "Direct discrimination between models of protein activation by
2277         single-molecule force measurements.",
2278     year = 2004,
2279     month = oct,
2280     journal = BiophysJ,
2281     volume = 87,
2282     number = 4,
2283     pages = "2630--2634",
2284     issn = "0006-3495",
2285     doi = "10.1529/biophysj.104.041889",
2286     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/87/4/2630.pdf",
2287     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/87/4/2630",
2288     keywords = "Elasticity; Enzyme Activation; Micromanipulation; Microscopy,
2289         Atomic Force; Models, Chemical; Models, Molecular; Multiprotein
2290         Complexes; Nuclear Proteins; Physical Stimulation; Protein Binding;
2291         Stress, Mechanical; Structure-Activity Relationship; beta Karyopherins;
2292         ran GTP-Binding Protein",
2293     abstract = "The limitations imposed on the analyses of complex chemical and
2294         biological systems by ensemble averaging can be overcome by single-
2295         molecule experiments. Here, we used a single-molecule technique to
2296         discriminate between two generally accepted mechanisms of a key
2297         biological process--the activation of proteins by molecular effectors.
2298         The two mechanisms, namely induced-fit and population-shift, are
2299         normally difficult to discriminate by ensemble approaches. As a model,
2300         we focused on the interaction between the nuclear transport effector,
2301         RanBP1, and two related complexes consisting of the nuclear import
2302         receptor, importin beta, and the GDP- or GppNHp-bound forms of the
2303         small GTPase, Ran. We found that recognition by the effector proceeds
2304         through either an induced-fit or a population-shift mechanism,
2305         depending on the substrate, and that the two mechanisms can be
2306         differentiated by the data."
2307 }
2308
2309 @article { nevo05,
2310     author = RNevo #" and "# VBrumfeld #" and "# RKapon #" and "#
2311         PHinterdorfer #" and "# ZReich,
2312     title = "Direct measurement of protein energy landscape roughness.",
2313     year = 2005,
2314     month = may,
2315     journal = EMBORep,
2316     volume = 6,
2317     number = 5,
2318     pages = "482--486",
2319     issn = "1469-221X",
2320     doi = "10.1038/sj.embor.7400403",
2321     eprint = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n5/pdf/7400403.pdf",
2322     url = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n5/abs/7400403.html",
2323     keywords = "Models, Molecular; Protein Binding; Protein Folding; Spectrum
2324         Analysis; Thermodynamics; beta Karyopherins; ran GTP-Binding Protein",
2325     abstract = "The energy landscape of proteins is thought to have an
2326         intricate, corrugated structure. Such roughness should have important
2327         consequences on the folding and binding kinetics of proteins, as well
2328         as on their equilibrium fluctuations. So far, no direct measurement of
2329         protein energy landscape roughness has been made. Here, we combined a
2330         recent theory with single-molecule dynamic force spectroscopy
2331         experiments to extract the overall energy scale of roughness epsilon
2332         for a complex consisting of the small GTPase Ran and the nuclear
2333         transport receptor importin-beta. The results gave epsilon > 5k(B)T,
2334         indicating a bumpy energy surface, which is consistent with the ability
2335         of importin-beta to accommodate multiple conformations and to interact
2336         with different, structurally distinct ligands.",
2337     note = "Applies H&T\cite{hyeon03} to ligand-receptor binding.",
2338     project = "Energy Landscape Roughness"
2339 }
2340
2341 @article { ng07,
2342     author = SPNg #" and "# KSBillings #" and "# TOhashi #" and "# MDAllen #"
2343         and "# RBBest #" and "# LGRandles #" and "# HPErickson #" and "#
2344         JClarke,
2345     title = "{Designing an extracellular matrix protein with enhanced
2346         mechanical stability}",
2347     year = 2007,
2348     journal = PNAS,
2349     volume = 104,
2350     number = 23,
2351     pages = "9633--9637",
2352     doi = "10.1073/pnas.0609901104",
2353     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/23/9633.pdf",
2354     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/23/9633",
2355     abstract = "The extracellular matrix proteins tenascin and fibronectin
2356         experience significant mechanical forces in vivo. Both contain a number
2357         of tandem repeating homologous fibronectin type III (fnIII) domains,
2358         and atomic force microscopy experiments have demonstrated that the
2359         mechanical strength of these domains can vary significantly. Previous
2360         work has shown that mutations in the core of an fnIII domain from human
2361         tenascin (TNfn3) reduce the unfolding force of that domain
2362         significantly: The composition of the core is apparently crucial to the
2363         mechanical stability of these proteins. Based on these results, we have
2364         used rational redesign to increase the mechanical stability of the 10th
2365         fnIII domain of human fibronectin, FNfn10, which is directly involved
2366         in integrin binding. The hydrophobic core of FNfn10 was replaced with
2367         that of the homologous, mechanically stronger TNfn3 domain. Despite the
2368         extensive substitution, FNoTNc retains both the three-dimensional
2369         structure and the cell adhesion activity of FNfn10. Atomic force
2370         microscopy experiments reveal that the unfolding forces of the
2371         engineered protein FNoTNc increase by {approx}20% to match those of
2372         TNfn3. Thus, we have specifically designed a protein with increased
2373         mechanical stability. Our results demonstrate that core engineering can
2374         be used to change the mechanical strength of proteins while retaining
2375         functional surface interactions."
2376 }
2377
2378 @article { nome07,
2379     author = RANome #" and "# JMZhao #" and "# WDHoff #" and "# NFScherer,
2380     title = "Axis-dependent anisotropy in protein unfolding from integrated
2381         nonequilibrium single-molecule experiments, analysis, and simulation",
2382     year = 2007,
2383     month = dec,
2384     day = 26,
2385     journal = PNAS,
2386     volume = 104,
2387     number = 52,
2388     pages = "20799--20804",
2389     issn = "1091-6490",
2390     doi = "10.1073/pnas.0701281105",
2391     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/52/20799.pdf",
2392     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/52/20799",
2393     keywords = "Anisotropy; Bacterial Proteins; Biophysics; Computer
2394         Simulation; Cysteine; Halorhodospira halophila; Hydrogen Bonding;
2395         Kinetics; Luminescent Proteins; Microscopy, Atomic Force; Molecular
2396         Conformation; Protein Binding; Protein Conformation; Protein
2397         Denaturation; Protein Folding; Protein Structure, Secondary",
2398     abstract = "We present a comprehensive study that integrates experimental
2399         and theoretical nonequilibrium techniques to map energy landscapes
2400         along well defined pull-axis specific coordinates to elucidate
2401         mechanisms of protein unfolding. Single-molecule force-extension
2402         experiments along two different axes of photoactive yellow protein
2403         combined with nonequilibrium statistical mechanical analysis and
2404         atomistic simulation reveal energetic and mechanistic anisotropy.
2405         Steered molecular dynamics simulations and free-energy curves
2406         constructed from the experimental results reveal that unfolding along
2407         one axis exhibits a transition-state-like feature where six hydrogen
2408         bonds break simultaneously with weak interactions observed during
2409         further unfolding. The other axis exhibits a constant (unpeaked) force
2410         profile indicative of a noncooperative transition, with enthalpic
2411         (e.g., H-bond) interactions being broken throughout the unfolding
2412         process. Striking qualitative agreement was found between the force-
2413         extension curves derived from steered molecular dynamics calculations
2414         and the equilibrium free-energy curves obtained by JarzynskiHummerSzabo
2415         analysis of the nonequilibrium work data. The anisotropy persists
2416         beyond pulling distances of more than twice the initial dimensions of
2417         the folded protein, indicating a rich energy landscape to the
2418         mechanically fully unfolded state. Our findings challenge the notion
2419         that cooperative unfolding is a universal feature in protein
2420         stability."
2421 }
2422
2423 @article { nummela07,
2424     author = JNummela #" and "# IAndricioaei,
2425     title = "{Exact Low-Force Kinetics from High-Force Single-Molecule
2426         Unfolding Events}",
2427     year = 2007,
2428     journal = BiophysJ,
2429     volume = 93,
2430     number = 10,
2431     pages = "3373-3381",
2432     doi = "10.1529/biophysj.107.111658",
2433     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/93/10/3373.pdf",
2434     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/93/10/3373",
2435     abstract = "Mechanical forces play a key role in crucial cellular processes
2436         involving force-bearing biomolecules, as well as in novel single-
2437         molecule pulling experiments. We present an exact method that enables
2438         one to extrapolate, to low (or zero) forces, entire time-correlation
2439         functions and kinetic rate constants from the conformational dynamics
2440         either simulated numerically or measured experimentally at a single,
2441         relatively higher, external force. The method has twofold relevance:
2442         1), to extrapolate the kinetics at physiological force conditions from
2443         molecular dynamics trajectories generated at higher forces that
2444         accelerate conformational transitions; and 2), to extrapolate unfolding
2445         rates from experimental force-extension single-molecule curves. The
2446         theoretical formalism, based on stochastic path integral weights of
2447         Langevin trajectories, is presented for the constant-force, constant
2448         loading rate, and constant-velocity modes of the pulling experiments.
2449         For the first relevance, applications are described for simulating the
2450         conformational isomerization of alanine dipeptide; and for the second
2451         relevance, the single-molecule pulling of RNA is considered. The
2452         ability to assign a weight to each trace in the single-molecule data
2453         also suggests a means to quantitatively compare unfolding pathways
2454         under different conditions."
2455 }
2456
2457 @article { oberhauser98,
2458     author = AFOberhauser #" and "# PEMarszalek #" and "# HPErickson #" and "#
2459         JMFernandez,
2460     title = "The molecular elasticity of the extracellular matrix protein
2461         tenascin.",
2462     year = 1998,
2463     month = may,
2464     day = 14,
2465     journal = NAT,
2466     volume = 393,
2467     number = 6681,
2468     pages = "181--185",
2469     issn = "0028-0836",
2470     doi = "10.1038/30270",
2471     eprint = "http://www.nature.com/nature/journal/v393/n6681/pdf/393181a0.pdf",
2472     url = "http://www.nature.com/nature/journal/v393/n6681/abs/393181a0.html",
2473     keywords = "Alternative Splicing;Binding
2474         Sites;Elasticity;Fibronectins;Humans;Microscopy, Atomic Force;Monte
2475         Carlo Method;Peptide Fragments;Protein Folding;Recombinant
2476         Proteins;Tenascin",
2477     abstract = "Extracellular matrix proteins are thought to provide a rigid
2478         mechanical anchor that supports and guides migrating and rolling cells.
2479         Here we examine the mechanical properties of the extracellular matrix
2480         protein tenascin by using atomic-force-microscopy techniques. Our
2481         results indicate that tenascin is an elastic protein. Single molecules
2482         of tenascin could be stretched to several times their resting length.
2483         Force-extension curves showed a saw-tooth pattern, with peaks of force
2484         at 137pN. These peaks were approximately 25 nm apart. Similar results
2485         have been obtained by study of titin. We also found similar results by
2486         studying recombinant tenascin fragments encompassing the 15 fibronectin
2487         type III domains of tenascin. This indicates that the extensibility of
2488         tenascin may be due to the stretch-induced unfolding of its fibronectin
2489         type III domains. Refolding of tenascin after stretching, observed when
2490         the force was reduced to near zero, showed a double-exponential
2491         recovery with time constants of 42 domains refolded per second and 0.5
2492         domains per second. The former speed of refolding is more than twice as
2493         fast as any previously reported speed of refolding of a fibronectin
2494         type III domain. We suggest that the extensibility of the modular
2495         fibronectin type III region may be important in allowing
2496         tenascin-ligand bonds to persist over long extensions. These properties
2497         of fibronectin type III modules may be of widespread use in
2498         extracellular proteins containing such domain."
2499 }
2500
2501 @article { oberhauser01,
2502     author = AFOberhauser #" and "# PKHansma #" and "# MCarrion-Vazquez #" and
2503         "# JMFernandez,
2504     title = "{Stepwise unfolding of titin under force-clamp atomic force
2505         microscopy}",
2506     year = 2001,
2507     journal = PNAS,
2508     volume = 98,
2509     number = 2,
2510     pages = "468--472",
2511     doi = "10.1073/pnas.021321798",
2512     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/98/2/468.pdf",
2513     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/98/2/468",
2514     abstract = ""
2515 }
2516
2517 @article { olshansky97,
2518     author = SJOlshansky #" and "# BACarnes,
2519     title = "Ever since Gompertz.",
2520     year = 1997,
2521     month = feb,
2522     journal = Demography,
2523     volume = 34,
2524     number = 1,
2525     pages = "1--15",
2526     issn = "0070-3370",
2527     url = "http://www.jstor.org/stable/2061656",
2528     keywords = "Aging; Biometry; History, 19th Century; History, 20th Century;
2529         Humans; Life Tables; Mortality; Sexual Maturation",
2530     abstract = "In 1825 British actuary Benjamin Gompertz made a simple but
2531         important observation that a law of geometrical progression pervades
2532         large portions of different tables of mortality for humans. The simple
2533         formula he derived describing the exponential rise in death rates
2534         between sexual maturity and old age is commonly, referred to as the
2535         Gompertz equation-a formula that remains a valuable tool in demography
2536         and in other scientific disciplines. Gompertz's observation of a
2537         mathematical regularity in the life table led him to believe in the
2538         presence of a low of mortality that explained why common age patterns
2539         of death exist. This law of mortality has captured the attention of
2540         scientists for the past 170 years because it was the first among what
2541         are now several reliable empirical tools for describing the dying-out
2542         process of many living organisms during a significant portion of their
2543         life spans. In this paper we review the literature on Gompertz's law of
2544         mortality and discuss the importance of his observations and insights
2545         in light of research on aging that has taken place since then.",
2546     note = "Hardly any actual math, but the references might be interesting.
2547         I'll look into them if I have the time. Available through several
2548         repositories."
2549 }
2550
2551 @article { onuchic96,
2552     author = JNOnuchic #" and "# NDSocci #" and "# ZLuthey-Schulten #" and "#
2553         PGWolynes,
2554     title = "Protein folding funnels: the nature of the transition state
2555         ensemble.",
2556     year = 1996,
2557     journal = FoldDes,
2558     volume = 1,
2559     number = 6,
2560     pages = "441--450",
2561     issn = "1359-0278",
2562     keywords = "Animals; Cytochrome c Group; Humans; Infant; Protein Folding",
2563     abstract = "BACKGROUND: Energy landscape theory predicts that the folding
2564         funnel for a small fast-folding alpha-helical protein will have a
2565         transition state half-way to the native state. Estimates of the
2566         position of the transition state along an appropriate reaction
2567         coordinate can be obtained from linear free energy relationships
2568         observed for folding and unfolding rate constants as a function of
2569         denaturant concentration. The experimental results of Huang and Oas for
2570         lambda repressor, Fersht and collaborators for C12, and Gray and
2571         collaborators for cytochrome c indicate a free energy barrier midway
2572         between the folded and unfolded regions. This barrier arises from an
2573         entropic bottleneck for the folding process. RESULTS: In keeping with
2574         the experimental results, lattice simulations based on the folding
2575         funnel description show that the transition state is not just a single
2576         conformation, but rather an ensemble of a relatively large number of
2577         configurations that can be described by specific values of one or a few
2578         order parameters (e.g. the fraction of native contacts). Analysis of
2579         this transition state or bottleneck region from our lattice simulations
2580         and from atomistic models for small alpha-helical proteins by Boczko
2581         and Brooks indicates a broad distribution for native contact
2582         participation in the transition state ensemble centered around 50\%.
2583         Importantly, however, the lattice-simulated transition state ensemble
2584         does include some particularly hot contacts, as seen in the
2585         experiments, which have been termed by others a folding nucleus.
2586         CONCLUSIONS: Linear free energy relations provide a crude spectroscopy
2587         of the transition state, allowing us to infer the values of a reaction
2588         coordinate based on the fraction of native contacts. This bottleneck
2589         may be thought of as a collection of delocalized nuclei where different
2590         native contacts will have different degrees of participation. The
2591         agreement between the experimental results and the theoretical
2592         predictions provides strong support for the landscape analysis."
2593 }
2594
2595 @article { opitz03,
2596     author = CAOpitz #" and "# MKulke #" and "# MCLeake #" and "# CNeagoe #"
2597         and "# HHinssen #" and "# RJHajjar #" and "# WALinke,
2598     title = "{Damped elastic recoil of the titin spring in myofibrils of human
2599         myocardium}",
2600     year = 2003,
2601     journal = PNAS,
2602     volume = 100,
2603     number = 22,
2604     pages = "12688--12693",
2605     doi = "10.1073/pnas.2133733100",
2606     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/100/22/12688.pdf",
2607     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/100/22/12688",
2608     abstract = "The giant protein titin functions as a molecular spring in
2609         muscle and is responsible for most of the passive tension of
2610         myocardium. Because the titin spring is extended during diastolic
2611         stretch, it will recoil elastically during systole and potentially may
2612         influence the overall shortening behavior of cardiac muscle. Here,
2613         titin elastic recoil was quantified in single human heart myofibrils by
2614         using a high-speed charge-coupled device-line camera and a
2615         nanonewtonrange force sensor. Application of a slack-test protocol
2616         revealed that the passive shortening velocity (Vp) of nonactivated
2617         cardiomyofibrils depends on: (i) initial sarcomere length, (ii)
2618         release-step amplitude, and (iii) temperature. Selective digestion of
2619         titin, with low doses of trypsin, decelerated myofibrillar passive
2620         recoil and eventually stopped it. Selective extraction of actin
2621         filaments with a Ca2+-independent gelsolin fragment greatly reduced the
2622         dependency of Vp on release-step size and temperature. These results
2623         are explained by the presence of viscous forces opposing myofibrillar
2624         passive recoil that are caused mainly by weak actin-titin interactions.
2625         Thus, Vp is determined by two distinct factors: titin elastic recoil
2626         and internal viscous drag forces. The recoil could be modeled as that
2627         of a damped entropic spring consisting of independent worm-like chains.
2628         The functional importance of myofibrillar elastic recoil was addressed
2629         by comparing instantaneous Vp to unloaded shortening velocity, which
2630         was measured in demembranated, fully Ca2+-activated, human cardiac
2631         fibers. Titin-driven passive recoil was much faster than active
2632         unloaded shortening velocity in early phases of isotonic contraction.
2633         Damped myofibrillar elastic recoil could help accelerate active
2634         contraction speed of human myocardium during early systolic
2635         shortening."
2636 }
2637
2638 @article { oroudjev02,
2639     author = EOroudjev #" and "# JSoares #" and "# SArcidiacono #" and "#
2640         JBThompson #" and "# SAFossey #" and "# HGHansma,
2641     title = "{Segmented nanofibers of spider dragline silk: Atomic force
2642         microscopy and single-molecule force spectroscopy}",
2643     year = 2002,
2644     journal = PNAS,
2645     volume = 99,
2646     number = 90002,
2647     pages = "6460--6465",
2648     doi = "10.1073/pnas.082526499",
2649     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/99/suppl_2/6460.pdf",
2650     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/99/suppl_2/6460",
2651     abstract = "Despite its remarkable materials properties, the structure of
2652         spider dragline silk has remained unsolved. Results from two probe
2653         microscopy techniques provide new insights into the structure of spider
2654         dragline silk. A soluble synthetic protein from dragline silk
2655         spontaneously forms nanofibers, as observed by atomic force microscopy.
2656         These nanofibers have a segmented substructure. The segment length and
2657         amino acid sequence are consistent with a slab-like shape for
2658         individual silk protein molecules. The height and width of nanofiber
2659         segments suggest a stacking pattern of slab-like molecules in each
2660         nanofiber segment. This stacking pattern produces nano-crystals in an
2661         amorphous matrix, as observed previously by NMR and x-ray diffraction
2662         of spider dragline silk. The possible importance of nanofiber formation
2663         to native silk production is discussed. Force spectra for single
2664         molecules of the silk protein demonstrate that this protein unfolds
2665         through a number of rupture events, indicating a modular substructure
2666         within single silk protein molecules. A minimal unfolding module size
2667         is estimated to be around 14 nm, which corresponds to the extended
2668         length of a single repeated module, 38 amino acids long. The structure
2669         of this spider silk protein is distinctly different from the structures
2670         of other proteins that have been analyzed by single-molecule force
2671         spectroscopy, and the force spectra show correspondingly novel
2672         features."
2673 }
2674
2675 @article { paci00,
2676     author = EPaci #" and "# MKarplus,
2677     title = "{Unfolding proteins by external forces and temperature: The
2678         importance of topology and energetics}",
2679     year = 2000,
2680     journal = PNAS,
2681     volume = 97,
2682     number = 12,
2683     pages = "6521--6526",
2684     doi = "10.1073/pnas.100124597",
2685     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/12/6521.pdf",
2686     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/12/6521"
2687 }
2688
2689 @article { peng08,
2690     author = QPeng #" and "# HLi,
2691     title = "{Atomic force microscopy reveals parallel mechanical unfolding
2692         pathways of T4 lysozyme: Evidence for a kinetic partitioning
2693         mechanism}",
2694     year = 2008,
2695     journal = PNAS,
2696     volume = 105,
2697     number = 6,
2698     pages = "1885--1890",
2699     doi = "10.1073/pnas.0706775105",
2700     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/105/6/1885.pdf",
2701     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/105/6/1885",
2702     abstract = "Kinetic partitioning is predicted to be a general mechanism for
2703         proteins to fold into their well defined native three-dimensional
2704         structure from unfolded states following multiple folding pathways.
2705         However, experimental evidence supporting this mechanism is still
2706         limited. By using single-molecule atomic force microscopy, here we
2707         report experimental evidence supporting the kinetic partitioning
2708         mechanism for mechanical unfolding of T4 lysozyme, a small protein
2709         composed of two subdomains. We observed that on stretching from its N
2710         and C termini, T4 lysozyme unfolds by multiple distinct unfolding
2711         pathways: the majority of T4 lysozymes unfold in an all-or-none fashion
2712         by overcoming a dominant unfolding kinetic barrier; and a small
2713         fraction of T4 lysozymes unfold in three-state fashion involving
2714         unfolding intermediate states. The three-state unfolding pathways do
2715         not follow well defined routes, instead they display variability and
2716         diversity in individual unfolding pathways. The unfolding intermediate
2717         states are local energy minima along the mechanical unfolding pathways
2718         and are likely to result from the residual structures present in the
2719         two subdomains after crossing the main unfolding barrier. These results
2720         provide direct evidence for the kinetic partitioning of the mechanical
2721         unfolding pathways of T4 lysozyme, and the complex unfolding behaviors
2722         reflect the stochastic nature of kinetic barrier rupture in mechanical
2723         unfolding processes. Our results demonstrate that single-molecule
2724         atomic force microscopy is an ideal tool to investigate the
2725         folding/unfolding dynamics of complex multimodule proteins that are
2726         otherwise difficult to study using traditional methods."
2727 }
2728
2729 @book { press92,
2730     author = WPress #" and "# STeukolsky #" and "# WVetterling #" and "#
2731         BFlannery,
2732     title = "Numerical Recipies in {C}: The Art of Scientific Computing",
2733     year = 1992,
2734     edition = 2,
2735     publisher = CUP,
2736     address = "New York",
2737     eprint = "http://www.nrbook.com/a/bookcpdf.php",
2738     note = "See sections 12.0, 12.1, 12.3, and 13.4 for a good introduction to
2739         Fourier transforms and power spectrum estimation.",
2740     project = "Cantilever Calibration"
2741 }
2742
2743 @article { raible04,
2744     author = MRaible #" and "# MEvstigneev #" and "# PReimann #" and "#
2745         FWBartels #" and "# RRos,
2746     title = "Theoretical analysis of dynamic force spectroscopy experiments on
2747         ligand-receptor complexes.",
2748     year = 2004,
2749     month = aug,
2750     day = 26,
2751     journal = JBiotechnol,
2752     volume = 112,
2753     number = "1-2",
2754     pages = "13--23",
2755     issn = "0168-1656",
2756     doi = "10.1016/j.jbiotec.2004.04.017",
2757     keywords = "Binding Sites; Computer Simulation; DNA; DNA-Binding Proteins;
2758         Elasticity; Ligands; Macromolecular Substances; Micromanipulation;
2759         Microscopy, Atomic Force; Models, Chemical; Molecular Biology; Nucleic
2760         Acid Conformation; Physical Stimulation; Protein Binding; Protein
2761         Conformation; Stress, Mechanical",
2762     abstract = "The forced rupture of single chemical bonds in biomolecular
2763         compounds (e.g. ligand-receptor systems) as observed in dynamic force
2764         spectroscopy experiments is addressed. Under the assumption that the
2765         probability of bond rupture depends only on the instantaneously acting
2766         force, a data collapse onto a single master curve is predicted. For
2767         rupture data obtained experimentally by dynamic AFM force spectroscopy
2768         of a ligand-receptor bond between a DNA and a regulatory protein we do
2769         not find such a collapse. We conclude that the above mentioned,
2770         generally accepted assumption is not satisfied and we discuss possible
2771         explanations."
2772 }
2773
2774 @article { raible06,
2775     author = MRaible #" and "# MEvstigneev #" and "# FWBartels #" and "#
2776         REckel #" and "# MNguyen-Duong #" and "# RMerkel #" and "# RRos #" and
2777         "# DAnselmetti #" and "# PReimann,
2778     title = "Theoretical analysis of single-molecule force spectroscopy
2779         experiments: heterogeneity of chemical bonds.",
2780     year = 2006,
2781     month = jun,
2782     day = 01,
2783     journal = BiophysJ,
2784     volume = 90,
2785     number = 11,
2786     pages = "3851--3864",
2787     issn = "0006-3495",
2788     doi = "10.1529/biophysj.105.077099",
2789     eprint = "http://www.biophysj.org/cgi/reprint/90/11/3851.pdf",
2790     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/90/11/3851",
2791     keywords = "Biomechanics; Microscopy, Atomic Force; Models, Molecular;
2792         Statistical Distributions; Thermodynamics",
2793     abstract = "We show that the standard theoretical framework in single-
2794         molecule force spectroscopy has to be extended to consistently describe
2795         the experimental findings. The basic amendment is to take into account
2796         heterogeneity of the chemical bonds via random variations of the force-
2797         dependent dissociation rates. This results in a very good agreement
2798         between theory and rupture data from several different experiments."
2799 }
2800
2801 @article { rief02,
2802     author = MRief #" and "# HGrubmuller,
2803     title = "Force spectroscopy of single biomolecules.",
2804     year = 2002,
2805     month = mar,
2806     day = 12,
2807     journal = Chemphyschem,
2808     volume = 3,
2809     number = 3,
2810     pages = "255--261",
2811     issn = "1439-4235",
2812     doi = "10.1002/1439-7641(20020315)3:3<255::AID-CPHC255>3.0.CO;2-M",
2813     url = "http://www3.interscience.wiley.com/journal/91016383/abstract",
2814     keywords = "Ligands; Microscopy, Atomic Force; Polysaccharides; Protein
2815         Denaturation; Proteins",
2816     abstract = "Many processes in the body are effected and regulated by highly
2817         specialized protein molecules: These molecules certainly deserve the
2818         name ``biochemical nanomachines''. Recent progress in single-molecule
2819         experiments and corresponding simulations with supercomputers enable us
2820         to watch these ``nanomachines'' at work, revealing a host of astounding
2821         mechanisms. Examples are the fine-tuned movements of the binding pocket
2822         of a receptor protein locking into its ligand molecule and the forced
2823         unfolding of titin, which acts as a molecular shock absorber to protect
2824         muscle cells. At present, we are not capable of designing such high
2825         precision machines, but we are beginning to understand their working
2826         principles and to simulate and predict their function.",
2827     note = "Nice, general review of force spectroscopy to 2002, but not much
2828         detail."
2829 }
2830
2831 @book { rief65,
2832     author = FRief,
2833     title = "Fundamentals of Statistical and Thermal Physics",
2834     year = 1965,
2835     publisher = McGraw-Hill,
2836     address = "New York",
2837     note = "Thermal noise for SHOs, in Chapter 15, Sections 6 and 10.",
2838     project = "Cantilever Calibration"
2839 }
2840
2841 @article { rief97a,
2842     author = MRief #" and "# FOesterhelt #" and "# BHeymann #" and "# HEGaub,
2843     title = "Single Molecule Force Spectroscopy on Polysaccharides by Atomic
2844         Force Microscopy",
2845     year = 1997,
2846     month = feb,
2847     day = 28,
2848     journal = SCI,
2849     volume = 275,
2850     number = 5304,
2851     pages = "1295--1297",
2852     issn = "1095-9203",
2853     doi = "10.1126/science.275.5304.1295",
2854     eprint = "http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/275/5304/1295.pdf",
2855     url = "http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/275/5304/1295",
2856     abstract = "Recent developments in piconewton instrumentation allow the
2857         manipulation of single molecules and measurements of intermolecular as
2858         well as intramolecular forces. Dextran filaments linked to a gold
2859         surface were probed with the atomic force microscope tip by vertical
2860         stretching. At low forces the deformation of dextran was found to be
2861         dominated by entropic forces and can be described by the Langevin
2862         function with a 6 angstrom Kuhn length. At elevated forces the strand
2863         elongation was governed by a twist of bond angles. At higher forces the
2864         dextran filaments underwent a distinct conformational change. The
2865         polymer stiffened and the segment elasticity was dominated by the
2866         bending of bond angles. The conformational change was found to be
2867         reversible and was corroborated by molecular dynamics calculations."
2868 }
2869
2870 @article { rief97b,
2871     author = MRief #" and "# MGautel #" and "# FOesterhelt #" and "# JMFernandez
2872         #" and "# HEGaub,
2873     title = "Reversible Unfolding of Individual Titin Immunoglobulin Domains by
2874         {AFM}",
2875     year = 1997,
2876     month = may,
2877     day = 16,
2878     journal = SCI,
2879     volume = 276,
2880     number = 5315,
2881     pages = "1109--1112",
2882     doi = "10.1126/science.276.5315.1109",
2883     eprint = "http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/276/5315/1109.pdf",
2884     url = "http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/276/5315/1109",
2885     note = "Seminal paper for force spectroscopy on Titin. Cited by
2886         \citet{dietz04} (ref 9) as an example of how unfolding large proteins
2887         is easily interpreted (vs.\ confusing unfolding in bulk), but Titin is
2888         a rather simple example of that, because of its globular-chain
2889         structure.",
2890     project = "Energy Landscape Roughness"
2891 }
2892
2893 @article { rief98,
2894     author = MRief #" and "# JMFernandez #" and "# HEGaub,
2895     title = "Elastically Coupled Two-Level Systems as a Model for Biopolymer
2896         Extensibility",
2897     year = 1998,
2898     month = nov,
2899     journal = PRL,
2900     volume = 81,
2901     number = 21,
2902     pages = "4764--4767",
2903     numpages = 3,
2904     publisher = APS,
2905     doi = "10.1103/PhysRevLett.81.4764",
2906     eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v81/i21/p4764_1",
2907     url = "http://prola.aps.org/abstract/PRL/v81/i21/p4764_1",
2908     note = "Original details on mechanical unfolding analysis via Monte Carlo
2909         simulation."
2910 }
2911
2912 @article { sarkar04,
2913     author = ASarkar #" and "# RBRobertson #" and "# JMFernandez,
2914     title = "{Simultaneous atomic force microscope and fluorescence
2915         measurements of protein unfolding using a calibrated evanescent wave}",
2916     year = 2004,
2917     journal = PNAS,
2918     volume = 101,
2919     number = 35,
2920     pages = "12882--12886",
2921     doi = "10.1073/pnas.0403534101",
2922     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/35/12882.pdf",
2923     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/35/12882",
2924     abstract = "Fluorescence techniques for monitoring single-molecule dynamics
2925         in the vertical dimension currently do not exist. Here we use an atomic
2926         force microscope to calibrate the distance-dependent intensity decay of
2927         an evanescent wave. The measured evanescent wave transfer function was
2928         then used to convert the vertical motions of a fluorescent particle
2929         into displacement (SD = <1 nm). We demonstrate the use of the
2930         calibrated evanescent wave to resolve the 20.1 {+/-} 0.5-nm step
2931         increases in the length of the small protein ubiquitin during forced
2932         unfolding. The experiments that we report here make an important
2933         contribution to fluorescence microscopy by demonstrating the
2934         unambiguous optical tracking of a single molecule with a resolution
2935         comparable to that of an atomic force microscope."
2936 }
2937
2938 @article { sato05,
2939     author = TSato #" and "# MEsaki #" and "# JMFernandez #" and "# TEndo,
2940     title = "{Comparison of the protein-unfolding pathways between
2941         mitochondrial protein import and atomic-force microscopy measurements}",
2942     year = 2005,
2943     journal = PNAS,
2944     volume = 102,
2945     number = 50,
2946     pages = "17999--18004",
2947     doi = "10.1073/pnas.0504495102",
2948     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/50/17999.pdf",
2949     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/50/17999",
2950     abstract = "Many newly synthesized proteins have to become unfolded during
2951         translocation across biological membranes. We have analyzed the effects
2952         of various stabilization/destabilization mutations in the Ig-like
2953         module of the muscle protein titin upon its import from the N terminus
2954         or C terminus into mitochondria. The effects of mutations on the import
2955         of the titin module from the C terminus correlate well with those on
2956         forced mechanical unfolding in atomic-force microscopy (AFM)
2957         measurements. On the other hand, as long as turnover of the
2958         mitochondrial Hsp70 system is not rate-limiting for the import, import
2959         of the titin module from the N terminus is sensitive to mutations in
2960         the N-terminal region but not the ones in the C-terminal region that
2961         affect resistance to global unfolding in AFM experiments. We propose
2962         that the mitochondrial-import system can catalyze precursor-unfolding
2963         by reducing the stability of unfolding intermediates."
2964 }
2965
2966 @article { schlierf04,
2967     author = MSchlierf #" and "# HLi #" and "# JMFernandez,
2968     title = "{The unfolding kinetics of ubiquitin captured with single-molecule
2969         force-clamp techniques}",
2970     year = 2004,
2971     journal = PNAS,
2972     volume = 101,
2973     number = 19,
2974     pages = "7299--7304",
2975     doi = "10.1073/pnas.0400033101",
2976     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/101/19/7299.pdf",
2977     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/101/19/7299",
2978     abstract = "We use single-molecule force spectroscopy to study the kinetics
2979         of unfolding of the small protein ubiquitin. Upon a step increase in
2980         the stretching force, a ubiquitin polyprotein extends in discrete steps
2981         of 20.3 {+/-} 0.9 nm marking each unfolding event. An average of the
2982         time course of these unfolding events was well described by a single
2983         exponential, which is a necessary condition for a memoryless Markovian
2984         process. Similar ensemble averages done at different forces showed that
2985         the unfolding rate was exponentially dependent on the stretching force.
2986         Stretching a ubiquitin polyprotein with a force that increased at a
2987         constant rate (force-ramp) directly measured the distribution of
2988         unfolding forces. This distribution was accurately reproduced by the
2989         simple kinetics of an all-or-none unfolding process. Our force-clamp
2990         experiments directly demonstrate that an ensemble average of ubiquitin
2991         unfolding events is well described by a two-state Markovian process
2992         that obeys the Arrhenius equation. However, at the single-molecule
2993         level, deviant behavior that is not well represented in the ensemble
2994         average is readily observed. Our experiments make an important addition
2995         to protein spectroscopy by demonstrating an unambiguous method of
2996         analysis of the kinetics of protein unfolding by a stretching force."
2997 }
2998
2999 @article { schlierf06,
3000     author = MSchlierf #" and "# MRief,
3001     title = "Single-molecule unfolding force distributions reveal a funnel-
3002         shaped energy landscape.",
3003     year = 2006,
3004     month = feb,
3005     day = 15,
3006     journal = BiophysJ,
3007     volume = 90,
3008     number = 4,
3009     pages = "L33--L35",
3010     issn = "0006-3495",
3011     doi = "10.1529/biophysj.105.077982",
3012     url = "http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/90/4/L33",
3013     keywords = "Models, Molecular; Protein Folding; Proteins; Thermodynamics",
3014     abstract = "The protein folding process is described as diffusion on a
3015         high-dimensional energy landscape. Experimental data showing details of
3016         the underlying energy surface are essential to understanding folding.
3017         So far in single-molecule mechanical unfolding experiments a simplified
3018         model assuming a force-independent transition state has been used to
3019         extract such information. Here we show that this so-called Bell model,
3020         although fitting well to force velocity data, fails to reproduce full
3021         unfolding force distributions. We show that by applying Kramers'
3022         diffusion model, we were able to reconstruct a detailed funnel-like
3023         curvature of the underlying energy landscape and establish full
3024         agreement with the data. We demonstrate that obtaining spatially
3025         resolved details of the unfolding energy landscape from mechanical
3026         single-molecule protein unfolding experiments requires models that go
3027         beyond the Bell model.",
3028     note = "The inspiration behind my sawtooth simulation. Bell model fit to
3029         $f_{unfold}(v)$, but Kramers model fit to unfolding distribution for a
3030         given $v$. Eqn.~3 in the supplement is Evans-Ritchie 1999's
3031         Eqn.~2\cite{evans99}, but it is just ``[dying percent] * [surviving
3032         population] = [deaths]'' (TODO, check). $\nu \equiv k$ is the force
3033         /time-dependent off rate... (TODO) The Kramers' rate equation (second
3034         equation in the paper) is Hanggi Eq.~4.56b (page 275)\cite{hanggi90}.
3035         It is important to extract $k_0$ and $\Delta x$ using every available
3036         method."
3037 }
3038
3039 @article { schwaiger04,
3040     author = ISchwaiger #" and "# AKardinal #" and "# MSchleicher #" and "#
3041         AANoegel #" and "# MRief,
3042     title = "A mechanical unfolding intermediate in an actin-crosslinking
3043         protein.",
3044     year = 2004,
3045     month = jan,
3046     day = 29,
3047     journal = NSMB,
3048     volume = 11,
3049     number = 1,
3050     pages = "81--85",
3051     issn = "1545-9993",
3052     doi = "10.1038/nsmb705",
3053     eprint = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v11/n1/pdf/nsmb705.pdf",
3054     url = "http://www.nature.com/nsmb/journal/v11/n1/full/nsmb705.html",
3055     keywords = "Actins; Animals; Contractile Proteins; Cross-Linking Reagents;
3056         Dictyostelium; Dimerization; Microfilament Proteins; Microscopy, Atomic
3057         Force; Mutagenesis, Site-Directed; Protein Denaturation; Protein
3058         Folding; Protein Structure, Tertiary; Protozoan Proteins",
3059     abstract = "Many F-actin crosslinking proteins consist of two actin-binding
3060         domains separated by a rod domain that can vary considerably in length
3061         and structure. In this study, we used single-molecule force
3062         spectroscopy to investigate the mechanics of the immunoglobulin (Ig)
3063         rod domains of filamin from Dictyostelium discoideum (ddFLN). We find
3064         that one of the six Ig domains unfolds at lower forces than do those of
3065         all other domains and exhibits a stable unfolding intermediate on its
3066         mechanical unfolding pathway. Amino acid inserts into various loops of
3067         this domain lead to contour length changes in the single-molecule
3068         unfolding pattern. These changes allowed us to map the stable core of
3069         approximately 60 amino acids that constitutes the unfolding
3070         intermediate. Fast refolding in combination with low unfolding forces
3071         suggest a potential in vivo role for this domain as a mechanically
3072         extensible element within the ddFLN rod.",
3073     note = "ddFLN unfolding with WLC params for sacrificial domains. Gives
3074         persistence length $p = 0.5\mbox{ nm}$ in ``high force regime'', $p =
3075         0.9\mbox{ nm}$ in ``low force regime'', with a transition at $F =
3076         30\mbox{ pN}$.",
3077     project = "sawtooth simulation"
3078 }
3079
3080 @article { schwaiger05,
3081     author = ISchwaiger #" and "# MSchleicher #" and "# AANoegel #" and "#
3082         MRief,
3083     title = "The folding pathway of a fast-folding immunoglobulin domain
3084         revealed by single-molecule mechanical experiments.",
3085     year = 2005,
3086     month = jan,
3087     journal = EMBORep,
3088     volume = 6,
3089     number = 1,
3090     pages = "46--51",
3091     issn = "1469-221X",
3092     doi = "10.1038/sj.embor.7400317",
3093     eprint = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n1/pdf/7400317.pdf",
3094     url = "http://www.nature.com/embor/journal/v6/n1/index.html",
3095     keywords = "Animals; Contractile Proteins; Dictyostelium; Immunoglobulins;
3096         Kinetics; Microfilament Proteins; Models, Molecular; Protein Folding;
3097         Protein Structure, Tertiary",
3098     abstract = "The F-actin crosslinker filamin from Dictyostelium discoideum
3099         (ddFLN) has a rod domain consisting of six structurally similar
3100         immunoglobulin domains. When subjected to a stretching force, domain 4
3101         unfolds at a lower force than all the other domains in the chain.
3102         Moreover, this domain shows a stable intermediate along its mechanical
3103         unfolding pathway. We have developed a mechanical single-molecule
3104         analogue to a double-jump stopped-flow experiment to investigate the
3105         folding kinetics and pathway of this domain. We show that an obligatory
3106         and productive intermediate also occurs on the folding pathway of the
3107         domain. Identical mechanical properties suggest that the unfolding and
3108         refolding intermediates are closely related. The folding process can be
3109         divided into two consecutive steps: in the first step 60 C-terminal
3110         amino acids form an intermediate at the rate of 55 s(-1); and in the
3111         second step the remaining 40 amino acids are packed on this core at the
3112         rate of 179 s(-1). This division increases the overall folding rate of
3113         this domain by a factor of ten compared with all other homologous
3114         domains of ddFLN that lack the folding intermediate."
3115 }
3116
3117 @article { sharma07,
3118     author = DSharma #" and "# OPerisic #" and "# QPeng #" and "# YCao #" and
3119         "# CLam #" and "# HLu #" and "# HLi,
3120     title = "{Single-molecule force spectroscopy reveals a mechanically stable
3121         protein fold and the rational tuning of its mechanical stability}",
3122     year = 2007,
3123     journal = PNAS,
3124     volume = 104,
3125     number = 22,
3126     pages = "9278--9283",
3127     doi = "10.1073/pnas.0700351104",
3128     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/22/9278.pdf",
3129     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/22/9278",
3130     abstract = "It is recognized that shear topology of two directly connected
3131         force-bearing terminal [beta]-strands is a common feature among the
3132         vast majority of mechanically stable proteins known so far. However,
3133         these proteins belong to only two distinct protein folds, Ig-like
3134         [beta] sandwich fold and [beta]-grasp fold, significantly hindering
3135         delineating molecular determinants of mechanical stability and rational
3136         tuning of mechanical properties. Here we combine single-molecule atomic
3137         force microscopy and steered molecular dynamics simulation to reveal
3138         that the de novo designed Top7 fold [Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC,
3139         Varani G, Stoddard BL, Baker D (2003) Science 302:13641368] represents
3140         a mechanically stable protein fold that is distinct from Ig-like [beta]
3141         sandwich and [beta]-grasp folds. Although the two force-bearing [beta]
3142         strands of Top7 are not directly connected, Top7 displays significant
3143         mechanical stability, demonstrating that the direct connectivity of
3144         force-bearing [beta] strands in shear topology is not mandatory for
3145         mechanical stability. This finding broadens our understanding of the
3146         design of mechanically stable proteins and expands the protein fold
3147         space where mechanically stable proteins can be screened. Moreover, our
3148         results revealed a substructure-sliding mechanism for the mechanical
3149         unfolding of Top7 and the existence of two possible unfolding pathways
3150         with different height of energy barrier. Such insights enabled us to
3151         rationally tune the mechanical stability of Top7 by redesigning its
3152         mechanical unfolding pathway. Our study demonstrates that computational
3153         biology methods (including de novo design) offer great potential for
3154         designing proteins of defined topology to achieve significant and
3155         tunable mechanical properties in a rational and systematic fashion."
3156 }
3157
3158 @article { sheng05,
3159     author = YJSheng #" and "# SJiang #" and "# HKTsao,
3160     title = "Forced Kramers escape in single-molecule pulling experiments",
3161     collaboration = "",
3162     year = 2005,
3163     journal = JCP,
3164     volume = 123,
3165     number = 9,
3166     pages = 091102,
3167     numpages = 4,
3168     publisher = AIP,
3169     eid = 091102,
3170     doi = "10.1063/1.2046632",
3171     url = "http://link.aip.org/link/?JCP/123/091102/1",
3172     keywords = "molecular biophysics; bonds (chemical); proteins",
3173     note = "Gives appropriate Einstein-S... relation for diffusion to damping",
3174     project = "sawtooth simulation"
3175 }
3176
3177 @article { shillcock98,
3178     author = JShillcock #" and "# USeifert,
3179     title = "Escape from a metastable well under a time-ramped force",
3180     year = 1998,
3181     month = "Jun",
3182     journal = PRE,
3183     volume = 57,
3184     number = 6,
3185     pages = "7301--7304",
3186     numpages = 3,
3187     publisher = APS,
3188     doi = "10.1103/PhysRevE.57.7301",
3189     eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRE/v57/i6/p7301_1",
3190     url = "http://link.aps.org/abstract/PRE/v57/p7301",
3191     project = "sawtooth simulation"
3192 }
3193
3194 @article { socci96,
3195     author = NDSocci #" and "# JNOnuchic #" and "# PGWolynes,
3196     title = "Diffusive dynamics of the reaction coordinate for protein folding
3197         funnels",
3198     collaboration = "",
3199     year = 1996,
3200     journal = JCP,
3201     volume = 104,
3202     number = 15,
3203     pages = "5860-5868",
3204     publisher = AIP,
3205     doi = "10.1063/1.471317",
3206     eprint = "http://arxiv.org/pdf/cond-mat/9601091",
3207     url = "http://link.aip.org/link/?JCP/104/5860/1",
3208     keywords = "PROTEINS; FOLDS; DIFFUSION; MONTE CARLO METHOD; SIMULATION;
3209         FREE ENERGY",
3210     abstract = "The quantitative description of model protein folding kinetics
3211         using a diffusive collective reaction coordinate is examined. Direct
3212         folding kinetics, diffusional coefficients and free energy profiles are
3213         determined from Monte Carlo simulations of a 27-mer, 3 letter code
3214         lattice model, which corresponds roughly to a small helical protein.
3215         Analytic folding calculations, using simple diffusive rate theory,
3216         agree extremely well with the full simulation results. Folding in this
3217         system is best seen as a diffusive, funnel-like process.",
3218     note = "A nice introduction to some quantitative ramifications of the
3219         funnel energy landscape. There's also a bit of Kramers' theory and
3220         graph theory thrown in for good measure."
3221 }
3222
3223 @article { strunz99,
3224     author = TStrunz #" and "# KOroszlan #" and "# RSchafer #" and "#
3225         HJGuntherodt,
3226     title = "{Dynamic force spectroscopy of single DNA molecules}",
3227     year = 1999,
3228     journal = PNAS,
3229     volume = 96,
3230     number = 20,
3231     pages = "11277--11282",
3232     doi = "10.1073/pnas.96.20.11277",
3233     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/96/20/11277.pdf",
3234     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/96/20/11277"
3235 }
3236
3237 @misc { sw:check,
3238     author = AMalec #" and "# CPickett #" and "# FHugosson #" and "# RLemmen,
3239     key = "sw:check",
3240     title = "Check",
3241     year = 2006,
3242     month = oct,
3243     day = 13,
3244     version = "version 0.9.4",
3245     url = "http://check.sourceforge.net",
3246     abstract = "Check is a unit testing framework for C. It features a simple
3247         interface for defining unit tests, putting little in the way of the
3248         developer. Tests are run in a separate address space, so Check can
3249         catch both assertion failures and code errors that cause segmentation
3250         faults or other signals. The output from unit tests can be used within
3251         source code editors and IDEs."
3252 }
3253
3254 @misc { sw:noweb,
3255     author = NRamsey,
3256     key = "sw:noweb",
3257     title = "Noweb",
3258     year = 1997,
3259     month = nov,
3260     day = 18,
3261     version = "version 2.11b",
3262     url = "http://www.eecs.harvard.edu/nr/noweb/",
3263     abstract = "Noweb is a simple, extensible literate programming tool.",
3264     note = "Debian package by Federico Di Gregorio"
3265 }
3266
3267 @misc { sw:python,
3268     author = GvanRossum #" and "# others,
3269     key = "sw:python",
3270     title = "Python",
3271     year = 2007,
3272     month = apr,
3273     day = 18,
3274     version = "version 2.5.1",
3275     url = "http://www.python.org/",
3276     abstract = "Python is a dynamic object-oriented programming language."
3277 }
3278
3279 @misc { sw:scipy,
3280     author = EJones #" and "# TOliphant #" and "# PPeterson #" and "# others,
3281     key = "sw:scipy",
3282     title = "{SciPy}: Open source scientific tools for {Python}",
3283     year = "2001--",
3284     url = "http://www.scipy.org/"
3285 }
3286
3287 @article { szabo80,
3288     author = ASzabo #" and "# KSchulten #" and "# ZSchulten,
3289     title = "First passage time approach to diffusion controlled reactions",
3290     collaboration = "",
3291     year = 1980,
3292     journal = JCP,
3293     volume = 72,
3294     number = 8,
3295     pages = "4350-4357",
3296     publisher = AIP,
3297     doi = "10.1063/1.439715",
3298     url = "http://link.aip.org/link/?JCP/72/4350/1",
3299     keywords = "DIFFUSION; CHEMICAL REACTIONS; CHEMICAL REACTION KINETICS;
3300         PROBABILITY; DIFFERENTIAL EQUATIONS"
3301 }
3302
3303 @article { talaga00,
3304     author = DSTalaga #" and "# WLLau #" and "# HRoder #" and "# JTang #" and
3305         "# YJia #" and "# WFDeGrado #" and "# RMHochstrasser,
3306     title = "{Dynamics and folding of single two-stranded coiled-coil peptides
3307         studied by fluorescent energy transfer confocal microscopy}",
3308     year = 2000,
3309     journal = PNAS,
3310     volume = 97,
3311     number = 24,
3312     pages = "13021--13026",
3313     doi = "10.1073/pnas.97.24.13021",
3314     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/24/13021.pdf",
3315     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/24/13021"
3316 }
3317
3318 @article { thirumalai05,
3319     author = DThirumalai #" and "# CHyeon,
3320     title = "{RNA} and Protein Folding: Common Themes and Variations",
3321     affiliation = "Biophysics Program, and Department of Chemistry and
3322         Biochemistry, Institute for Physical Science and Technology, University
3323         of Maryland, College Park, Maryland 20742",
3324     year = 2005,
3325     journal = Biochemistry,
3326     volume = 44,
3327     number = 13,
3328     pages = "4957--4970",
3329     issn = "0006-2960",
3330     url =
3331         "http://pubs3.acs.org/acs/journals/doilookup?in_doi=10.1021/bi047314+",
3332     abstract = "Visualizing the navigation of an ensemble of unfolded molecules
3333         through the bumpy energy landscape in search of the native state gives
3334         a pictorial view of biomolecular folding. This picture, when combined
3335         with concepts in polymer theory, provides a unified theory of RNA and
3336         protein folding. Just as for proteins, the major folding free energy
3337         barrier for RNA scales sublinearly with the number of nucleotides,
3338         which allows us to extract the elusive prefactor for RNA folding.
3339         Several folding scenarios can be anticipated by considering variations
3340         in the energy landscape that depend on sequence, native topology, and
3341         external conditions. RNA and protein folding mechanism can be described
3342         by the kinetic partitioning mechanism (KPM) according to which a
3343         fraction () of molecules reaches the native state directly, whereas the
3344         remaining fraction gets kinetically trapped in metastable
3345         conformations. For two-state folders 1. Molecular chaperones are
3346         recruited to assist protein folding whenever is small. We show that the
3347         iterative annealing mechanism, introduced to describe chaperonin-
3348         mediated folding, can be generalized to understand protein-assisted RNA
3349         folding. The major differences between the folding of proteins and RNA
3350         arise in the early stages of folding. For RNA, folding can only begin
3351         after the polyelectrolyte problem is solved, whereas protein collapse
3352         requires burial of hydrophobic residues. Cross-fertilization of ideas
3353         between the two fields should lead to an understanding of how RNA and
3354         proteins solve their folding problems.",
3355     note = "unfolding-refolding"
3356 }
3357
3358 @article { tlusty98,
3359     author = TTlusty #" and "# AMeller #" and "# RBar-Ziv,
3360     title = "Optical Gradient Forces of Strongly Localized Fields",
3361     year = 1998,
3362     month = aug,
3363     journal = PRL,
3364     volume = 81,
3365     number = 8,
3366     pages = "1738--1741",
3367     numpages = 3,
3368     publisher = APS,
3369     doi = "10.1103/PhysRevLett.81.1738",
3370     eprint = "http://prola.aps.org/pdf/PRL/v81/i8/p1738_1",
3371     note = "also at \url{http://nanoscience.bu.edu/papers/p1738_1_Meller.pdf}.
3372         Cited by \cite{grossman05} for derivation of thermal response fn.
3373         However, I only see a referenced thermal energy when they list the
3374         likelyhood of a small partical (radius < $R_c$) escaping due to thermal
3375         energy, where $R_c$ is roughly $R_c \sim (k_B T / \alpha I_0)^(1/3)$,
3376         $\alpha$ is a dielectric scaling term, and $I_0$ is the maximum beam
3377         energy density. I imagine Grossman and Stout mixed up this reference.",
3378     project = "Cantilever Calibration"
3379 }
3380
3381 @book { vanKampen07,
3382     author = NGvanKampen,
3383     title = "Stochastic Processes in Physics and Chemistry",
3384     year = 2007,
3385     edition = 3,
3386     publisher = E:NHPL,
3387     address = "Amsterdam",
3388     note = "",
3389     project = "sawtooth simulation"
3390 }
3391
3392 @article { walther07,
3393     author = KAWalther #" and "# FGrater #" and "# LDougan #" and "# CLBadilla
3394         #" and "# BJBerne #" and "# JMFernandez,
3395     title = "{Signatures of hydrophobic collapse in extended proteins captured
3396         with force spectroscopy}",
3397     year = 2007,
3398     journal = PNAS,
3399     volume = 104,
3400     number = 19,
3401     pages = "7916--7921",
3402     doi = "10.1073/pnas.0702179104",
3403     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/19/7916.pdf",
3404     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/19/7916",
3405     abstract = "We unfold and extend single proteins at a high force and then
3406         linearly relax the force to probe their collapse mechanisms. We observe
3407         a large variability in the extent of their recoil. Although chain
3408         entropy makes a small contribution, we show that the observed
3409         variability results from hydrophobic interactions with randomly varying
3410         magnitude from protein to protein. This collapse mechanism is common to
3411         highly extended proteins, including nonfolding elastomeric proteins
3412         like PEVK from titin. Our observations explain the puzzling differences
3413         between the folding behavior of highly extended proteins, from those
3414         folding after chemical or thermal denaturation. Probing the collapse of
3415         highly extended proteins with force spectroscopy allows separation of
3416         the different driving forces in protein folding."
3417 }
3418
3419 @article { walton08,
3420     author = EBWalton #" and "# SLee #" and "# KJvanVliet,
3421     title = "Extending Bell's model: how force transducer stiffness alters
3422         measured unbinding forces and kinetics of molecular complexes.",
3423     year = 2008,
3424     month = apr,
3425     day = 01,
3426     journal = BiophysJ,
3427     volume = 94,
3428     number = 7,
3429     pages = "2621--2630",
3430     issn = "1542-0086",
3431     doi = "10.1529/biophysj.107.114454",
3432     keywords = "Biotin; Computer Simulation; Elasticity; Kinetics;
3433         Mechanotransduction, Cellular; Models, Chemical; Models, Molecular;
3434         Molecular Motor Proteins; Motion; Streptavidin; Stress, Mechanical;
3435         Transducers",
3436     abstract = "Forced unbinding of complementary macromolecules such as
3437         ligand-receptor complexes can reveal energetic and kinetic details
3438         governing physiological processes ranging from cellular adhesion to
3439         drug metabolism. Although molecular-level experiments have enabled
3440         sampling of individual ligand-receptor complex dissociation events,
3441         disparities in measured unbinding force F(R) among these methods lead
3442         to marked variation in inferred binding energetics and kinetics at
3443         equilibrium. These discrepancies are documented for even the ubiquitous
3444         ligand-receptor pair, biotin-streptavidin. We investigated these
3445         disparities and examined atomic-level unbinding trajectories via
3446         steered molecular dynamics simulations, as well as via molecular force
3447         spectroscopy experiments on biotin-streptavidin. In addition to the
3448         well-known loading rate dependence of F(R) predicted by Bell's model,
3449         we find that experimentally accessible parameters such as the effective
3450         stiffness of the force transducer k can significantly perturb the
3451         energy landscape and the apparent unbinding force of the complex for
3452         sufficiently stiff force transducers. Additionally, at least 20\%
3453         variation in unbinding force can be attributed to minute differences in
3454         initial atomic positions among energetically and structurally
3455         comparable complexes. For force transducers typical of molecular force
3456         spectroscopy experiments and atomistic simulations, this energy barrier
3457         perturbation results in extrapolated energetic and kinetic parameters
3458         of the complex that depend strongly on k. We present a model that
3459         explicitly includes the effect of k on apparent unbinding force of the
3460         ligand-receptor complex, and demonstrate that this correction enables
3461         prediction of unbinding distances and dissociation rates that are
3462         decoupled from the stiffness of actual or simulated molecular linkers.",
3463     note = "Some detailed estimates at U(x)."
3464 }
3465
3466 @article { wiita06,
3467     author = APWiita #" and "# SRKAinavarapu #" and "# HHHuang #" and "#
3468         JMFernandez,
3469     title = "{From the Cover: Force-dependent chemical kinetics of disulfide
3470         bond reduction observed with single-molecule techniques}",
3471     year = 2006,
3472     journal = PNAS,
3473     volume = 103,
3474     number = 19,
3475     pages = "7222--7227",
3476     doi = "10.1073/pnas.0511035103",
3477     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/19/7222.pdf",
3478     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/19/7222",
3479     abstract = "The mechanism by which mechanical force regulates the kinetics
3480         of a chemical reaction is unknown. Here, we use single-molecule force-
3481         clamp spectroscopy and protein engineering to study the effect of force
3482         on the kinetics of thiol/disulfide exchange. Reduction of disulfide
3483         bonds through the thiol/disulfide exchange chemical reaction is crucial
3484         in regulating protein function and is known to occur in mechanically
3485         stressed proteins. We apply a constant stretching force to single
3486         engineered disulfide bonds and measure their rate of reduction by DTT.
3487         Although the reduction rate is linearly dependent on the concentration
3488         of DTT, it is exponentially dependent on the applied force, increasing
3489         10-fold over a 300-pN range. This result predicts that the disulfide
3490         bond lengthens by 0.34 A at the transition state of the thiol/disulfide
3491         exchange reaction. Our work at the single bond level directly
3492         demonstrates that thiol/disulfide exchange in proteins is a force-
3493         dependent chemical reaction. Our findings suggest that mechanical force
3494         plays a role in disulfide reduction in vivo, a property that has never
3495         been explored by traditional biochemistry. Furthermore, our work also
3496         indicates that the kinetics of any chemical reaction that results in
3497         bond lengthening will be force-dependent."
3498 }
3499
3500 @article { wikipedia_cubic_function,
3501     author = Wikipedia,
3502     key = "wikipedia_cubic_function",
3503     title = "Cubic function",
3504     year = 2009,
3505     month = mar,
3506     day = 23,
3507     journal = Wikipedia,
3508     url = "http://en.wikipedia.org/wiki/Cubic_equation"
3509 }
3510
3511 @article { wilcox05,
3512     author = AJWilcox #" and "# JChoy #" and "# CBustamante #" and "#
3513         AMatouschek,
3514     title = "{Effect of protein structure on mitochondrial import}",
3515     year = 2005,
3516     journal = PNAS,
3517     volume = 102,
3518     number = 43,
3519     pages = "15435--15440",
3520     doi = "10.1073/pnas.0507324102",
3521     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/102/43/15435.pdf",
3522     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/102/43/15435",
3523     abstract = "Most proteins that are to be imported into the mitochondrial
3524         matrix are synthesized as precursors, each composed of an N-terminal
3525         targeting sequence followed by a mature domain. Precursors are
3526         recognized through their targeting sequences by receptors at the
3527         mitochondrial surface and are then threaded through import channels
3528         into the matrix. Both the targeting sequence and the mature domain
3529         contribute to the efficiency with which proteins are imported into
3530         mitochondria. Precursors must be in an unfolded conformation during
3531         translocation. Mitochondria can unfold some proteins by changing their
3532         unfolding pathways. The effectiveness of this unfolding mechanism
3533         depends on the local structure of the mature domain adjacent to the
3534         targeting sequence. This local structure determines the extent to which
3535         the unfolding pathway can be changed and, therefore, the unfolding rate
3536         increased. Atomic force microscopy studies find that the local
3537         structures of proteins near their N and C termini also influence their
3538         resistance to mechanical unfolding. Thus, protein unfolding during
3539         import resembles mechanical unfolding, and the specificity of import is
3540         determined by the resistance of the mature domain to unfolding as well
3541         as by the properties of the targeting sequence."
3542 }
3543
3544 @article { wu04,
3545     author = JWWu #" and "# WLHung #" and "# CHTsai,
3546     title = "Estimation of parameters of the {G}ompertz distribution using the
3547         least squares method.",
3548     year = 2004,
3549     month = oct,
3550     day = 25,
3551     journal = AMC,
3552     volume = 158,
3553     number = 1,
3554     pages = "133--147",
3555     issn = "0096-3003",
3556     doi = "10.1016/j.amc.2003.08.086",
3557     url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6TY8-4B3NR1W-B/1/bbaa47878ada03c6ef8e681d03bb65d3",
3558     keywords = "Gompertz distribution; Least squares estimate; Maximum
3559         likelihood estimate; First failure-censored; Series system",
3560     abstract = "The Gompertz distribution has been used to describe human
3561         mortality and establish actuarial tables. Recently, this distribution
3562         has been again studied by some authors. The maximum likelihood
3563         estimates for the parameters of the Gompertz distribution has been
3564         discussed by Garg et al. [J. R. Statist. Soc. C 19 (1970) 152]. The
3565         purpose of this paper is to propose unweighted and weighted least
3566         squares estimates for parameters of the Gompertz distribution under the
3567         complete data and the first failure-censored data (series systems; see
3568         [J. Statist. Comput. Simulat. 52 (1995) 337]). A simulation study is
3569         carried out to compare the proposed estimators and the maximum
3570         likelihood estimators. Results of the simulation studies show that the
3571         performance of the weighted least squares estimators is acceptable."
3572 }
3573
3574 @article { yang00,
3575     author = GYang #" and "# CCecconi #" and "# WABaase #" and "# IRVetter #"
3576         and "# WABreyer #" and "# JAHaack #" and "# BWMatthews #" and "#
3577         FWDahlquist #" and "# CBustamante,
3578     title = "{Solid-state synthesis and mechanical unfolding of polymers of T4
3579         lysozyme}",
3580     year = 2000,
3581     journal = PNAS,
3582     volume = 97,
3583     number = 1,
3584     pages = "139--144",
3585     doi = "10.1073/pnas.97.1.139",
3586     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/1/139.pdf",
3587     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/1/139"
3588 }
3589
3590 @article { yang06,
3591     author = YYang #" and "# FCLin #" and "# GYang,
3592     title = "Temperature control device for single molecule measurements using
3593         the atomic force microscope",
3594     collaboration = "",
3595     year = 2006,
3596     journal = RSI,
3597     volume = 77,
3598     number = 6,
3599     pages = 063701,
3600     numpages = 5,
3601     publisher = AIP,
3602     eid = 063701,
3603     doi = "10.1063/1.2204580",
3604     url = "http://link.aip.org/link/?RSI/77/063701/1",
3605     keywords = "temperature control; atomic force microscopy; thermocouples;
3606         heat sinks",
3607     note = "Introduces our temperature control system",
3608     project = "Energy Landscape Roughness"
3609 }
3610
3611 @article { yu06,
3612     author = WYu #" and "# JCLamb #" and "# FHan #" and "# JABirchler,
3613     title = "{Telomere-mediated chromosomal truncation in maize}",
3614     year = 2006,
3615     journal = PNAS,
3616     volume = 103,
3617     number = 46,
3618     pages = "17331--17336",
3619     doi = "10.1073/pnas.0605750103",
3620     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/46/17331.pdf",
3621     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/46/17331",
3622     abstract = "Direct repeats of Arabidopsis telomeric sequence were
3623         constructed to test telomere-mediated chromosomal truncation in maize.
3624         Two constructs with 2.6 kb of telomeric sequence were used to transform
3625         maize immature embryos by Agrobacterium-mediated transformation. One
3626         hundred seventy-six transgenic lines were recovered in which 231
3627         transgene loci were revealed by a FISH analysis. To analyze chromosomal
3628         truncations that result in transgenes located near chromosomal termini,
3629         Southern hybridization analyses were performed. A pattern of smear in
3630         truncated lines was seen as compared with discrete bands for internal
3631         integrations, because telomeres in different cells are elongated
3632         differently by telomerase. When multiple restriction enzymes were used
3633         to map the transgene positions, the size of the smears shifted in
3634         accordance with the locations of restriction sites on the construct.
3635         This result demonstrated that the transgene was present at the end of
3636         the chromosome immediately before the integrated telomere sequence.
3637         Direct evidence for chromosomal truncation came from the results of
3638         FISH karyotyping, which revealed broken chromosomes with transgene
3639         signals at the ends. These results demonstrate that telomere-mediated
3640         chromosomal truncation operates in plant species. This technology will
3641         be useful for chromosomal engineering in maize as well as other plant
3642         species."
3643 }
3644
3645 @article { zhao06,
3646     author = JMZhao #" and "# HLee #" and "# RANome #" and "# SMajid #" and "#
3647         NFScherer #" and "# WDHoff,
3648     title = "{Single-molecule detection of structural changes during Per-Arnt-
3649         Sim (PAS) domain activation}",
3650     year = 2006,
3651     journal = PNAS,
3652     volume = 103,
3653     number = 31,
3654     pages = "11561--11566",
3655     doi = "10.1073/pnas.0601567103",
3656     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/31/11561.pdf",
3657     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/31/11561",
3658     abstract = "The Per-Arnt-Sim (PAS) domain is a ubiquitous protein module
3659         with a common three-dimensional fold involved in a wide range of
3660         regulatory and sensory functions in all domains of life. The activation
3661         of these functions is thought to involve partial unfolding of N- or
3662         C-terminal helices attached to the PAS domain. Here we use atomic force
3663         microscopy to probe receptor activation in single molecules of
3664         photoactive yellow protein (PYP), a prototype of the PAS domain family.
3665         Mechanical unfolding of Cys-linked PYP multimers in the presence and
3666         absence of illumination reveals that, in contrast to previous studies,
3667         the PAS domain itself is extended by {approx}3 nm (at the 10-pN
3668         detection limit of the measurement) and destabilized by {approx}30% in
3669         the light-activated state of PYP. Comparative measurements and steered
3670         molecular dynamics simulations of two double-Cys PYP mutants that probe
3671         different regions of the PAS domain quantify the anisotropy in
3672         stability and changes in local structure, thereby demonstrating the
3673         partial unfolding of their PAS domain upon activation. These results
3674         establish a generally applicable single-molecule approach for mapping
3675         functional conformational changes to selected regions of a protein. In
3676         addition, the results have profound implications for the molecular
3677         mechanism of PAS domain activation and indicate that stimulus-induced
3678         partial protein unfolding can be used as a signaling mechanism."
3679 }
3680
3681 @article { zhuang06,
3682     author = WZhuang #" and "# DAbramavicius #" and "# SMukamel,
3683     title = "{Two-dimensional vibrational optical probes for peptide fast
3684         folding investigation}",
3685     year = 2006,
3686     journal = PNAS,
3687     volume = 103,
3688     number = 50,
3689     pages = "18934--18938",
3690     doi = "10.1073/pnas.0606912103",
3691     eprint = "http://www.pnas.org/cgi/reprint/103/50/18934.pdf",
3692     url = "http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/103/50/18934",
3693     abstract = "A simulation study shows that early protein folding events may
3694         be investigated by using a recently developed family of nonlinear
3695         infrared techniques that combine the high temporal and spatial
3696         resolution of multidimensional spectroscopy with the chirality-specific
3697         sensitivity of amide vibrations to structure. We demonstrate how the
3698         structural sensitivity of cross-peaks in two-dimensional correlation
3699         plots of chiral signals of an {alpha} helix and a [beta] hairpin may be
3700         used to clearly resolve structural and dynamical details undetectable
3701         by one-dimensional techniques (e.g. circular dichroism) and identify
3702         structures indistinguishable by NMR."
3703 }
3704
3705 @article { zinober02,
3706     author = RCZinober #" and "# DJBrockwell #" and "# GSBeddard #" and "#
3707         AWBlake #" and "# PDOlmsted #" and "# SERadford #" and "# DASmith,
3708     title = "Mechanically unfolding proteins: the effect of unfolding history
3709         and the supramolecular scaffold.",
3710     year = 2002,
3711     month = dec,
3712     journal = ProtSci,
3713     volume = 11,
3714     number = 12,
3715     pages = "2759--2765",
3716     issn = "0961-8368",
3717     doi = "10.1110/ps.0224602",
3718     eprint = "http://www.proteinscience.org/cgi/reprint/11/12/2759.pdf",
3719     url = "http://www.proteinscience.org/cgi/content/abstract/11/12/2759",
3720     keywords = "Computer Simulation; Models, Molecular; Monte Carlo Method;
3721         Protein Folding; Protein Structure, Tertiary; Proteins",
3722     abstract = "The mechanical resistance of a folded domain in a polyprotein
3723         of five mutant I27 domains (C47S, C63S I27)(5)is shown to depend on the
3724         unfolding history of the protein. This observation can be understood on
3725         the basis of competition between two effects, that of the changing
3726         number of domains attempting to unfold, and the progressive increase in
3727         the compliance of the polyprotein as domains unfold. We present Monte
3728         Carlo simulations that show the effect and experimental data that
3729         verify these observations. The results are confirmed using an
3730         analytical model based on transition state theory. The model and
3731         simulations also predict that the mechanical resistance of a domain
3732         depends on the stiffness of the surrounding scaffold that holds the
3733         domain in vivo, and on the length of the unfolded domain. Together,
3734         these additional factors that influence the mechanical resistance of
3735         proteins have important consequences for our understanding of natural
3736         proteins that have evolved to withstand force.",
3737     note = "READ",
3738     project = "sawtooth simulation"
3739 }
3740