The carotenoid S1 state in LH2 complexes from purple bacteria rhodobacter sphaeroides and Rhodopseudomonas acidophila: S1 energies, dynamics, and carotenoid radical formation

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 106, Issue 42, 2002, Pages 11016-11025

  Polívka, Tomáŝ ^a   Zigmantas, Donatas ^a   Herek, Jennifer L ^a   He, Zhi ^a   Pascher, Torbjörn ^a   Pullerits, Tõnu ^a   Cogdell, Richard J ^b   Frank, Harry A ^c   Sundström, Villy ^a  

^a LUND UNIVERSITY   (Sweden)

^b UNIVERSITY OF GLASGOW   (United Kingdom)

^c UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; BACTERIA; CHARGE TRANSFER; COMPLEXATION; RELAXATION PROCESSES; SOLUTIONS;

CAROTENOID; NEAR INFRARED FEMTOSECOND SPECTROSCOPY; RHODOBACTER SPHAEROIDES; RHODOPSEUDOMONAS ACIDOPHILA;

PIGMENTS;

EID: 0037168308     PISSN: 10895647     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp025752p     Document Type: Article

References (52)

1. Ritz, T.; Damjanovic, A.; Schulten, K.; Zhang, J.-P.; Koyama, Y. Photosynth. Res. 2000, 66, 125.
2. Frank, H. A.; Cogdell R. J. Photochem. Photobiol. 1996, 63, 257.
3. Edge, R.; McGarvey, D. J.; Truscott, T. G. J. Photochem. Photobiol. 1997, 41, 189.
4. Christensen, R. L. In Photochemistry of Carotenoids; Frank, H. A., Young, A. J., Britton, G., Cogdell, R. J. Eds.; Kluwer Academic Publishers: Dodrecht, The Netherlands, 1999; Chapter 8.
5. Christensen, R. L.; Goyette, M.; Gallagher, L.; Duncan, J.; DeCoster, B.; Lugtenburg, J.; Jansen, F. J.; van der Hoef, I. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2399.
6. Sashima, T.; Koyama, Y.; Yamada, T.; Hashimoto, H. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5001.
7. Gradinaru, C. C.; Kennis, J. T. M.; Papagiannakis, E.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; Fleming, G. R.; Niederman, R. A.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2001, 98, 2364.
8. Macpherson, A. N.; Arellano, J., B.; Fraser, N. J.; Cogdell, R. J.; Gillbro, T. Biophys. J. 2001, 80, 923.
9. Zhang, J.-P.; Fujii, R.; Qian, P.; Inaba, T.; Mizoguchi, T.; Koyama, Y.; Onaka, K.; Watanabe, Y. J. Phys. Chem B 2000, 104, 3683.
10. Croce, R.; Müller, M. G.; Bassi, R.; Holswarth, A. R. Biophys. J. 2001, 80, 901.
11. Krueger, B. P.; Lampoura, S. S.; van Stokkum, I. H. M.; Papagiannakis, E.; Salverda, J. M.; Gradinaru, C. C.; Rutkauskas, D.; Hiller, R. G.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2001, 80, 2843.
12. Hörvin Billsten, H.; Herek, J. L.; Garcia-Asua, G.; Hashøj, L.; Polívka, T.; Hunter, C. N.; Sundström, V. Biochemistry 2002, 41, 4127.
13. Scholes, G. D.; Harcourt, R. D.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7302.
14. Krueger, B. P.; Scholes, G. D.; Fleming, G. R.; J. Phys. Chem. B 1998, 103, 5378.
15. Damjanovic, A.; Ritz, T.; Schulten, K. Phys. Rev. E 1999, 59, 3293.
16. Damjanovic, A.; Ritz, T.; Schulten, K. Biophys. J. 2000, 79, 1695.
17. Hsu, C.-P.; Walla, P. J.; Head-Gordon, M.; Fleming, G. R. J. Phys Chem. B 2001, 105, 11016.
18. Frank, H. A.; Desamero, R. Z. B.; Chynwat, V.; Gebhard, R.; van der Hoef, I.; Jansen, F. J.; Lugtenburg, J.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 149.
19. Sashima, T.; Shiba, M.; Hashimoto, H.; Nagae, H.; Koyama. Y. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 36.
20. Sashima, T.; Koyama, Y.; Yamada, T.; Hashimoto, H. J. Phys. Chem B 2000, 104, 5011.
21. Fujii, R.; Onaka, K.; Kuki, M.; Koyama, Y.; Watanabe, Y. Chem. Phys. Lett. 1998, 288, 847.
22. Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Josue, J. S.; Young, A. J. Biochemistry 2000, 39, 2831.
23. Fujii, R.; Ishikawa, T.; Koyama, Y.; Taguchi, M.; Isobe, Y.; Nagae, H.; Watanabe, Y. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5348.
24. Polívka, T.; Herek, J. L.; Zigmantas, D.; Åkerlund, H.-E.; Sundström, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 4914.
25. Polívka, T.; Zigmantas, D.; Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Herek, J. L.; Koyama, Y.; Fujii, R.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1072.
26. Krueger, B. P.; Yom, J.; Walla, P. J.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1999, 310, 57.
27. Walla, P. J.; Linden, P. A.; Hsu, C.-P.; Scholes, G. D.; Fleming, G. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 10808.
28. Walla, P. J.; Linden, P. A.; Ohta, K.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1909.
29. Polívka, T.; Zigmantas, D.; Sundström, V.; Formaggio, E.; Cinque, G.; Bassi, R. Biochemistry 2002, 41, 439,
30. Sundström, V.; Pullerits, T.; van Grondelle, R.; J. Phys. Chem. B, 1999, 103, 2327.
31. McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthornwaite-Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517.
32. Prince, S. M.; et al. Unpublished data.
33. Walz, T.; Jamieson, S. J.; Bowers, C. M.; Bullough, P. A.; Hunter, C. N. J. Mol. Biol. 1998, 282, 833.
34. Desamero, R. Z. B.; Chynwat, V.; van der Hoef, I.; Jansen, F. J.; Lugtenburg, J.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R.; Cua A.; Bocian, D. F.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8151.
35. Andersson, P.-O.; Bachilo, S. M.; Chen, R.-L.; Gillbro, T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16199.
36. Ricci, M.; Bradforth, S. E.; Jimenez, R.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1996, 259, 381.
37. Noguchi, T.; Hayashi, H.; Tasumi, T. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1017, 280.
38. Fraser, N. J.; Dominy, P. J.; Ücker, B.; Siminin, I.; Scheer, H.; Cogdell, R. J. Biochemistry 1999, 38, 9684.
39. Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Josue, J.; Pendon, Z.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4569.
40. Zhang, J.-P.; Inaba, T.; Watanabe, Y.; Koyama, Y. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 484.
41. Jeevarajan, J. A.; Wei, C. C.; Jeevarajan, A. S.; Kispert, L. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5637.
42. Bally, T.; Roth, K.; Tang, W.; Schrock, R. R.; Knoll, K.; Park, L. Y. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2440.
43. Spheroidene radical in methanol solution was generated using 8 ns laser pulses centered at 355 nm. The spectrum shown in Figure 8 was reconstructed from kinetics measured in the 800-1100 nm region and each point represents integration over delay times 18-24 μs.
44. Konovalova, T. A.; Kispert, L. D.; Konovalov, V. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7858.
45. Mortensen, A.; Skibsted, L. H. Free Rad. Res. 1997, 26, 549.
46. Hanley, J.; Deligiannakis, Y.; Pascal, A.; Faller, P. Rutherford, A. W. Biochemistry 1999, 38, 8189.
47. Mortensen, A.; Skibsted, L. H.; Sampson, J.; Rice-Evans, C.; Everett, S. A. FEBS Lett. 1997, 418, 91.
48. Zhang, J.-P.; Fujii, R.; Koyama, Y.; Rondonuwu, F. S.; Watanabe, Y.; Mortensen, A.; Skibsted, L. H.; Chem. Phys. Lett. 2001, 348, 235.
49. Papagiannakis, E.; Kennis, J. T. M.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 6017.
50. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
51. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, Jr., J. A.; 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 98; Carnegie-Mellon University: Pittsburgh, PA, 1998.
52. He, Z.; Sundström, V.; Pullerits, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 159.