A theoretical analysis of absorption spectra of photosynthetic reaction centers: Mechanism of temperature dependent peak shift

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 6, 2001, Pages 1216-1224

  Chang, C H ^a,b   Hayashi, M ^c   Liaug, K K ^b   Chang, R ^b   Lin, S ^c  

^a NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY   (Taiwan)

^b ACADEMIA SINICA   (Taiwan)

^c ARIZONA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANISOTROPY; BACTERIA; CALCULATIONS; ELECTRON ENERGY LEVELS; ENERGY GAP; EXCITONS; MATHEMATICAL MODELS; PHOTOSYNTHESIS; REACTION KINETICS; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; THERMAL EFFECTS; THERMAL EXPANSION;

ABSORPTION SPECTRA; ELECTRONIC ASYMMETRY; PHOTOSYNTHETIC REACTION CENTERS;

LIGHT ABSORPTION;

EID: 0035249259     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0020438     Document Type: Article

References (75)

1. Martin, J.-L.; Breton, J.; Hoff, A. J.; Migus, A.; Antonetti, A. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1986, 83, 857.
2. Fleming, G, R.; Martin, J.-L.; Breton, J. Nature 1988, 333, 190.
3. Breton, J.; Martin, J.-L.; Fleming, G. R.; Lambry, J.-C. Biochemistry 1988, 27, 8276.
4. Vos, M. H.; Lambry, J.-C.; Robles, S. J.; Breton, J.; Martin, J.-L. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1992, 59, 613.
5. Vos, M. H.; Jones, M. R.; Hunter, C. N.; Breton, J.; Lambry, J.C.; Martin, J.-L. Biochemistry 1994, 33, 6750.
6. Chan, C.-K.; Chen, L. X.-Q.; DiMagno, T. J.; Hanson, D. K.; Nance, S. L.; Schiffer, M.; Norris, J. R.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1991, 776, 366.
7. Du, M.; Rosenthal, S. J.; Xie, X.; DiMagno, T. J.; Schmidt, M.; Hanson, D. K.; Schiffer, M.; Norris, J. R.; Fleming, G. R. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1992, 89, 8517.
8. Jia, Y.; Jones, D. M.; Joo, T.; Nagasawa, .Y.; Lang, M. J.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 6263.
9. Groot, M.-L.; Yu, J.-Y.; Agarwal, R.; Norris, J. R.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. 1998, 702, 5923.
10. Walker, G. C.; Maiti, S.; Cowen, B. R.; Moser, C. C.; Dutton, P. L.; Hochstrasser, R, M. /. Phys. Chem. 1994, 98, 5778.
11. Breton, J.; Martin, J.-L.; Migus, A.; Antonetti, A.; Orszag, A. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1986, 83, 5121.
12. Woodbury, N. W.; Becker, M.; Middendorf, D.; Person, W. W. Biochemistry 1985, 24, 7516.
13. Kirmaier, C.; Holten, D. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1990, 87, 3552.
14. Vos, M. H.; Lambry, J.-C.; Robles, S. J.; Breton, J.; Martin, J.-L. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1991, 88, 8888.
15. Vos, M. H.; Rappaport, F.; Lambry, J.-C.; Breton, J.; Martin, J.-L. Nature 1993, 363, 320.
16. Vos, M. H.; Breton, J.; Martin, J.-L. J. Phys. Chem. B 1997,101, 9820.
17. Chan, C.-K.; DiMagno, T. J.; Chen, L. X.-Q.; Norris, J. R.; Fleming, G. R. Proc. Natl. Acad. Sei. U.SA. 1991, 88, 11202.
18. Wang, Z.; Pearlstein, R. M.; Jia, Y.; Fleming, G. R.; Norris, J. R. Chem. Phys. 1993, 776, 421.
19. Jones, D. M.; Lang, M. J.; Nagasawa, Y.; Joo, T.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1996, 700, 12660.
20. Maiti, S.; Walker, G. C.; Cowen, B. R.; Pippenger, R.; Moser, C. C.; Dutton, P. L.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. ScL U.S.A. 1994, 97, 10360.
21. Chekalin, S. V.; Matveetz, Y. A.; Shkuropatov, A. Y.; Shuvalov, V. A.; Yartzev, A. P. FEBS Lett. 1987, 216, 245.
22. Dressler, K.; Umlauf, E.; Schmidt, S.; Hamm, P.; Zinth, W.; Buchanan, S.; Michel, H. Chem. Phys. Lett. 1991, 183, 270.
23. Schmidt, S.; Arlt, T.; Hamm, P.; Huber, H.; Nagele, T.; Wachtveil, J.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth, W. Chem. Phys. Lett. 1994, 223, 116.
24. Hamm, P.; Zinth, W. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13537.
25. van Stokkun, I. H. M.; Beekman, L. M.; Jones, M. R.; van Brederode, M. E.; van Grondelle, R. Biochemistry 1997, 36, 11360.
26. van Brederode, M. E.; Jones, M. R.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 1997, 268, 143.
27. Streltsov, A. M.; Aartsma, T. J.; Hoff, A. J.; Shuvalov, V. A. Chem. Phys. Lett. 1997, 266, 347.
28. Spörlein, S.; Zinth, W.; Wachtveitl, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7492.
29. Lewis, J. W.; Goldback, R. A.; Kliger, D. S.; Xie, X.; Dunn, R. C.; Simon, J. D. /. Phys. Chem. 1992, 96, 5243.
30. Cherepy, N. J.; Shreve, A. P.; Moore, L. J.; Boxer, S. G.; Mathies, R. A. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1991, 88, 11207.
31. Wynne, K.; Haran, G.; Reid, G. D.; Moser, C. C.; Dutton, P. L.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. 1996, 700, 5140.
32. Holzapfel, W.; Finkele, U.; Kaiser, W.; Oesterhelt, D.; Scheer, H.; Stilz, H. U.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1990, 87, 5168.
33. Arlt, T.; Schmidt, S.; Kaiser, W.; Lauterwasser, C.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1993, 90, 11757.
34. Hamm, P.; Zurek, M.; Mäntele, W.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1995, 92, 1826.
35. Zinth, W.; Arlt, T.; Wachtveitl, J. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1996, 100, 1962.
36. van Brederode, M. E.; Jones, M. R.; van Mourik, F.; van Stokkun, I. H. M.; van Grondelle, R. Biochemistry 1997, 36, 6856.
37. Stanley, R. J.; King, B.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12052.
38. Streltsov, A. M.; Vulto, S. I. E.; Ya, A.; Shkuropatov,; Hoff, A. J.; Aartsma, T. J.; Shuvalov, V. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7293.
39. Steffen, M. A.; Lao, K.; Boxer, S. G. Science 1994, 264, 810.
40. Hartwich, G.; Lossau, H.; Ogrodnik, A.; Michel-Beyerle, M. E. In The Reaction Center of Photosynthetic Bacteria; Michel-Beyerle, M. E., Ed.; Springer-Verlag: Berlin, 1996; pp 199.
41. Cherepy, N. J.; Holzwarth, A. R.; Mathies, R. A. Biochemistry 1995, 34, 5288.
42. Cherepy, N. J.; Shreve, A. P.; Moore, L. J.; Boxer, S. G.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 707, 3250.
43. Reddy, N. R. S.; Lyle, P. A.; Small, G. J. Photosynth. Res 1992, 31, 167.
44. Reddy, N. R. S.; Kolaczkowski, S. V.; Small, G. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6934.
45. Reddy, N. R. S.; Kolaczkowski, S. V.; Small, G. J. Science 1993, 260, 68.
46. Cherepy, N. J.; Shreve, A. P.; Moore, L. J.; Boxer, S. G.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6023.
47. Cherepy, N. J.; Shreve, A. P.; Moore, L. J.; Boxer, S. G.; Mathies, R. A. Biochemistry 1997, 36, 8559.
48. Johnson, S. G.; Tang, D.; Jankowiak, R.; Hayes, J. M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5849.
49. Small, G. J.; Hayes, J. M.; Sillbey, R. J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 7499.
50. Lyle, P. A.; Kolaczkowski, S. V.; Small, G. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6924.
51. Haran, G.; Wynne, K.; Moser, C. C; Dutton, P. L.; Hochstrasser, R. M. /. Phys. Chem. 1996, 700, 5562.
52. Huber, H.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth. W.; Wachveitl, J. Photosynth. Res. 1998, 55, 153.
53. Arnett, D. C.; Moser, C. C.; Dutton, P. L.; Scherer, N. F. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2014.
54. Parson, W. W.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6143.
55. Parson, W. W.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 709, 6152.
56. Boxer, S. G.; Goldstein, R. A.; Lockhart, D. J.; Midden-dorf, T. R.; Takiff, L. J. Phys. Chem. 1989, 93, 8280.
57. Thompson, M. A.; Zerner, M. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8210.
58. Thompson, M. A.; Zerner, M. C.; Fajer, J. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5693.
59. Small, G. J. Chem. Phys. 1995, 797, 239.
60. Moore, L. J.; Zhou, H.; Boxer, S. G. Biochemistry 1999,38,10949.
61. Chang, C. H.; Hayashi, M.; Chang, R.; Liang, K. K.; Yang, T.-S.; Lin, S. H. Trends Chem. Phys. 1999, 7, 247.
62. Chang, C. H.; Hayashi, M.; Chang, R.; Liang, K. K.; Yang, T.-S.; Lin, S. H. J. Chin. Chem. Soc. 2000, 47, 785.
63. Eyring, H.; Lin, S. H.; Lin, S. M. Basic Chemical Kinetics; Wiley-Interscience: New York, 1980.
64. Lin, S. H.; Hayashi, M.; Alden, R. G.; Suzuki, S.; Gu, X.; Lin, Y. Y. In Femtosecond Chemistry; Mantz, J., Wöste, L., Ed.; VCH: New York, 1995; pp 633.
65. Scherer, P. O. J.; Fischer, S. F. In The Pholosynthetic Bacterial Reaction Center H; Breton, J., Verméglio, A., Eds.; NATO ASI Series 237; Plenum: New York, 1992; p 193.
66. Warshel, A.; Chu, Z. T.; Parson, W. W. J. Photochem. Photobiol. A 1994, 52, 123.
67. Gehlen, J. N.; Marchi, M.; Chandler, D. Science 1994, 263, 499.
68. Midden-dorf, T. R.; Mazzola, L. T.; Lao, K.; Steffen, M. A.; Boxer, S. G. Biochim. Biophys. Acta. 1993, 1143, 223.
69. Lathrop, E. J. P.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 3056.
70. Atkins, P. W.; Trapp, C. A.; Physical Chemistry, 5th ed.; Oxford University Press: New York, 1994; pp C16.
71. Scherer, P. O. J.; Fischer, S. F. Chem. Phys. 1989, 131, 115.
72. Scherer, P. O. J.; Fischer, S. F.; Lancaster, C. R. D.; Fritzsch, G.; Schmidt, S.; Arlt, T.; Dressler, K.; Zinth, W. Chem. Phys. Lett. 1994,223, 110.
73. Artz, K.; Williams, J. C.; Allen, J. P.; Lendzian, F.; Rautter, J.; Lubitz, W. Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 1997, 94, 13582.
74. Breton, J.; The Photosymhetic Bacterial Reaction Center: Structure and Dynamics; Breton, J., Verméglio, A. Eds.; NATO ASI Series, Series A: Life Sciences; Plenum: New York, 1988; p 59.
75. Damjanović, A.; Ritz, T.; Schulten, K. Phys. Rev. E1999, 59, 3293.