Resonance raman structural evidence that the cis-to-trans isomerization in rhodopsin occurs in femtoseconds

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 6, 2001, Pages 1240-1249

  Kim, Judy E ^a   McCamant, David W ^a   Zhu, Leyun ^a   Mathies, Richard A ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHROMOPHORES; CONFORMATIONS; HYDROGEN; ISOMERIZATION; LASER PULSES; MOLECULAR STRUCTURE; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; PROTEINS; RAMAN SPECTROSCOPY; REACTION KINETICS;

BATHORHODOPSIN; HYDROGEN OUT OF PLANE; PHOTORHODOPSIN; PICOSECOND TIME RESOLVED RESONANCE RAMAN SPECTROSCOPY; POSITIVE PUMP PROBE TIME DELAY; RHODOPSIN;

ORGANIC COMPOUNDS;

EID: 0035250194     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp001236s     Document Type: Article

References (64)

1. Fleming, G. R.; van Grondelle, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 1997, 7, 738-748.
2. Genick, U.; Borgstahl, G.; Kingman, N.; Zhong, R.; Pradervand, C.; Burke, F.; Srajer, V.; Teng, T.-Y.; Schildkamp, W.; Mcree, D.; Moffat, K.; Getzoff, E. Science 1997, 275, 1471-1475.
3. Hoff, W. D.; Xie, A.; van Stokkum, I. H. M.; Tang, X.-J.; Gural, J.; Kroon, A. R.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1999, 38, 1009-1017.
4. Haupts, U.; Tittor, J.; Oesterhelt, D. Anna. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1999, 28, 367-399.
5. Kochendoerfer, G. G.; Mathies, R. A. hr. J. Chem. 1995,35,211-226.
6. Mathies, R.; Lugtenburg, J. The Primary Photoreaction of Rhodopsin. In Handbook of Biological Physics; 2000. In press.
7. Hamm, P.; Zurek, M.; Mantele, W.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 1826-1830. '
8. Locke, B.; Diller, R.; Hochstrasser, R. M. Ultrafast Infrared Spectroscopy and Protein Dynamics. In Biomolecular Spectroscopy, Part B; Clark, R. J. H., Hester, R. E., Eds.; John Wiley and Sons Ltd: New York, 1993; Vol. 21, pp 1-47.
9. Petrich, J. W.; Martin, J. L.; Houde, D.; Poyart, C.; Orszag, A. Biochemistry 1987, 26, 7914-7923.
10. Franzen, S.; Bohn, B.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1995, 34, 1224-1237.
11. Doig, S. J.; Reid, P. J.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 6372-6379.
12. Mizutani, Y.; Kitagawa, T. Science 1997, 278, 443-446.
13. Song, L.; El-Sayed, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 720, 8889-8890.
14. Hayward, G.; Carlsen, W.; Siegman, A.; Stryer, L. Science 1981, 211, 942-944.
15. Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Science 1991, 254, 412-415.
16. Peteanu, L. A.; Schoenlein, R. W.; Wang, Q.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11762-11766.
17. Kandori, H.; Shichida, Y.; Yoshizawa, T. Biophys. J. 1989, 56, 453-457.
18. Popp, A.; Ujj, L.; Atkinson, G. H. J. Phys. Chem. 1995,99,10043-10045.
19. Green, B. H.; Monger, T. G.; Alfano, R. R.; Aton, B.; Callender, R. H. Nature 1977, 269, 179-180.
20. Yan, M.; Manor, D.; Weng, G.; Chao, H.; Rothberg, L.; Jedju, T. M.; Alfano, R. R.; Callender, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9809-9812.
21. Kandori, H.; Matuoka, S.; Shichida, Y.; Yoshizawa, T.; Ito, M.; Tsukida, K.; Balogh-Nair, V.; Nakanishi, K. Biochemistry 1989,28,6460-6467.
22. Mizukami, T.; Kandori, H.; Shichida, Y.; Chen, A.-H.; Derguini, F.; Caldwell, C. G.; Bigge, C. F.; Nakanishi, K.; Yoshizawa, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 4072-4076.
23. Jager, F.; Ujj, L.; Atkinson, G. H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12610-12618.
24. Palings, L; Pardoen, J. A.; van den Berg, E.; Winkel, C.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1987, 26, 2544-2556.
25. Applebury, M. L.; Zuckerman, D. M.; Lamola, A. A.; Jovin, T. M. Biochemistry 1974, 13, 3448-3458.
26. Zhu, L.; Kim, J.; Mathies, R. A. J. Roman Spectrosc. 1999, 30, 777-783.
27. Mathies, R.; Oseroff, A. R.; Stryer, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.SA. 1976, 73, 1-5.
28. Kochendoerfer, G. G.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 14526-14532.
29. Lin, S. W.; Groesbeek, M.; van der Hoef, L; Verdegem, P.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2787-2806.
30. Smith, S. O.; Myers, A. B.; Mathies, R. A.; Pardoen, J. A.; Winkel, C.; van den Berg, E. M. M.; Lugtenburg, J. Biophys. J. 1985, 47, 653664.
31. Kochendoerfer, G. G.; Verdegem, P. J. E.; van der Hoef, I.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1996, 35, 16230-16240.
32. Wang, Q.; Kochendoerfer, G. G.; Schoenlein, R. W.; Verdegem, P. J. E.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17388-17394.
33. Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Wang, Q.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. J. Phys. Chem. 1993, 97, 12087-12092.
34. Garavelli, M.; Celani, P.; Bernardi, F.; Robb, M. A.; Olivucci, M. y. Ain. Chem. Soc. 1997, 119, 6891-6901.
35. Vreven, T.; Bernard!, F.; Garavelli, M.; Olivucci, M.; Robb, M. A.; Schlegel, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12687-12688.
36. Garavelli, M.; Vreven, T.; Celani, P.; Bernard!, F.; Robb, M. A.; Olivucci, M. y. Am. Chem. Soc. 1998, 720, 1285-1288.
37. Wana, Q.; Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Science 1994, 266, 422-424.
38. Callender, R.; Honig, B. Anna. Rev. Biophys. Bioeng. 1977,6,3355.
39. Eyring, G.; Curry, B.; Broek, A.; Lustenburg, J.; Mathies, R. Biochemistry 1982, 21, 384-393.
40. Eyring, G.; Curry, B.; Mathies, R.; Fransen, R.; Palings, I.; Lugtenburg, J. Biochemistry 1980, 19, 2410-2418.
41. Jager, F.; Lou, J.; Nakanishi, K.; Ujj, L.; Atkinson, G. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 720, 3739-3747.
42. Palings, I.; van den Berg, E. M. M.; Lustenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1989, 28, 1498-1507.
43. Kakitani, H.; Kakitani, T.; Rodman, H.; Honig, B. Photochem. Photobiol. 1985, 41, 471-479.
44. Smith, S. O.; Courtin, J.; de Groot, H. J. M.; Gebhard, R.; Lugtenburg, J. Biochemistry 1991, 30, 7409-7415.
45. Buda, F.; de Groot, H. J. M.; Bifone, A. Physical Review Lett. 1996, 77, 4474-4477.
46. La Penna, G.; Buda, F.; Bifone, A.; de Groot, H. J. M. Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 447-453.
47. Bifone, A.; de Groot, H. J. M.; Buda, F. Pure Appl. Chem. 1997, 69,2105-2110.
48. Reid, P. J.; Wickham, S. D.; Mathies, R. A. y. Phys. Chem. 1992, 96, 5720-5724.
49. Shreve, A. P.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 7285-7299.
50. Han, M.; Smith, S. O. Biochemistry 1995, 34, 1425-1432.
51. Kochendoerfer, G. G.; Lin, S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. T.I.B.S. 1999, 24, 300-305.
52. Lou, J.; Hashimoto, M.; Berova, N.; Nakanishi, K. Org. Lett. 1999, 7, 51-54.
53. Yoshizawa, T.; Horiuchi, S. Studies on Intermediates of Visual Pigments by Absorption Spectra at Liquid Helium Temperature and Circular Dichroism at Low Temperatures. In Biochemistry and Physiology of Visual Pigments; Langer, H., Ed.; Springer-Verlag: 1973; pp 69-81.
54. Aton, B.; Callender, R. H.; Honig, B. Nature 1978, 273, 784-786.
55. Homoelle, B. J.; Edington, M. D.; Diffey, W. M.; Beck, W. F. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3044-3052.
56. Riter, R. R.; Edington, M. D.; Beck, W. F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 14198-14205.
57. Siebert, F.; Mantele, W.; Gerwert, K. Eur. J. Biochem. 1983,136, 119-127.
58. Bagley, K. A.; Balogh-Nair, V.; Croteau, A. A.; Dollinger, G.; Ebrey, T. G.; Eisenstein, L.; Hong, M. K.; Nakanishi, K.; Vittitow, J. Biochemistry 1985, 24, 6055-6071.
59. DeGrip, W. J.; Gray, D.; Gillespie, J.; Bovee, P. H. M.; van den Berg, E. M. M.; Lugtenburg, J.; Rothschild, K. J. Photochem. Photobiol. 1988, 48, 497-504.
60. Kandori, H.; Maeda, A. Biochemistry 1995, 34, 14220-14229.
61. Nagata, T.; Terakita, A.; Kandori, H.; Kojima, D.; Shichida, Y.; Maeda, A. Biochemistry 1997, 36, 6164-6170.
62. Nagata, T.; Tarakita, A.; Kandori, H.; Shichida, Y.; Maeda, A. Biochemistry 1998, 37, 17216-17222.
63. Kochendoerfer, G. G.; Wang, Z.; Oprian, D. D.; Mathies, R. A. Biochemistry 1997, 36, 6577-6587.
64. Palczevvski, K.; Kumasaka, T.; Hori, T.; Behnke, C. A.; Motoshima, H.; Fox, B. A.; LeTrong, I.; Teller, D. C.; Okada, T.; Stenkamp, R. E.; Yamamoto, M.; Miyano, M. Science 2000, 2S9, 739-745.