Theoretical study of photoinduced proton-coupled electron transfer through asymmetric salt bridges

Journal of the American Chemical Society

Volumn 121, Issue 45, 1999, Pages 10598-10607

  Soudackov, Alexander ^a   Hammes Schiffer, Sharon ^a  

^a UNIVERSITY OF NOTRE DAME   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDINE; CARBOXYLIC ACID; SODIUM CHLORIDE;

ARTICLE; COMPLEX FORMATION; ELECTRICITY; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY; MODEL; PHOTOACTIVATION; QUANTUM MECHANICS; REACTION ANALYSIS; SOLVATION; THEORETICAL STUDY;

EID: 0033579195     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja992380y     Document Type: Article

References (43)

1. Babcock, G. T.; Barry, B. A.; Debus, R. J.; Hoganson, C. W.; Atamian, M.; McIntosh, L.; Sithole, I.; Yocum, C. F. Biochemistry 1989, 28, 9557. Okamura, M. Y.; Feher, G. Annu. Rev. Biochem. 1992, 61, 861. Kirmaier, C.; Holten, D. The Photosynthetic Bacterial Reaction Center: Structure and Dynamics; Plenum: New York, 1988.
2. Babcock, G. T.; Barry, B. A.; Debus, R. J.; Hoganson, C. W.; Atamian, M.; McIntosh, L.; Sithole, I.; Yocum, C. F. Biochemistry 1989, 28, 9557. Okamura, M. Y.; Feher, G. Annu. Rev. Biochem. 1992, 61, 861. Kirmaier, C.; Holten, D. The Photosynthetic Bacterial Reaction Center: Structure and Dynamics; Plenum: New York, 1988.
3. Babcock, G. T.; Barry, B. A.; Debus, R. J.; Hoganson, C. W.; Atamian, M.; McIntosh, L.; Sithole, I.; Yocum, C. F. Biochemistry 1989, 28, 9557. Okamura, M. Y.; Feher, G. Annu. Rev. Biochem. 1992, 61, 861. Kirmaier, C.; Holten, D. The Photosynthetic Bacterial Reaction Center: Structure and Dynamics; Plenum: New York, 1988.
4. Wikstrom, M. Nature 1989, 338, 776. Babcock, G. T.; Wikstrom, M. Nature 1992, 356, 301. Malmstrorn, B. G. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 332.
5. Wikstrom, M. Nature 1989, 338, 776. Babcock, G. T.; Wikstrom, M. Nature 1992, 356, 301. Malmstrorn, B. G. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 332.
6. Wikstrom, M. Nature 1989, 338, 776. Babcock, G. T.; Wikstrom, M. Nature 1992, 356, 301. Malmstrorn, B. G. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 332.
7. Turro, C.; Chang, C. K.; Leroi, G. E.; Cukier, R. I.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4013.
8. Roberts, J. A.; Kirby, J. P.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8051.
9. Kirby, J. P.; Roberts, J. A.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9230.
10. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
11. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
12. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
13. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
14. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
15. Ramirez, B. E.; Malmstrom, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949. Brzezinski, P. Biochemistry 1996, 35, 5611. Puglisi, J. D.; Chen, L.; Frankel, A. D.; Williamson, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 3680. Berg, J. M. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 14. Howell, E. E.; Villafranca, J. E.; Warren, M. S.; Oatley, S. J.; Kraut, J. Science 1986, 231, 1125. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
16. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2377. Zhao, X. G.; Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 945. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16101. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15428.
17. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2377. Zhao, X. G.; Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 945. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16101. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15428.
18. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2377. Zhao, X. G.; Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 945. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16101. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15428.
19. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2377. Zhao, X. G.; Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 945. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16101. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15428.
20. Bianco, R.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1995, 102, 7864. Bianco, R.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1995, 102, 7885.
21. Bianco, R.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1995, 102, 7864. Bianco, R.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1995, 102, 7885.
22. Basilevsky, M. V.; Chudinov, G. E.; Newton, M. D. Chem. Phys. 1994, 179, 263.
23. Soudackov, A. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Chem. Phys. 1999, 111, 4672.
24. Warshel, A. Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; John Wiley: New York, 1991.
25. Vuilleumier, R.; Borgis, D. Chem. Phys. Lett. 1998, 284, 71.
26. Schmitt, U.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5547.
27. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679. Marcus, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155.
28. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679. Marcus, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155.
29. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679. Marcus, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155.
30. Tomasi, J.; Persico, M. Chem. Rev. 1994, 94, 2027.
31. Zusman, L. D. Chem. Phys. 1980, 49, 295.
32. Calef, D. F.; Wolynes, P. G. J. Phys. Chem. 1983, 87, 3387.
33. Newton, M. D.; Friedman, H. L. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4460. Liu, Y.-P.; Newton, M. D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 12382.
34. Newton, M. D.; Friedman, H. L. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4460. Liu, Y.-P.; Newton, M. D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 12382.
35. Kim, H. J.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5088-5110.
36. Levich, V. G. Adv. Electrochem. Electrochem. Eng. 1966, 4, 249.
37. Jortner, J. J. Chem. Phys. 1976, 64, 4860.
38. Newton, M. D.; Sutin, N. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 437.
39. Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148.
40. Westheimer, F. H.; Kirkwood, J. G. J. Chem. Phys. 1938, 6, 513.
41. Gaussian 98, Revision A.6, Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A., Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1998.
42. Newton, M. D.; Cave, R. J. Molecular Electronics; Blackwell Scientific: Oxford, 1997.
43. Henderson, T. M.; Cave, R. J. J. Phys. Chem. 1998, 109, 7414.