Exploring charge migration in light-harvesting complexes using electron paramagnetic resonance line narrowing

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 107, Issue 9, 2003, Pages 2127-2138

  Srivatsan, Nagarajan ^a   Weber, Stefan ^b   Kolbasov, Dimitri ^c   Norris, James R ^c  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^c UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIA; CHARGE TRANSFER; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; OXIDATION; PHOTOSYNTHESIS; PIGMENTS; POTASSIUM COMPOUNDS;

BACTERIOCHLOROPHYLL PIGMENTS; CHARGE MIGRATION; ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE LINE NARROWING; LIGHT HARVESTING COMPLEXES; POTASSIUM FERRICYANIDE; RHODOBACTER SPHAEROIDES; VIBRONIC COUPLING;

PROTEINS;

EID: 0037422354     PISSN: 10895647     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0255233     Document Type: Article

References (68)

1. Fleming, G. R.; van Grondelle, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 1997, 7, 738.
2. McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthorntwaite-Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517.
3. Koepke, J.; Hu, X.; Muenke, C.; Schulten, K.; Michel, H. Structure 1996, 4, 581.
4. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. Nature 1985, 318, 618.
5. Allen, J. P.; Feher, G.; Yeates, T. O.; Komiya, H.; Rees, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 5730.
6. Chang, C.-H.; Tiede, D.; Tang, J.; Smith, U.; Norris, J.R.; Schiffer, M. FEBS Lett. 1986, 205, 82.
7. Karrasch, S.; Bullough, P. A.; Ghosh, R. EMBO J. 1995, 14, 631.
8. Monshouwer, R.; van Grondelle, R. Biochim. Biophys. Acta 1996, 1275, 70.
9. Chachisvilis, M.; Kühn, O.; Pullerits, T.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7275.
10. Sauer, K.; Cogdell, R. J.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Isaacs, N. W.; Scheer, H. Photochem. Photobiol. 1996, 64, 564.
11. Scholes, G. D.; Gould, I. R.; Cogdell, R. J.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2543.
12. Rosenbachbelkin, V.; Fisher J. R. E.; Scherz, A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 676.
13. Koolhaas, M. H. C.; Frese, R. N.; Fowler, G. J. S.; Bibby, T. S.; Georgakopoulou, S.; van Der Zwan, G.; Hunter, C. N.; van Grondelle, R. Biochemistry 1998, 37, 4693.
14. Beekman, L. M. P.; Frese, R. N.; Fowler, G. J. S.; Picorel, R.; Cogdell, R. J.; van Stokkum, I. H. M.; Hunter, C. N.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7293.
15. Jimenez, R.; Dikshit, S. N.; Bradforth, S. E.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6825.
16. Middendorf, T. R.; Mazzola, L. T.; Lao, K.; Steffen, M. A.; Boxer, S. G. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1143, 223.
17. Beekman, L. M. P.; Steffen, M.; van Stokkum, I. H. M.; Olsen, J. D.; Hunter, C. N.; Boxer, S G.; Van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7284.
18. Warshel, A.; Parson, W. W. J. Am. Chem. Soc. 1997, 109, 6143.
19. Fowler, G. J. S.; Visschers, R. W.; Grief, G. G.; Van Grondelle, R. Nature 1992, 355, 848.
20. Braun, P.; Scherz, A. Biochemistry 1991, 30, 5177.
21. Engelhardt, H.; Engel, A.; Baumeister, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 8972.
22. Ikeda-Yamasaki, I.; Odahara, T.; Mitsuoka, K.; Fujiyoshi, Y.; Murata, K. FEBS Lett. 1998, 425, 505.
23. Miller, K. Nature 1982, 300, 53.
24. Stahlberg, H.; Dubochet, J.; Vogel, H.; Ghosh, R. J. Mol. Biol. 1998, 282, 819.
25. Stark, W.; Kühlbart, W.; Wildhaber, I.; Wehrli, E.; Mühlethaler, K. EMBO J. 1984, 3, 777.
26. Walz, T.; Ghosh, R. J. Mol. Biol. 1997, 265, 107.
27. Walz, T.; Jamieson, S. J.; Bowers, C. M.; Bullough, P. A.; Hunter, C. N. J. Mol. Biol. 1998, 282, 833.
28. Jungas, C.; Ranck, J.; Rigaud, J.; Joliot, P.; Verméglio, A. EMBO J. 1999, 18, 534.
29. Sundström V.; Pullerits, T.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2327.
30. Norris, J. R.; Uphaus, R. A.; Crespi, H. L.; Katz, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1971, 68, 625.
31. Bowman, M. K.; Norris, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1512.
32. Rautter, J.; Lendzian, F.; Lubitz, W.; Wang, S.; Allen, J. P. Biochemistry 1994, 33, 12077.
33. Gomez, I.; Sieiro, C.; Ramirez, J M.; Campo-Amores, S.; Del-Campo, F. F. FEBS Lett. 1982, 144, 117.
34. Gomez, I.; Sanchez, A.; Del-Campo, F. F. Physiol. Veg. 1985, 23, 583.
35. Gingras, G.; Picorel, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 3405.
36. Picorel, R.; Lefebre, S.; Gingras, G. Eur. J. Biochem. 1984, 142, 305.
37. Hunter, C. N.; Vangrondelle, R.; Vandorssen, R. J. Biochim. Biophys. Acta 1989, 973, 383.
38. Smirnov, A. I.; Belford, R. L. J. Magn. Reson. A 1995, 113, 65.
39. Lubitz, W. The Chlorophylls. In BChla Coupling Constants; Scheer, H., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1991; p 903.
40. Norris, J. R.; Katz, J. J. The Photosynthetic Bacteria. In Oxidized Bacteriochlorophyll as Photoproduct; Clayton, R. K., Sistrom, W. R., Eds.; Plenum Press: New York, 1978.
41. Tang, J.; Dikishit, S.N.; Norris, J. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2873.
42. Law, C. L.; Cogdell, R. J. FEBS Lett. 1998, 432, 27.
43. Molin, N. Y.; Salikhov, K. M.; Zamaraev, K. I. Spin Exchange: Principles and Applications in Chemistry and Biology; Springer-Verlag: Berlin, 1980.
44. Feher, G.; Hoff, A. J.; Isaacson, R. A.; Ackerson, L. C. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1975, 244, 239.
45. Srivatsan, N.; Norris, J. R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12391
46. Plato, M.; Lendzian, F.; Lubitz, W.; Möbius, K. Molecular Orbital Study of Electronic Asymmetry in Primary Donors of Bacterial Reaction Centers. In The Photosynthetic Bacterial Reaction Center II. Structure, Spectroscopy, and Dynamics; Verméglio, J. B. A., Ed.; Plenum Press: New York, 1992; Vol. 237, p 109.
47. Lubitz, W.; Rautter, J.; Käss, H.; Lendzian, F. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1995, 38, 77.
48. Rautter, J.; Lendzian, F.; Schulz, C.; Fetsch, A.; Kuhn, M.; Lin, X.; Williams, J. C.; Allen, J. P.; Lubitz, W. Biochemistry 1995, 34, 8130.
49. Allen, J.P.; Artz, K.; Lin, X.; Williams, J. C.; Ivancich, A.; Albouy, D.; Mattioli, T. A.; Fetsch, A.; Kuhn, M.; Lubitz, W. Biochemistry 1996, 35, 6612.
50. Lendzian, F.; Rautte, J.; Käs, H.; Gardiner, A.; Lubitz, W. Ber. Bunsen-Ges. 1996, 100, 2036.
51. Mattioli, T. A.; Hoffmann, A.; Sockalingum, D. G.; Schrader, B.; Robert, B.; Lutz, M. Spectrochim. Acta, Part A 1993, 49, 785.
52. Chumanov, G.; Picorel, R.; De Zarate, I. O.; Cotton, T. M.; Seibert, M. Photochem. Photobiol. 2000, 71, 589.
53. Bowman, M. K.; Michalski, T. J.; Tyson, R. L.; Worcester, D. L.; Katz, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 1498.
54. Seth, J.; Palaniappan, V.; Johnson, T. E.; Prathapan, S.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10578.
55. Seth, J.; Palaniappan, V.; Wagner, R. W.; Johnson T. E.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11194.
56. Yang, S. I.; Seth, J.; Strachan, J. P.; Gentemann, S.; Kim, D.; Holten, D.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. J. Porphyrins Phthalocyanines 1999, 3, 117.
57. Li, J. Z.; Ambroise, A.; Yang, S. I.; Diers, J. R.; Seth, J.; Wack, C. R.; Bocian, D. F.; Holten, D.; Lindsey, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8927.
58. Li, J. Z.; Diers, J. R.; Seth, J.; Yang, S. I.; Bocian, D. F.; Holten, D.; Lindsey, J. S. J. Org. Chem. 1999, 64, 9090.
59. Dick, L. A.; Malfant, I.; Kuila, D.; Nebolsky, S.; Nocek, J. M.; Hoffman, B. M.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11401.
60. Wu, H.-M.; Reddy, N. R. S.; Small G. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 651.
61. Wu, H.-M.; Ratsep, M.; Jankowiak, R.; Cogdell, R. J.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7641.
62. Wu, H.-M.; Ratsep, M.; Lee, I.-J.; Cogdell, R. J.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 7654.
63. Dikshit, S. N. Investigations of Purple Bacterial Light Harvesting Complexes Using Electron Paramagnetic Spectroscopy. Ph.D., University of Chicago, 1998.
64. Anderson, P. W. J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 316.
65. Kubo, R. J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 935.
66. Hu, X.; Schulten, K. Biophys. J. 1998, 75, 683.
67. Tang J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 5828.
68. Hoffman, B. M.; Ratner, M. A. Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 233.