Effects of solvent viscosity on protein dynamics: Infrared vibrational echo experiments and theory

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 5, 2001, Pages 1081-1092

  Rectoiy, K D ^a,c   Jiang, Jiamven ^b   Berg, Mark A ^b   Fayer, M D ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA   (United States)

^c LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIFFUSION IN LIQUIDS; MIXTURES; ORGANIC SOLVENTS; SURFACE STRUCTURE; THERMAL EFFECTS; VISCOELASTICITY; VISCOSITY OF LIQUIDS;

DEPHASING; INFRARED VIBRATIONAL ECHO; PROTEIN MYOGLOBIN; SOLVENT VISCOSITY;

PROTEINS;

EID: 0035250097     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0023563     Document Type: Article

References (79)

1. Elber, R.; Karplus, M. Science 1987, 235, 318.
2. Vitkup, D.; Ringe, D.; Petsko, G. A.; Karplus, M. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 34.
3. Quillin, M. L.; Arduini, R. M.; Oison, J. S.; Phillips, G. N., Jr. J. Mol. Biol. 1993, 234, 140.
4. Barrick, D. Biochemistry 1994, 33, 6546.
5. Tsuda, S. Crystallogr. Soc. Jpn. 1996, 38, 84.
6. Clore, G. M.; Gronenborn, A. M. Prag. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1991, 23, 43.
7. Braunstein, D. P.; Chu, K.; Egeberg, K. D.; Frauenfelder, H.; Mourant, J. R.; Nienhaus, G. U.; Ormos, P.; Sugar, S. G.; Springer, B. A.; Young, R. D. Biophys. J. 1993, 65, 2447.
8. Jackson, T. A.; Lim, M.; Anfinrud, P. A. Client. Pliys. 1994, 180, 131.
9. Janes, S. M.; Dalickas, G. A.; Eaton, W. A.; Hochstrasser, R. M. Biophys. J. 1988, 54, 545.
10. Oldfield, E.; Guo, K.; Augspurger, J. D.; Dykstra, C. E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7537.
11. Surewicz, W. K.; Manisch, H. H. In Spectroscopic Methods for Determining Protein Structure in Solution; Havel, H. A., Ed.; VCH Publishers: New York, 1996; p 135.
12. Kendrew, J. C. Nature 1954, 174, 946.
13. Kendrew, J. C. Nature I960, 755, 422.
14. Stryer, L. Biochemistry, 3 ed.; W. H. Freeman and Co.: New York, 1988.
15. Beece, D.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Good, D.; Marden, M. C.; Reinisch, L.; Reynolds, A. H.; Sorensen, L. B.; Yue, K. T. Biochemistry 1980, 19, 5147.
16. Relia, C. W.; Kwok, A.; Rector, K. D.; Hill, J. R.; Schwettmann, H. A.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1648.
17. Rector, K. D.; Relia, C. W.; Kwok, A. S.; Hill, J. R.; Sugar, S. G.; Chien, E. Y. P.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1468.
18. Rector, K. D.; Engholm, J. R.; Hill, J. R.; Myers, D. J.; Hu, R.; Boxer, S. G.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 1998,102, 331.
19. Rector, K. D.; Fayer, M. D. Int. Rev. Phys. Chem. 1998, 17, 261.
20. Rector, K. D.; Engholm, J. R.; Relia, C. W.; Hill, J. R.; Dlott, D. D.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2381.
21. Rector, K. D.; Thompson, D. E.; Merchant, K.; Fayer, M. D. Chem. Phys. Lett. 2000, 316, 122.
22. Leeson, D. T.; Wiersma, D. A. Phys. Reu. Lett. 1995, 74, 2138.
23. Thijssen, H. P. H.; Dicker, A. I. M.; Völker, S. Chem. Phys. Lett. 1982, 92, 7.
24. Berg, M. A.; Rector, K. D.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2000, 113, 3233.
25. Loring, R. F.; Mukamel, S. Chem. Phys. Lett. 1985, 114, 426.
26. Yan, Y. J.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 1991, 94, 179.
27. Klauder, J. R.; Anderson, P. W. Phys. Rev. 1962, 725, 912.
28. Hu, P.; Hartmann, S. R. Phys. Rev. B 1974, 9, 1.
29. Hu, P.; Walker, L. R. Phys. Rev. B 1978, 18, 1300.
30. Farrar, T. C.; Becker, D. E. Pulse and Fourier Transform NMR; Academic Press: New York, 1971.
31. (31 ) Skinner, J. L.; Anderson, H. C.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 1981, 75, 3195.
32. Levenson, M. D. Introduction to Nonlinear Laser Spectroscopy, Academic Press: San Jose, CA, 1982.
33. Slichter, C. P. Principles of Magnetic Resonance; Springer-Verlag: Berlin, 1989.
34. Andersen, P. W. J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 316.
35. Kubo, R. In Fluctuation, Relaxation and Resonance in Magnetic Systems; Ter Haar, D., Ed.; Oliver and Boyd: London, 1961.
36. Narasimhan, L. R.; Littau, K. A.; Pack, D. W.; Bai, Y. S.; Elschner, A.; Payer, M. D. Chem. Reu. 1990, 90, 439.
37. Anderson, P. W.; Halperin, B. I.; Varma, C. M. Philos. Mag. 1972, 25, 1.
38. Phillips, W. A. Amorphous Solids. Low-Temperature Properties, Topics in Current Physics; Springer: Berlin, 1981.
39. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
40. Berg, M.; Walsh, C. A.; Narasimhan, L. R.; Littau, K. A.; Payer, M. D. J. Chem. Phys. 1988, 88, 1564.
41. 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. A., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1997; Vol. 676, p 199.
42. Tokmakoff, A.; Payer, M. D. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2810.
43. Relia, C. W.; Rector, K. D.; Kwok, A. S.; Hill, J. R.; Schwettman, H. A.; Dlott, D. D.; Payer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15620.
44. Angell, C. A. J. Phys. Chem. Solids 1988, 49, 863.
45. Angell, C. A.; Smith, D. L. J. Phys. Chem. 1982, 86, 3845.
46. Fredrickson, G. H. Annu. Rev. Phys. Chem. 1988, 39, 149.
47. Duddu, S. P.; Dalmonte, P. R. Pharm. Res. 1997, 14, 591.
48. Murthy, S. S. N. J. Phys. Chem. B 1997, 707, 6043.
49. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Phys. Rev. Lett. 1990,65, 1080.
50. Doster, W.; Cusack, S.; Petry, W. Nature 1989, 337, 754.
51. Loncharich, R. J.; Brooks, B. R. J. Mol. Biol. 1990, 215, 439.
52. Steinbach, P. J.; Brooks, B. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 9135.
53. Hong, M. K.; Draunstein, D.; Cowen, B. R.; Frauenfelder, H.; Iben, I. E. T.; Mourant, J. R.; Ormos, P.; Scholl, R.; Schulte, A.; Steinbach, P. J.; Xie, A.; Young, R. D. Biophys. J. 1990, 58, 429.
54. Mayer, E. Biophys. J. 1994, 67, 862.
55. Cordone, L.; Cupane, A.; Leone, M.; Vitrano, E. J. Mol. Biol. 1988, 199, 213.
56. Parak, F.; Knapp, E. W.; Kucheida, D. J. Mol. Biol. 1982, 161, 177.
57. Oldfield, E.; Guo, K.; Augspurger, J. D.; Dykstra, C. E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7537.
58. Augspurger, J. D.; Dykstra, C. E.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2447.
59. Park, E.; Andrews, S.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9813.
60. Hill, J. R.; Dlott, D. D.; Relia, C. W.; Peterson, K. A.; Decatur, S. M.; Boxer, S. G.; Payer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 700, 12100.
61. Hill, J. R.; Dlott, D. D;-, Payer, M. D.; Relia, C. W.; Rosenblatt, M. M.; Suslick, K. S.; Ziegler, C. J. J. Phys. Chem. 1996, 700, 218.
62. Hill, J. R.; Rosenblatt, M. M.; Ziegler, C. J.; Suslick, K. S.; Dlott, D. D.; Relia, C. W.; Payer, M. D. J. Phys. Chem. 1996, 700, 18023.
63. Cooper, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 2740.
64. Rector, K. D.; Zimdars, D. A.; Payer, M. D. J. Chem. Phys. 1998, 709, 5455.
65. Berg, M. A.; Hubble, H. W. Chem. Phys. 1998, 233, 257.
66. Berg, M. J. Phys. Chem. A 1998, 702, 17.
67. Berg, M. A. J. Chem. Phys. 1999, 770, 8577.
68. Hubble, H. W.; Lai, T.; Berg, M. A. J. Chem. Phys., in press.
69. Zwanzig, R.; Mountain, R. D. J. Chem. Phys. 1965, 43, 4464.
70. Bertolini, D.; Tani, A. Phys. Rev. E 1995, 52, 1699.
71. Piccirelli, R.; Litovitz, T. A. J. Acoust. Soc. Am. 1957, 29, 1009.
72. Jiang, J.; Berg, M. A. Unpublished results.
73. Litovitz, T. A.; Davis, D. M. In Physical Acoustics; Mason, W. P., Ed.; Academic Press: New York, 1965; Vol. IIA.
74. Harrison, G. The Dynamic Properties of Supercooled Liquids; Academic Press: New York, 1976.
75. Forrest, J. A.; Dalnoki-Veress, K.; Dutcher, J. R. Phys. Rev. E1997, 56, 5705.
76. Cummins, H. Z.; Li, G.; Du, W.; Hwang, Y. H.; Shen, G. Q. Prog. Theor. Phys. Snppl. 1997, 726, 21.
77. Fuchs, M.; Hofacker, I.; Latz, A. Phys. Rev. A 1992, 45, 898.
78. van Megen, W.; Underwood, S. M. Phys. Rev. E 1994, 49, 4206.
79. Heuer, A. Phys. Rev. E 1997, 56, 730.