Dynamics of geminate recombination of NO with myoglobin in aqueous solution probed by femtosecond Mid-IR spectroscopy

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 52, 2004, Pages 20366-20375

  Kim, Seongheun ^a   Jin, Geunyeong ^a   Lim, Manho ^a  

^a Pusan National University   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GROWTH KINETICS; INFRARED SPECTROSCOPY; MATHEMATICAL MODELS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE; MONOMERS; PHOTOLYSIS; PROTEINS; SOLUTIONS;

IR SPECTRUM; MYOGLOBIN (MB); PICOSECONDS; PROTEIN DYNAMICS;

NITROGEN OXIDES;

EID: 11344282347     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0489020     Document Type: Article

References (96)

1. Springer, B. A.; Sugar, S. G.; Olson, J. S.; Phillips, G. N., Jr. Chem. Rev. 1994, 94, 699.
2. Case, D. E.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1979, 132, 343.
3. Ansari, A.; Berendzen, J.; Braunstein, D. K.; Cowen, B. R.; Frauenfelder, H.; Hong, M. K.; Iben, I. E. T.; Johnson, J. B.; Ormos, P.; Sauke, T. B.; Scholl, R.; Schulte, A.; Steinbach, P. J.; Vittitow, J.; Young, R. D. Biophys. Chem. 1987, 26, 337.
4. Petrich, J. W.; Lambry, J. C.; Kuczera, K.; Karplus, M.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1991, 30, 3975.
5. Shreve, A. P.; Franzen, S.; Simpson, M. C.; Dyer, R. B. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7969.
6. Austin, R. H.; Beeson, K. W.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1975, 14, 5355.
7. Ansari, A.; Berendzen, J.; Bowne, S. F.; Frauenfelder, H.; Iben, I. E. T.; Sauke, T. B.; Shyamsunder, E.; Young, R. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 5000.
8. Frauenfelder, H.; Parak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1988, 17, 451.
9. Henry, E. R.; Sommer, J. H.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. J. Mol. Biol. 1983, 166, 443.
10. Petrich, J. W.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1988, 27, 4049.
11. Moller, J. K. S.; Skibsted, L. H. Chem. Rev. 2002, 102, 1167.
12. Gibson, Q. H.; Regan, R.; Elber, R.; Olson, J. S.; Carver, T. E. J. Biol. Chem. 1992, 267, 22022.
13. Walda, K. N.; Liu, X. Y.; Sharma, V. S.; Magde, D. Biochemistry 1994, 33, 2198.
14. Petrich, J. W.; Lambry, J.-C; Balasubramanian, S.; Lambright, D. G.; Boxer, S. G.; Martin, J. L. J. Mol. Biol. 1994, 238, 437.
15. Jongeward, K. A.; Magde, D.; Taube, D. J.; Marsters, J. C.; Traylor, T. G.; Sharma, V. S. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 380.
16. Ikeda-Saito, M.; Dou, Y.; Yonetani, T.; Olson, J. S.; Li, T.; Regan, R.; Gibson, Q. H. J. Biol. Chem. 1993, 268, 6855.
17. Quillin, M. L.; Li, T.; Olson, J. S.; Phillips, G. N. J.; Dou, Y.; Ikeda-Saito, M.; Regan, R.; Carlson, M.; Gibson, Q. H.; Li, H.; Elber, R. J. Mol. Biol. 1995, 245, 416.
18. Olson, J. S.; Phillips, G. N., Jr. J. Biol. Chem. 1996, 271, 17593.
19. Kholodenko, Y.; Gooding, E. A.; Dou, Y.; Ikeda-Saito, M.; Hochstrasser, R. M. Biochemistry 1999, 38, 5918.
20. Ye, X.; Demidov, A.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5914.
21. Zemojtel, T.; Rini, M.; Heyne, K.; Dandekar, T.; Nibbering, E. T. J.; Kozlowski, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1930.
22. Li, H.; Elber, R.; Straub, J. E. J. Biol. Chem. 1993, 268, 17908.
23. Carver, T. E.; Rohlfs, R. J.; Olson, J. S.; Gibson, Q. H.; Blackmore, R. S.; Springer, B. A.; Sligar, S. G. J. Biol. Chem. 1990, 265, 20007.
24. Schaad, O.; Zhou, H. X.; Szabo, A.; Eaton, W. A.; Henry, E. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 9547.
25. Meuwly, M.; Becker, O. M.; Stote, R.; Karplus, M. Biophys. Chem. 2002, 98, 183.
26. Agmon, N.; Hopfield, J. J. J. Chem. Phys. 1983, 79, 2042.
27. Srajer, V.; Reinisch, L.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6656.
28. Steinbach, P. J.; Ansari, A.; Berendzen, J.; Braunstein, D.; Chu, K.; Cowen, B. R.; Ehrenstein, D.; Frauenfelder, H.; Johnson, J. B.; et al. Biochemistry 1991, 30, 3988.
29. Tian, W. D.; Sage, J. T.; Srajer, V.; Champion, P. M. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 408.
30. Lambright, D. G.; Balasubramanian, S.; Boxer, S. G. Biochemistry 1993, 32, 10116.
31. Johnson, J. B.; Lamb, D. C.; Frauenfelder, H.; Muller, J. D.; McMahon, B.; Nienhaus, G. U.; Young, R. D. Biophys. J. 1996, 71, 1563.
32. Kuczera, K.; Lambry, J. C.; Martin, J. L.; Karplus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5805.
33. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5801.
34. Balasubramanian, S.; Lambright, D. G.; Boxer, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 4718.
35. Adachi, S.; Sunohara, N.; Ishimori, K.; Morishima, I. J. Biol. Chem. 1992, 267, 12614.
36. Muller, J. D.; McMahon, B. H.; Chien, E. Y.; Sligar, S. G.; Nienhaus, G. U. Biophys. J. 1999, 77, 1036.
37. Steinbach, P. J.; Chu, K.; Frauenfelder, H.; Johnson, J. B.; Lamb, D. C.; Nienhaus, G. U.; Sauke, T. B.; Young, R. D. Biophys. J. 1992, 61, 235.
38. Maxwell, J. C.; Caughey, W. S. Methods Enzymol. 1978, 54, 302.
39. Carlson, M. L.; Regan, R.; Elber, R.; Li, H.; Phillips, G. N., Jr.; Olson, J. S.; Gibson, Q. H. Biochemistry 1994, 33, 10597.
40. Zhao, X. J.; Sampath, V.; Caughey, W. S. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 204, 537.
41. Miller, L. M.; Pedraza, A. J.; Chance, M. R. Biochemistry 1997, 36, 12199.
42. Park, E. S.; Thomas, M. R.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12297.
43. Thomas, M. R.; Brown, D.; Franzen, S.; Boxer, S. G. Biochemistry 2001, 40, 15047.
44. Reddy, K. S.; Yonetani, T.; Tsuneshige, A.; Chance, B.; Kushkuley, B.; Stavrov, S. S.; Vanderkooi, J. M. Biochemistry 1996, 35, 5562.
45. Marques, H. M.; Perry, C. B. J. Inorg. Biochem. 1999, 75, 281.
46. Mondelli, R.; Scaglioni, L.; Mazzini, S.; Bolis, G.; Ranghino, G. Magn. Reson. Chem. 2000, 38, 229.
47. Hamm, P.; Lim, L.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123.
48. Hamm, P.; Kaindl, R. A.; Stenger, J. Opt. Lett. 2000, 25, 1798.
49. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Time-resolved infrared studies of ligand dynamics in heme proteins. Practical Spectroscopy; Marcel Dekker: New York, 2001; Vol. 26, p 191.
50. Lim, M. Bull. Korean Chem. Soc. 2002, 23, 865.
51. Kim, S.; Jin, G.; Lim, M. Bull. Korean Chem. Soc. 2003, 24, 1470.
52. Lim, M.; Wolford, M. F.; Hamm, P.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 355.
53. Harbury, H. A.; Loach, P. A. J. Biol. Chem. 1960, 235, 3640.
54. Harbury, H. A.; Loach, P. A. J. Biol. Chem. 1960, 235, 3646.
55. Jehanli, A. M. T.; Stotter, D. A.; Wilson, M. T. Eur. J. Biochem. 1976, 71, 613.
56. Kimura, K.; Peterson, J.; Wilson, M.; Cookson, D. J.; Williams, R. J. J. Inorg. Biochem. 1981, 15, 11.
57. Urry, D. W. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 4190.
58. Wilson, M. T.; Ranson, R. J.; Masiakowski, P.; Czarnecka, E.; Brunori, M. Eur. J. Biochem. 1977, 77, 193.
59. Hamm, P. Chem. Phys. 1995, 200, 415.
60. Wynne, K.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 1995, 193, 211.
61. Anfinrud, P. A.; Han, C.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 8387.
62. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 209.
63. Dong, A.; Huang, P.; Caughey, W. S. Biochemistry 1990, 29, 3303.
64. Dousseau, F.; Pezolet, M. Biochemistry 1990, 29, 8771.
65. Causgrove, T. P.; Dyer, R. B. Biochemistry 1993, 32, 11985.
66. Causgrove, T. P.; Dyer, R. B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 3273.
67. Henry, E. R.; Eaton, W. A.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 85, 8982.
68. Hamm, P.; Ohline, S. M.; Zinth, W. J. Chem. Phys. 1997, 106, 519.
69. Herzberg, G. Spectra of Diatomic Molecules; Van Nostrand Reinhold Ltd.: New York, 1950.
70. Kim, S.; Lim, M., to be published.
71. Bevington, P. R. Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences; McGraw-Hill Book Co.: New York, 1969.
72. Reynolds, M. F.; Parks, R. B.; Burstyn, J. N.; Shelver, D.; Thorsteinsson, M. V.; Kerby, R. L.; Roberts, G. P.; Vogel, K. M.; Spiro, T. G. Biochemistry 2000, 39, 388.
73. Tomita, T.; Hirota, S.; Ogura, T.; Olson, J. S.; Kitagawa, T. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7044.
74. Brucker, E. A.; Olson, I. S.; Ikeda-Saito, M.; Phillips, G. N., Jr. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1998, 30, 352.
75. Butt, W. D.; Keilin, D. Proc. R. Soc. London, Ser. B 1962, 156, 429.
76. Yoshimura, T.; Suzuki, S.; Nakahara, A.; Iwasaki, H.; Masuko, M.; Matsubara, T. Biochemistry 1986, 25, 2436.
77. Nienhaus, G. U.; Mourant, J. R.; Chu, K.; Frauenfelder, H. Biochemistry 1994, 33, 13413.
78. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4355.
79. Coyle, C. M.; Vogel, K. M.; Rush, T. S., III; Kozlowski, P. M.; Williams, R.; Spiro, T. G.; Dou, Y.; Ikeda-Saito, M.; Olson, J. S.; Zgierski, M. Z. Biochemistry 2003, 42, 4896.
80. Brooks, C. L., III; Karplus, M.; Pettitt, B. M. Proteins: a Theoretical Perspective of Dynamics, Structure and Thermodynamics; John Wiley & Sons: New York, 1988.
81. Malinski, T.; Taha, Z.; Grunfeld, S.; Patton, S.; Kapturczak, M.; Tomboulian, P. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, 193, 1076.
82. Lancaster, J. R., Jr. Nitric Oxide 1997, 1, 18.
83. Woutersen, S.; Emmerichs, U.; Bakker, H. J. Science 1997, 278, 658.
84. Ronne, C.; Astrand, P.-O.; Keiding, S. R. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2888.
85. Stenger, J.; Madsen, D.; Hamm, P.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2341.
86. Agmon, N. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1072.
87. Chernoff, D. A.; Hochstrasser, R. M.; Steele, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1980, 77, 5606.
88. Cornelius, P. A.; Hochstrasser, R. M.; Steele, A. W. J. Mol. Biol. 1983, 163, 119.
89. Szabo, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 2108.
90. Frauenfelder, H.; Wolynes, P. G. Science 1985, 229, 337.
91. Harvey, J. N. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12401.
92. McMahon, B. H.; Stojkovic, B. P.; Hay, P. J.; Martin, R. L.; Garcia, A. E. J. Chem. Phys. 2000, 113, 6831.
93. Cao, W.; Ye, X.; Georgiev, G. Y.; Berezhna, S.; Sjodin, T.; Demidov, A. A.; Wang, W.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Biochemistry 2004, 43, 7017.
94. Frauenfelder, H.; Sugar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
95. Hong, M. K.; Shyamsunder, E.; Austin, R. H.; Gerstman, B. S.; Chan, S. S. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 2673.
96. Rousseau, D. L.; Argade, P. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 1310.