The flash-quench technique in protein-DNA electron transfer: Reduction of the guanine radical by ferrocytochrome c

Inorganic Chemistry

Volumn 39, Issue 17, 2000, Pages 3868-3874

  Stemp, Eric D A ^a,b   Barton, Jacqueline K ^a  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b Mount St Mary's College   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYTOCHROME C; CYTOCHROME C OXIDASE; DNA; FREE RADICAL; GUANINE; PHENAZINE DERIVATIVE; POLYMER; PROTEIN; RADICAL; RUTHENIUM COMPLEX;

ARTICLE; ELECTRON TRANSPORT; LUMINESCENCE; OXIDATION REDUCTION REACTION; SPECTROSCOPY;

CYTOCHROME C; DNA; ELECTRON TRANSPORT; FREE RADICALS; GUANINE; OXIDATION-REDUCTION; PROTEINS; SUPPORT, NON-U.S. GOV'T; SUPPORT, U.S. GOV'T, NON-P.H.S.; SUPPORT, U.S. GOV'T, P.H.S.;

EID: 0034698581     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic0000698     Document Type: Article

References (86)

1. (a) Kelly, S. O.; Barton, J. K. Met. Ions Biol. Syst. 1999, 36, 211.
2. (b) Wiseman, H.: Halliwell, B. Biochem. J. 1996, 313, 17.
3. (a) Faraggi, M.; Broitman, F.; Trent, J. B.; Klapper, M. H. J. Phys. Chem. 1996, 100, 14751.
4. (b)Steenken, S. Free Radical Res. Commun. 1992, 16, 349.
5. (c) Steenken, S.; Jovanovic, S. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 617.
6. (d) Jovanovic, S. V.; Simic, M. G. J. Phys. Chem. 1986, 90, 974.
7. Burrows, C. J.; Muller, J. G. Chem. Rev. 1998, 98, 1109.
8. Chang, I. J.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. J Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7056.
9. (a) Symons, M. C. R. Free Radical Biol. Med. 1997, 22, 1271.
10. (b) Symons, M. C. R. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1987, 83, 1.
11. (c) O'Neill, P.; Fielden, E. M. Adv. Radiat. Biol. 1993, 17, 53.
12. (d) Vonsonntag, C.; Schuchmann, H. P. Oxygen Radicals Biol. Syst. 1994, 233, 3.
13. (a) Melvin, T.; Botchway, S.; Parker, A. W.; O'Neill, P. O. J. Chem. Soc., Commun. 1995, 653.
14. (b) Melvin, T.; Plumb, M. A.; Botchway, S.; Parker, A. W.; O'Neill, P. O.; Parker, A. W. Photochem. Photobiol. 1995, 61, 653.
15. Dunn, D. A.; Lin, V. H.; Kochevar, I. E. Biochemistry 1992, 31, 11620.
16. Stemp, E. D. A.; Arkin, M. R.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2921.
17. Candeias, L. P.; Steenken, S. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1094-1099.
18. (a) Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Pulver, S. C.; Barton, J. K. Chem. Biol. 1997, 4, 389.
19. (b) Núñez, M. E.; Hall, D. B.; Barton, J. K. Chem. Biol. 1999, 6, 85.
20. (a) Langen, R.; Chang, I.-J.; Germanas, J. P.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1995, 268, 1733.
21. (b) Farver, O.; Pecht, I. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5764.
22. (c) Isied, S. S. Adv. Chem. Ser. 1997, 255, 331.
23. (d) Mutz, M. W.; McLendon, G. L.; Wishart, J. F.; Gaillard, E. R.; Corin, A. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 9521.
24. (e) Zhou, J. S.; Nocek, J. M.; Devan, M. L.; Hoffman, B. M. Science 1995, 269, 204.
25. (f) Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796.
26. (g) Conrad, D. W.; Zhang, H.; Stewart, D. E.; Scott, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 9909.
27. (h) Beratan, D. N.; Onuchic, J. N.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 258, 1740.
28. (i) Wuttke, D. S.; Bjerrum, M. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 256, 1007.
29. (a) Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
30. (b) Wan, C.; Fiebig, T.; Kelley, S. O.; Treadway, C. R.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6014.
31. (c) Meggers, E.; Michel-Beyerle, M. E.; Giese, B. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12950.
32. (d) Fukui, K.; Tanaka, K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, 158.
33. (e) Gasper, S. M.; Schuster, G. B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12762.
34. (f) Lewis, F. D.; Wu, T.; Zhang, Y.; Letsinger, R. L.; Greenfield, S. R.; Wasielewski, M. R. Science 1997, 277, 673.
35. (g) Meade, T. J.; Kayyem, J. F. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 351.
36. (h) Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Jenkins, Y. J.; Ghatlia, N. D.; Bossman, S. H.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Science 1993, 262, 1025.
37. (i) Brun, A. M.; Harriman, A. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3656.
38. (j) Kelley, S. O.; Jackson, N. M.; Hill, M. G.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1999, 38, 941.
39. (a) Langenbacher, T.; Zhao, X. D.; Bieser, G.; Heelis, P. F.; Sancar, A.; Michel-Beyerle, M. E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10532.
40. (b) Heelis, P. F.; Hartman, R. F.; Rose, S. D. Chem. Soc. Rev. 1995, 24, 289.
41. (c) Begley, T. P. Acc. Chem. Res. 1994, 27, 394.
42. Jovanovic, S. V.; Simic, M. G. Biochim. Biophys. Acta 1989, 1008, 39.
43. Cullis, P. M.; Jones, G. D. D.; Symons, M. C. R.; Lea, J. S. Nature 1987, 330, 773.
44. (a) Wagenknecht, H. A.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1.
45. (b) Wagenknecht, H. A.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. Biochemistry 2000, 39, 5483.
46. (a) Koppenol, W. H.; Margoliash, E. J. Biol. Chem. 1982, 257, 4426.
47. (b) Koppenol, W. H.; Rush, J. D.; Mills, J. D.; Margoliash, E. Mol. Biol. Evol. 1991, 8, 545.
48. (a) Green, D. R.; Reed, J. C. Science 1998, 281, 1309.
49. (b) Yang, J.; Liu, X. S.; Bhalla, K. Science 1997, 275, 1129.
50. (c) Kluck, R. M.; Bossy-Wetzel, E.; Green, D. R.; Newmeyer, D. D. Science 1997, 275, 1132.
51. Ramakrishnan, V. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 83.
52. Margoliash, E.; Frohwirt, N. Biochem. J. 1959, 71, 570.
53. Amouyal, E.; Homsi, A.; Chambron, J.-C.; Sauvage, J.-P. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1990, 6, 1841.
54. (a) Yoshikawa, Y.; Yamasaki, K. Coord. Chem. Rev. 1979, 28, 205.
55. (b) Dupureur, C.; Barton, J. K. Inorg. Chem. 1997, 36, 33.
56. Brautigan, D. L.; Ferguson-Miller, S.; Margoliash, E. Methods Enzymol. 1978, 53, 128.
57. Meyer, T. J.; Taube, H. Inorg. Chem. 1968, 7, 2369.
58. Hartshorn, R. M.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5919.
59. Holmlin, R. E.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5236.
60. (a) Spooner. P. J. R.; Watts, A. Biochemistry 1991, 30, 3871.
61. (b) Hildebrandt, P.; Stockburger, M. Biochemistry 1989, 28, 6722.
62. (c) Zhang, F.; Rowe, E. S. Biochim. Biophvs. Acta 1994, 1193, 219.
63. Clark-Ferris, K. K.; Fisher, J. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 5007.
64. (a) Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 5315.
65. (b) Arkin, M. R.; Kelley, S. O.; Hill, M. G. Unpublished results.
66. (a) Moore, G. R.; Pettigrew, G. W. Cytochromes c; Springer-Verlag: New York, 1990.
67. (a) Kalyanasundaram, K. Coord. Chem. Rev. 1982, 46, 159.
68. (b) Juris, A.; Balzani, V.; Barigelletti, F.; Campagna, S.; Baiser, P.; Von Zelewsky, A. Coord. Chem. Rev. 1988, 84, 85.
69. 33a It is likely that smaller quenchers can more intimately distinguish the different binding geometries of the metallointercalator in these polymers than can the cytochrome.
70. (a) Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Inorg. Chim. Acta 2000, 297, 88.
71. (b) Jenkins, Y.; Friedman, A. E.; Turro, N.; Barton, J. K. Biochemistry 1992, 31, 10809-10816.
72. (c) Tuite, E.; Lincoln, P.; Norden, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 239.
73. 33 a monoexponential function was sufficient to describe the emission under these conditions.
74. Orellana, G.; Kirsch-De Mesmaeker, A.; Barton, J. K.; Turro, N. J. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 499.
75. Berg. O. G.; von Hippel, P. H. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1985, 14, 131.
76. Mines, G. A.; Bjerrum, M. J.; Hill, M. G.; Casimiro, D. R.; Chang, I.-J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1961.
77. Mines, G. Ph.D. Thesis, California Institute of Technology, 1997.
78. Dmochowski, I. J.; Crane, B. R.; Wilker, J. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 12987.
79. Bushnell, G. W.; Louie, G. V.; Brayer, G. D. J. Mol. Biol. 1990, 214, 585.
80. (a) Kim, S. T.; Heelis, P. F.; Sancar, A. Redox-Act. Amino Acids Biol. 1995, 258, 319.
81. (b) Jovanovic, S. V.; Harriman, A.; Simic, M. G. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1935.
82. (c) DeFillipis, M. R.; Murthy, C. P.; Broitman, F.; Weinraub, D.; Faraggi, M.; Klapper, M. H. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3416.
83. (a) Cunningham, R. P.; Asahara, H.; Bank, J. F.; Scholes, C. P.; Salerno, J. C.; Surerus, K.; Munck, E. Biochemistry 1989, 28, 4450.
84. (b) Fu, W.; O'Handley, S.; Cunningham, R. P.; Johnson, M. K. J. Biol. Chem. 1992, 267, 16135.
85. Porello, S. L.; Cannon, M. J.; David, S. S. Biochemistry 1998, 37, 6465.
86. Unden, G.; Trageser, M.; Duchene, A. Mol. Microbiol. 1990, 4, 315.