Proton-assisted electron transfer

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 102, Issue 50, 1998, Pages 10333-10339

  Peluso, Andrea ^a   Brahimi, Méziane ^b,c   Carotenuto, Maurizio ^a   Del Re, Giuseppe ^c  

^a UNIVERSITY OF SALERNO   (Italy)

^b UNIVERSITY OF SCIENCES AND TECHNOLOGY HOUARI BOUMEDIENE   (Algeria)

^c UNIVERSITY OF NAPLES FEDERICO II   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0011743940     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp981845o     Document Type: Article

References (50)

1. Onsager, L. Science 156, 541. Science 166, 1359-1364.
2. Onsager, L. Science 156, 541. Science 166, 1359-1364.
3. Nagle, J. F.; Morowitz, H. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 298. Nagle, J. F.; Mille, M.; Morowitz H. J. J. Chem. Phys. 1980, 72, 3959.
4. Nagle, J. F.; Morowitz, H. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 298. Nagle, J. F.; Mille, M.; Morowitz H. J. J. Chem. Phys. 1980, 72, 3959.
5. Hille, B. Ionic Channels of Excitable Membranes; Sinauer Associates, Inc.; Sunderland, MA, 1992.
6. Baciou, L.; Michel, H. Biochemistry 1995, 34, 7967.
7. Martinez, S. E.; Cramer, W. A.; Smit, J. L. Anstract Biophys. J. 1995, 68, A246.
8. Papadopoulos, G.; Dencher, N.; Zaccaï, G.; Büldt, G. J. Mol Biol. 1990, 214, 15.
9. Stowell, M. H. B.; McPhillips, T. M.; Rees, D. C.; Soltis, S. M.; Abresch, E.; Feher, G. Science 1996, 276, 812.
10. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
11. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
12. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
13. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
14. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
15. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
16. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
17. Isied, S. S.; Ogawa, M. Y.; Wishart, J. F. Chem. Rev. 1992, 92, 381. Paddon-Row, M. N. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18. Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714. Nocek, J. M.; Zhou, J. S.; De Forest, S.; Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Hoffman, B. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2459. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hørmann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475. Diederichsen, U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2317. Buranda, T.; Soice, N.; Lin, S.; Larsen, R.; Ondrias, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 188681.
18. Pierrot, M.; Haser, R.; Frey, M.; Payan, F.; Astier, J. P. J. Biol. Chem. 1983, 257, 1431.
19. Siddarth, P.; Marcus R. A. J. Phys. Chem 1990, 94, 2985.
20. Urry, D. W.; Eyring, H. J. Theor. Biol. 1965 , 8, 198.
21. Del Re, G.; Peluso, A.; Minichino, C. Can. J. Chem. 1985, 63, 1850. Del Re, G. In Spectroscopy of Biological Molecules; Sandorfy, C., Theophanides, T., Eds.; Reidel: Dordrecht, 1985; p 15.
22. Del Re, G.; Peluso, A.; Minichino, C. Can. J. Chem. 1985, 63, 1850. Del Re, G. In Spectroscopy of Biological Molecules; Sandorfy, C., Theophanides, T., Eds.; Reidel: Dordrecht, 1985; p 15.
23. Okamura, M. Y., Feher, G. Annu. Rev. Biochem. 1992, 61, 861.
24. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966. Sumi, H.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4894.
25. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966. Sumi, H.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4894.
26. Kearley, G. J.; Filiaux, F.; Baron, M. H.; Bennington, S.; Tomkinson, J. Science 1994, 264, 1285.
27. b) Ab initio computations with 6-31g** basis set yields an energy difference of ≈14 kcal/mol, in favor of the amide form. Polarization functions are important: the 6-31g basis set yields a differential energy of ≈24 kcal/mol, unaffected by MP2 corrections. Ab initio computations have been performed by Gamess package: Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. J.; Koseki, S.; Matsunaga, M.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
28. Del Re, G.; Adamo, C. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4231.
29. Dewar, M. J. S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4899.
30. Stewart, J. J. P. J. Comput. Chem. 1989, 10, 210.
31. PM3 computations have been performed by MOPAC Package: Stewart, J. J. P. MOPAC93, Quantum Chemistry Program.
32. Del Re, G.; Brahimi, M.; Peluso, A. Chem. Phys. Lett. 1998, In press.
33. Szczesniak, M. M.; Scheiner, S. J. Chem. Phys. 1982, 77, 4586. Schemer, S.; Malgorzata, M.; Szczesniak, M. M.; Bigham, L. D. Int. J. Quantum Chem. 1983, 739. Del Bene, J. E. J. Phys. Chem. 1988, 92, 2874.
34. Szczesniak, M. M.; Scheiner, S. J. Chem. Phys. 1982, 77, 4586. Schemer, S.; Malgorzata, M.; Szczesniak, M. M.; Bigham, L. D. Int. J. Quantum Chem. 1983, 739. Del Bene, J. E. J. Phys. Chem. 1988, 92, 2874.
35. Szczesniak, M. M.; Scheiner, S. J. Chem. Phys. 1982, 77, 4586. Schemer, S.; Malgorzata, M.; Szczesniak, M. M.; Bigham, L. D. Int. J. Quantum Chem. 1983, 739. Del Bene, J. E. J. Phys. Chem. 1988, 92, 2874.
36. Ehrenson, S. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 37788.
37. Miller, W. H.; Ruf, B. A.; Chang, Y. T. J. Chem. Phys. 1988, 89, 6296.
38. Brzezinski, B.; Zundel, G. Faraday Discuss. 1996, 103, 363.
39. Carrington, T.; Miller, W. H. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4364.
40. Shida, N.; Barbara, P. F.; Almlöf, J. A. J. Chem. Phys. 1989, 91, 4061.
41. Schnabel, U.; Gabriel, H. Chem. Phys. 1992, 161, 313.
42. Graf, F.; Meyer R.; Ha, T. K.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1981, 75, 2914. Meyer, R.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1987, 86, 784.
43. Graf, F.; Meyer R.; Ha, T. K.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1981, 75, 2914. Meyer, R.; Ernst, R. R. J. Chem. Phys. 1987, 86, 784.
44. Ruf, B. A.; Miller, W. H. J. Chem. Soc., Faraday Trans 2 1988, 84, 1523.
45. Nesbitt, D. J.; Field, R. W. J. Phys. Chem. 1996. 100, 12735.
46. Baskin, J. S.; Bañares, L.; Pedersen, S.; Zewail, A. H. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12735.
47. Moore J. W.; Pearson R. G. Kinetics and Mechanism; J. Wiley & Sons: NY, 1981; Lewis, E. S.; Johnson, M. D. J. Am Chem. Soc. 1960, 82, 5399.
48. Moore J. W.; Pearson R. G. Kinetics and Mechanism; J. Wiley & Sons: NY, 1981; Lewis, E. S.; Johnson, M. D. J. Am Chem. Soc. 1960, 82, 5399.
49. Mitchell, P. Nature 1961, 191, 144.
50. Zhao, X. G.; Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 945.