Water rearrangement around the Schiff base in the late K (KL) intermediate of the bacteriorhodopsin photocycle

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 3, 2004, Pages 1096-1101

  Maeda, Akio ^a   Verhoeven, Michiel A ^b   Lugtenburg, Johan ^b   Gennis, R B ^a   Balashov, Sergei P ^c   Ebrey, Thomas G ^c  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b LEIDEN UNIVERSITY   (Netherlands)

^c UNIVERSITY OF WASHINGTON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIA; CHROMOPHORES; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; HYDROGEN BONDS; ISOMERIZATION; LIGHT ABSORPTION; MOLECULAR STRUCTURE; MOLECULAR VIBRATIONS; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; PROTONS; WATER;

BACTERIORHODOPSIN; HYDROGEN OUT-OF-PLANE BENDING VIBRATION; SCHIFF BASE; WATER REARRANGEMENT;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 0742321700     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp030484w     Document Type: Article

References (62)

1. Lozier, R. H.; Bogomolni, R. A.; Stoeckenius, W. Biophys. J. 1975, 15, 955.
2. Litvin, F. F.; Balashov, S. P.; Sineshchekov, V. A. Bioorg. Khim. 1975, 1, 1767.
3. Mathies, R. A.; Lin, S. W.; Ames, J. B.; Pollard, W. T. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991, 20, 491.
4. Birge, R. R.; Cooper, T. M.; Lawrence, A. F.; Masthay, M. B.; Zhang, C. F.; Zidovetzki, R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4327.
5. Rothschild, K. J. J. Bioenerg. Biomembr. 1992, 24, 147.
6. Maeda, A. Isr. J. Chem. 1995, 35, 387.
7. Maeda, A. Biochemistry (Moscow) 2001, 66, 1555.
8. Heberle, J. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1458, 135.
9. Dioumaev, A. K. Biochemistry (Moscow) 2001. 66, 1269.
10. Maeda, A.; Sasaki, J.; Pfefferlé, J.-M.; Shichida, Y.; Yoshizawa, T. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 911.
11. Kandori, H.; Belenky, M.; Herzfeld, J. Biochemistry 2002, 41, 6026.
12. Braiman, M. S.; Mathies, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982, 79, 403.
13. Gat, Y.; Grossjean, M.; Pinevsky, L.; Takei, H.; Rothman, Z.; Sigrist, H.; Lewis, A.; Sheves, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 2434.
14. Luecke, H.; Richter, H.-T.; Lanyi, J. K. Science 1998, 280, 1934.
15. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H.-T.; Cartailler, J.-P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899.
16. Belrhali, H.; Nollert, P.; Royant, A.; Menzel, C.; Rosenbusch, J. P.; Landau, E. M.; Pebay-Peyroula, E. Structure 1999, 7, 909.
17. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2002. 83, 1281.
18. Schobert, B.; Cupp-Vickery, J.; Hornak, V.; Smith, S.; Lanyi, J. J. Mol. Biol. 2002, 321, 715.
19. Matsui, Y.; Sakai, K.; Murakami, M.; Shiro, Y.; Adachi, S.; Okumura, H.; Kouyama, T. J. Mol. Biol. 2002, 324, 469.
20. Edman, K.; Nollert, P.; Royant, A.; Belrhali, H.; Pebay-Peyroula, E.; Hajdu, J.; Neutze, R.; Landau, E. M. Nature 1999, 401, 822.
21. Braiman, M. S.; Mogi, T.; Marti, M.; Stern, L. J.; Khorana, H. G.; Rothschild, K. J. Biochemistry 1988, 27, 8516.
22. Kandori, H.; Kinoshita, N.; Yamazaki, Y.; Maeda, A.; Shichida, Y.; Neeldeman, R.; Lanyi, J. K.; Bizounak, M.; Herzfeld, J. ; Raap, J.; Lugtenburg, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 4643.
23. Kandori, H.; Yamazaki, Y.; Shichida, Y.; Raap, J.; Lugtenburg, J.; Belenky, M.; Herzfeld, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 1571.
24. Sonar, S.; Liu, X. M.; Lee, C. P.; Coleman, M.; He, Y. W.; Pelletier, S.; Herzfeld, J.; RajBhandary, U. L.; Rothschild, K. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11614.
25. Fischer, W. B.; Sonar, S.; Marti, T.; Khorana, H. G.; Rothschild, K. J Biochemistry 1994, 33, 12757.
26. Hatanaka, M.; Kashima, R.; Kandori, H.; Friedman, N.; Sheves, M.; Needleman, R.; Lanyi, J. K.; Maeda, A. Biochemistry 1997, 36, 5493.
27. Hu, J. G.; Sun, B. Q.; Petkova, A. T.; Griffin, R. G.; Herzfeld, J. Biochemistry 1997, 36, 9316.
28. Maeda, A.; Tomson, F. L.; Gennis, R. B.; Ebrey, T. G.; Balashov, S. P. Biochemistry 1999, 38, 8800.
29. Yamazaki, Y.; Sasaki, J.; Hatanaka, M.; Kandori, H.; Maeda, A.; Needleman, R.; Shinada, T.; Yoshihara, K.; Brown, L. S.; Lanyi, J. K. Biochemistry 1995, 34, 577.
30. Maeda, A.; Balashov, S. P.; Lugtenburg, J.; Verhoeven, M. A.; Herzfeld, J.; Belenky, M.; Gennis, R. B.; Tomson, F. L.; Ebrey, T. G. Biochemistry 2002, 41, 3803.
31. Maeda, A.; Tomson, F. L.; Gennis, R. B.; Balashov, S. P.; Ebrey, T. G. Biochemistry 2003, 42, 2535.
32. Rothschild, K. J.; Roepe, P.; Gillespie, J. Biochim. Biophys. Acta 1985, 808, 140.
33. Sasaki, J.; Maeda, A.; Kato, C.; Hamaguchi, H. Biochemistry 1993, 32, 867.
34. Sasaki, J.; Yuzawa, T.; Kandori, H.; Maeda, A.; Hamaguchi, H. Biophys. J. 1995, 68, 2073.
35. Weidlich, O.; Seibert, F. Appl. Spectrosc. 1993, 47, 1394.
36. Hage, W.; Kim, M.; Frei, H.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16026.
37. Dioumaev, A.; Braiman, M. S. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1655.
38. Lohrmann, R.; Grieger, I.; Stockburger, M. J. Phys. Chem. 1991, 95, 1993.
39. Lohrmann, R.; Stockburger, M. J. Raman Spectrosc. 1992, 23, 575.
40. Siebert, F.; Mantele, W. Eur. J. Biochem. 1983, 130, 565.
41. Roepe, P. D.; Ahl, P. L.; Herzfeld, J.; Lugtenburg, J.; Rothschild, K. J. J. Biol. Chem. 1988, 263, 5110.
42. Gerwert, K.; Hess, B.; Soppa, J.; Oesterhelt, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 4943.
43. Gerwert, K.; Siebert, F. EMBO J. 1986, 5, 805.
44. Yamazaki, Y.; Hatanaka, M.; Kandori, H.; Sasaki, J.; Karstens, W. F. J.; Raap, J.; Lugtenburg, J.; Bizounok, M.; Herzfeld, J.; Needleman, R.; Lanyi, J. K.; Maeda, A. Biochemistry 1995, 34, 7088.
45. Doig, S. J.; Reid, P. J.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 6372.
46. Yamamoto, N.; Ebbesen, T. W.; Ohtani, H. Chem. Phys. Lett. 1994, 228, 61.
47. Vinogradov, S. N.; Linnell, R. H. Hydrogen bonding; Van Norstrand Reinhold Co.: New York, 1971.
48. Maeda, A.; Sasaki, J.; Yamazaki, Y.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. Biochemistry 1994, 33, 1713.
49. Diller, R.; Stockburger, M.; Oesterhelt, D.; Tittor, J. FEBS Lett. 1987, 217, 297.
50. Maeda, A.; Sasaki, J.; Shichida, Y.; Yoshizawa, T. Biochemistry 1992, 31, 462.
51. Glew, D. N.; Rath, N. S. Can. J. Chem. 1971, 49, 837.
52. Scatena, L. F.; Brown, M. G.; Richmond, G. L. Science 2001, 292, 908.
53. Kandori, H.; Yamazaki, Y.; Sasaki, J.; Needleman, R.; Lanyi, J. K.; Maeda, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2118.
54. Maeda, A.; Tomson, F. L.; Gennis, R. B.; Kandori, H.; Ebrey, T. G.; Balashov, S. P. Biochemistry 2000, 39, 10154.
55. Brown, L. S.; Váró, G.; Hatanaka, M.; Sasaki, J.; Kandori, H.; Maeda, A.; Friedman, N.; Sheves, M.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. Biochemistry 1995, 34, 12903.
56. Kandori, H. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1460, 177.
57. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H.-T.; Cartailler, J.-P.; Lanyi, J. K. Science 1999, 286, 255.
58. Luecke, H.; Schobert, B.; Cartailler, J.-P.; Richter, H.-T.; Rosengarth, A.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 2000, 300, 1237.
59. Sass, H. J.; Bildt, G.; Gessenich, R.; Hehn, D.; Neff, D.; Schlesinger, R.; Berendzen, J.; Ormos, P. Nature 2000, 406, 649.
60. Facciotti, M. T.; Rouhani, S.; Burkard, F. T.; Betancourt, F. M.; Downing, K. H.; Rose, R. B.; McDermott, G.; Glaeser, R. M. Biophys. J. 2001, 81, 3442.
61. Lanyi, J.; Schobert, B. J. Mol. Biol. 2002, 321, 727.
62. Braiman, M. S.; Dioumaev, A. K.; Lewis, J. R. Biophys. J. 1996, 70, 939.