Local dynamics in DNA by temperature-dependent stokes shifts of an intercalated dye

Journal of the American Chemical Society

Volumn 120, Issue 10, 1998, Pages 2449-2456

  Brauns, Eric B ^a   Murphy, Catherine J ^a   Berg, Mark A ^a  

^a UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACRIDINE ORANGE; CURVED DNA; DNA; POLYDEOXYRIBONUCLEOTIDE SYNTHASE; SOLVENT;

ARTICLE; CONTROLLED STUDY; DIFFUSION; DNA DETERMINATION; DYE DILUTION CURVE; DYNAMICS; EXCITATION; FLUORESCENCE; NONHUMAN; SPECTROSCOPY; TEMPERATURE DEPENDENCE; VISCOSITY;

EID: 0032542757     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja973207+     Document Type: Article

References (113)

1. Robinson, B. H.; Drobny, G. P. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1995, 24, 523.
2. Travers, A. A. Annu. Rev. Biochem. 1989, 58, 427.
3. McCammon, A. J.; Harvey, S. C. Dynamics of Proteins and Nucleic Acids; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1987.
4. Schurr, J.; Fujimoto, B. S.; Wu, P.; Song, L. In Topics in Fluorescence Spectroscopy Volume 3: Biochemical Applications; Lakowicz, J. R., Ed.; Plenum Press: New York and London, 1992; Chapter 4.
5. Bagchi, B. Annu. Rev. Phys. Chem. 1989, 40, 115.
6. Maroncelli, M. J. Mol. Liq. 1993, 57, 1.
7. Stratt, R. M.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12981.
8. Ma, J.; Fourkas, J. T.; Vanden Bout, D. A.; Berg, M. In Supercooled Liquids: Advances and Novel Applications; Fourkas, J. T., Kivelson, D., Mohanty, U., Nelson, K., Eds.; ACS Symposium Series 676; American Chemical Society: Washington, DC, 1997; Chapter 15, p 199.
9. Yu, J.; Earvolino, P.; Berg, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 8750.
10. Fourkas, J. T.; Berg, M. J. Chem. Phys. 1993, 98, 7773.
11. Richert, R. Chem. Phys. Lett. 1990, 171, 222.
12. Richert, R.; Wagener, A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10115.
13. Barbara, P. F.; Jarzeba, W. Adv. Photochem. 1990, 15, 1.
14. Frauenfelder, H.; Prak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1988, 17, 451.
15. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
16. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Nature 1989, 337, 754.
17. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1080.
18. Rasmussen, B. F.; Stock, A. M.; Ringe, D.; Petsko, G. A. Nature 1992, 357, 423.
19. Perutz, M. F. Nature 1992, 358, 548.
20. Green, J. L.; Fan, J.; Angell, C. A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 13780.
21. Sartor, G.; Mayer, E.; Johari, G. P. Biophys. J. 1994, 66, 249.
22. Berne, B. J.; Borkovec, M.; Straub, J. E. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3711.
23. Hynes, J. T. In Theory of Chemical Reactions; Baer, M., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1985; Vol. IV.
24. Rossky, P. J.; Simon, J. D. Nature 1994, 370, 263.
25. Fleming, G. R. Chemical Applications of Ultrafast Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1986.
26. Barbara, P. F.; Jarzeba, W. Acc. Chem. Res. 1988, 21, 195.
27. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
28. Hogan, M. E.; Austin, R. H. Nature 1987, 329, 263.
29. Fujimoto, B. S.; Schurr, J. M. Nature 1990, 344, 175.
30. Harrington, R. E.; Winicov, I. Prog. Nucl. Acids. Res. Mol. Biol. 1994, 47, 195.
31. Sommers, W. S.; Phillips, S. E. Nature 1992, 359, 387.
32. Hall, D. B.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Nature 1996, 382, 731.
33. Dandliker, P. D.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Science 1997, 275, 1465.
34. Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Jenkins, Y.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S. H.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Science 1993, 262, 1025.
35. Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S. H.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 5315.
36. Arkin, M. R.; Jenkins, Y.; Murphy, C. J.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Adv. Chem. Ser. 1995, 246, 449.
37. Beratan, D. N.; Priyadarshy, S.; Risser, S. M. Chem. Biol. 1997, 4, 3.
38. Schultz, S. C.; Shields, G. C.; Steitz, T. A. Science 1991, 253, 1001.
39. Kim, Y.; Geiger, J. H.; Hahn, S.; Sigler, P. B. Nature 1993, 365, 512.
40. Kim, J. L.; Nikolov, D. B.; Burley, S. K. Nature 1993, 356, 520.
41. Owen-Hughes, T. A.; Pavitt, G. D.; Santow, D. S.; Sidebotham, J. M.; Hulton, C. S. J.; Hinton, J. C. D.; Higgins, C. F. Cell 1992, 71, 255.
42. Sun, D.; Hurley, L. H. Biochemistry 1994, 33, 9578.
43. Perez-Martin, J.; Espinosa, M. J. Mol. Biol. 1994, 241, 7.
44. Perez-Martin, J.; Espinosa, M. J. Science 1993, 260, 805.
45. Ferrari S.; Harley, V. R.; Pontiggia, A.; Goodfellow, P. N.; Lovell-Badge, R.; Bianchi, M. E. EMBO J. 1992, 357, 282.
46. Pil, P. M.; Lippard, S. J. Science 1992, 256, 234.
47. Goodman, S. D.; Nash, H. A. Nature 1989, 341, 251.
48. Lilley, D. M. J. Nature 1992, 357, 282.
49. Verdine, G. L. Cell 1994, 76, 197.
50. Klimasauskas, S.; Kumar, S.; Roberts, R. J.; Cheng, X. Cell 1994, 76, 357.
51. Reinisch, K. M.; Chen, L.; Verdine, G. L.; Lipscomb, W. N. Cell 1995, 82, 143.
52. Michalczyk, R.; Silks, L. A., III: Russu, I. M. Magn. Reson. Chem. 1996, 34, S97.
53. Borer, P. N.; LaPlante, S. R.; Kumar, A.; Zanatta, N.; Martin, A.; Hakkinen, A.; Levy, G. C. Biochemistry 1994, 33, 2441.
54. Alam, T.; Drobny, G. Biochemistry 1990, 29, 3421.
55. Eimer, W.; Williamson, J. R.; Boxer, S. G.; Pecora, R. Biochemistry 1990, 29, 799.
56. Fujimoto, B. S.; Willie, S. T.; Reid, B. R.; Schurr, J. M. J. Magn. Reson., Ser. B 1995, 106, 64.
57. Kintanar, A.; Huang, W.; Schindele, D. C.; Wemmer, D. E.; Drobny, G. Biochemistry 1989, 28, 282.
58. Withka, J. M.; Swaminathan, S.; Srinivasan, J.; Beveridge, D. L.; Bolton, P. H. Science 1992, 255, 598
59. Nuutero, S.; Fujimoto, B. S.; Flynn, P. F.; Reid, B. R.; Ribeiro, N. S.; Schurr, J. M. Biopolymers 1994, 34, 463.
60. Gorenstein, D. G. Chem. Rev. 1994, 94, 1315.
61. Ashikawa, I.; Kinosita, K. Jr.; Ikegami, A.; Nishimura, Y.; Tsuboi, M.; Watanabe, K.; Iso, K.; Nakano, T. Biochemistry 1983, 22, 6018.
62. Härd, T.; Fan, P.; Madge, D.; Kearns, D. R. J. Phys. Chem. 1989, 93, 4338.
63. Millar, D. P.; Robbins, R. J.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1980, 77, 5593.
64. Magde, D.; Zappala, M.; Knox, W.; Nordlund, W. H. J. Phys. Chem. 1983, 87, 3286.
65. Shibata, J. H.; Fujimoto, B. S.; Schurr, J. M. Biopolymers 1985, 24, 1909.
66. Nordlund, T. M.; Andresson, L.; Nilsson, L.; Rigler, R.; Gräslund, A.; McLaughlin, L. W. Biochemistry 1989, 28, 9095.
67. Brown, D. W.; Libertini, L. J.; Small, E. W. Biochemistry 1991, 30, 5293.
68. Winzeler, E. A.; Small, E. W. Biochemistry 1991, 30, 5304.
69. Guest, C. R.; Hochstrasser, R. A.; Sowers, L. C.; Millar, D. P. Biochemistry 1991, 30, 3271.
70. Collini, M.; Chirico, G.; Baldini, G.; Bianchi, M. E. Biopolymers 1994, 36, 211.
71. Holbrook, S. R.; Kim, S. H. J. Mol. Biol. 1984, 173, 361.
72. Young, M. A.; Jayaram, B.; Beveridge, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 59.
73. Beveridge, D. L.; Ravishanker, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 1994, 4, 246.
74. Cheatham, T. E.; Kollman, P. A. J. Mol. Biol. 1996, 259, 434.
75. Yang, L.; Pettitt, B. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2564.
76. Rüdisser, S.; Hallbrucker, A.; Mayer, E. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 458.
77. Rüdisser, S.; Hallbrucker, A.; Mayer, E.; Johari, G. P. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 266.
78. Cupane, A.; Bologna, C.; Rizzo, O.; Vitrano, E.; Cordone, L. Biophys. J. 1997, 73, 959.
79. Rüdisser, S.; Hallbrucker, A.; Mayer, E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12251.
80. McConnell, K. J.; Nirmala, R.; Young, M. A.; Ravishanker, G.; Beveridge, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4461.
81. Brahms, S.; Fritsch, V.; Brahms, J. G.; Westhof, E. J. Mol. Biol. 1992, 223, 455.
82. Poncin, M.; Hartmann, B.; Lavery, R. J. Mol. Biol. 1992, 226, 775.
83. Shindo, H.; Fujiwara, T.; Akutsu, H.; Matsumoto, U.; Shimadzu, M. J. Mol. Biol. 1984, 174, 221.
84. Tilak, B. D.; Ayyanagar, N. R. in The Chemistry of Hererocyclic Compounds: Acridines; Weissberger, A., Taylor, E. C., Eds.; John Wiley and Sons: New York, 1973; Chapter 14.
85. Wang, A. H. J.; Quigley, G. J.; Rich, A. Nucl. Acids Res. 1979, 6, 3879.
86. Reddy, B. S.; Seshardi, T. P.; Sakore, T. D.; Sobell, H. M. J. Mol. Biol. 1979, 135, 787.
87. Lober, G.; Achtert, G. Biopolymers 1969, 8, 595.
88. Kapuscinski, J.; Darynkiewcz, Z. J. Biomol. Struct. Dyn. 1987, 5, 127.
89. Thomas, J. C.; Weill, G.; Daune, M. Biopolymers 1969, 8, 647.
90. Pachmann, U.; Rigler, R. Exptl. Cell Res. 1972, 72, 602.
91. Loeber, G.; Kittler, L. Stud. Biophys. 1978, 73, 25.
92. Costantino, L.; Guarino, G.; Ortona, O.; Vitagliano, V. J. Chem. Eng. Data 1984, 29, 62.
93. Vitagliano, V.; Ortona, O.; Sartorio, R.; Costantino, L. J. Chem. Eng. Data 1985, 30, 7.
94. Barton, J. K.; Lippard, S. J. Biochemistry 1979, 18, 2661.
95. Borisova, O. F.; Tumerman, L. A. Biofizika 1964, 9, 537.
96. Weill, G.; Calvin, M. Biopolymers 1963, 1, 401.
97. Miller, J. N. Techniques In Ultraviolet Spectrometry Volume 2: Standards In Fluorescence Spectrometry; Chapman and Hall: New York, 1981; pp 79-98.
98. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 62nd ed.; Weast, R. C., Ed.; CRC Press Inc.: Boca Raton, FL, 1981.
99. Mataga, N.; Kubota, T. Molecular Interactions and Electronic Spectra; Marcel Dekker: New York, 1970; Chapter 8.
100. Reichardt, C. Chem. Rev. 1994, 94, 2319.
101. Kamlet, M. J.; Abboud, J. L. M.; Taft, R. W. Prog. Phys. Org. Chem. 1981, 13, 485.
102. Mertz, E. L.; Tikhomirov, V. A.; Krishtalik, I. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3433.
103. Ladanyi, B. M.; Stratt, R. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1266.
104. Berg, M. J. Phys. Chem. A, 1998, 102, 17.
105. Mashimo, S.; Umehara, T.; Kuwabara, S.; Yagihara, S. J. Phys. Chem. 1989, 93, 4963.
106. Bonincontro, A.; Matzeu, M.; Mazzei, F.; Minoprio, A.; Pedone, F. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1171, 288.
107. Pedone, F.; Bonincontro, A. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1073, 580.
108. Saif, B.; Mohr, R. K.; Montrose, C. J.; Litovitz, T. A. Biopolymers 1991, 31, 1171.
109. Record, M. T.; Anderson, C. F.; Lohman, T. M. Q. Rev. Biophys. 1978, 1, 423.
110. Manning, G. S. Q. Rev. Biophys. 1978, 11, 179.
111. Maroncelli, M.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5044.
112. Kopka, M. L.; Fratini, A. V.; Drew, H. R.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1983, 163, 129.
113. Jimenez, R.; Fleming, G. R.; Kumar, P. V.; Maroncelli, M. Nature 1994, 369, 471.