Long-range electron transfer

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Volumn 102, Issue 10, 2005, Pages 3534-3539

  Gray, Harry B ^a   Winkler, Jay R ^a  

^a CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

Electron tunneling; Glass; Hopping; Protein

Indexed keywords

GLASS; NUCLEAR FACTOR; ORGANIC COMPOUND; PROTEIN;

COVALENT BOND; ELECTRON TRANSPORT; HYDROGEN BOND; MOLECULE; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN PROTEIN INTERACTION; REVIEW;

ELECTRON TRANSPORT; ENERGY TRANSFER; HYDROGEN BONDING; MODELS, CHEMICAL; OXIDATION-REDUCTION; PHOTOCHEMISTRY;

EID: 14844360343     PISSN: 00278424     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1073/pnas.0408029102     Document Type: Review

References (101)

1. Gamow, G. (1928) Z. Phys. 51, 204-212.
2. Gurney, R. W. & Condon, E. U. (1929) Phys. Rev. 33, 127-140.
3. Esaki, L. (1974) Science 183, 1149-1155.
4. Miller, J. R. (1975) Science 189, 221-222.
5. Marcus, R. A. & Sutin, N. (1985) Biochim. Biophys. Acta 811, 265-322.
6. De Vault, D., Parkes, J. H. & Chance, B. (1967) Nature 215, 642-644.
7. Gray, H. B. & Winkler, J. R. (2003) Q. Rev. Biophys. 36, 341-372.
8. McConnell, H. M. (1961) J. Chem. Phys. 35, 508-515.
9. Halpern, J. & Orgel, L. E. (1960) Disc. Faraday Soc. 32-41.
10. Oevering, H., Paddon-Row, M. N., Heppener, M., Oliver, A. M., Cotsaris, E., Verhoeven, J. W. & Hush, N. S. (1987) J. Am. Chem. Soc. 109, 3258-3269.
11. Johnson, M. D., Miller, J. R., Green, N. S. & Closs, G. L. (1989) J. Phys. Chem. 93, 1173-1176.
12. Smalley, J. F., Finklea, H. O., Chidsey, C. E. D., Linford, M. R., Creager, S. E., Ferraris, J. P., Chalfant, K., Zawodzinsk, T., Feldberg, S. W. & Newton, M. D. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 2004-2013.
13. Helms, A., Heiler, D. & McLendon, G. (1992) J. Am. Chem. Soc. 114, 6227-6238.
14. Wenger, O. S., Leigh, B. S., Villahermosa, R. M., Gray, H. B. & Winkler, J. R. (2005) Science 307, 99-102.
15. Davis, W. B., Svec, W. A., Ratner, M. A. & Wasielewski, M. R. (1998) Nature 396, 60-63.
16. Sakata, Y., Tsue, H., O'Neil, M. P., Wiederrecht, G. P. & Wasielewski, M. R. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116, 6904-6909.
17. Newton, M. D. (1997) J. Electroanal. Chem. 438, 3-10.
18. Hayashi, S. & Kato, S. (1998) J. Phys. Chem. A 102, 3333-3342.
19. Weidemaier, K., Tavernier, H. L., Swallen, S. F. & Fayer, M. D. (1997) J. Phys. Chem. A 101, 1887-1902.
20. Miller, J. R. (1975) J. Phys. Chem. 79, 1070-1078.
21. Miller, J. R., Beitz, J. V. & Huddleston, R. K. (1984) J. Am. Chem. Soc. 106, 5057-5068.
22. Swallen, S. W., Weidemaier, K., Tavernier, H. L. & Fayer, M. D. (1996) J. Phys. Chem. 100, 8106-8117.
23. Ponce, A., Gray, H. B. & Winkler, J. R. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 8187-8191.
24. Winkler, J. R., Wittung-Stafshede, P., Leckner, J., Malmström, B. G. & Gray, H. B. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4246-4249.
25. Gray, H. B., Malmström, B. G. & Williams, R. J. P. (2000) J. Biol. Inorg. Chem. 5, 551-559.
26. Simonson, T. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 6544-6549.
27. Winkler, J. R., Nocera, D. G., Yocom, K. M., Bordignon, E. & Gray, H. B. (1982) J. Am. Chem. Soc. 104, 5798-5800.
28. Winkler, J. R. & Gray, H. B. (1992) Chem. Rev. 92, 369-379.
29. Gray, H. B. & Winkler, J. R. (1996) Annu. Rev. Biochem. 65, 537-561.
30. Winkler, J. R., Di Bilio, A., Farrow, N. A., Richards, J. H. & Gray, H. B. (1999) Pure Appl. Chem. 71, 1753-1764.
31. Langen, R., Chang, I.-J., Germanas, J. P., Richards, J. H., Winkler, J. R. & Gray, H. B. (1995) Science 268, 1733-1735.
32. Regan, J. J., Di Bilio, A. J., Langen, R., Skov, L. K., Winkler, J. R., Gray, H. B. & Onuchic, J. N. (1995) Chem. Biol. 2, 489-496.
33. Adman, E. T. (1991) Adv. Protein Chem. 42, 145-197.
34. Crane, B. R., Di Bilio, A. J., Winkler, J. R. & Gray, H. B. (2001) J. Am. Chem. Soc. 123, 11623-11631.
35. Smalley, J. F., Feldberg, S. W., Chidsey, C. E. D., Linford, M. R., Newton, M. D. & Liu, Y.-P. (1995) J. Phys. Chem. 99, 13141-13149.
36. Farver, O. & Pecht, I. (1999) Adv. Chem. Phys. 107, 555-589.
37. Chang, I.-J., Gray, H. B. & Winkler, J. R. (1991) J. Am. Chem. Soc. 113, 7056-7057.
38. Babini, E., Bertini, I., Borsari, M., Capozzi, F., Luchinat, C., Zhang, X., Moura, G. L. C., Kurnikov, I. V., Beratan, D. N., Ponce, A., et al. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 4532-4533.
39. Beratan, D. N. & Onuchic, J. N. (1989) Photosynth. Res. 22, 173-186.
40. Onuchic, J. N., Beratan, D. N., Winkler, J. R. & Gray, H. B. (1992) Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 21, 349-377.
41. Beratan, D. N., Betts, J. N. & Onuchic, J. N. (1991) Science 252, 1285-1288.
42. Regan, J. J. & Onuchic, J. N. (1999) Adv. Chem. Phys. 107, 497-553.
43. Balabin, I. A. & Onuchic, J. N. (1998) J. Phys. Chem. B 102, 7497-7505.
44. Skourtis, S. S. & Beratan, D. N. (1997) J. Biol. Inorg. Chem. 2, 378-386.
45. Kumar, K., Kurnikov, I. V., Beratan, D. N., Waldeck, D. H. & Zimmt, M. B. (1998) J. Phys. Chem. A 102, 5529-5541.
46. Stuchebrukhov, A. A. (1996) J. Chem. Phys. 105, 10819-10829.
47. Skourtis, S. S., Balabin, I. A., Kawatsu, T. & Beratan, D. N. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 3552-3557.
48. Calef, D. F. & Wolynes, P. G. (1983) J. Phys. Chem. 87, 3387-3400.
49. Calef, D. F. & Wolynes, P. G. (1983) J. Chem. Phys. 78, 470-482.
50. Maroncelli, M., MacInnis, J. & Fleming, G. (1989) Science 243, 1674-1681.
51. Hynes, J. T. (1986) J. Phys. Chem. 90, 3701-3706.
52. Sumi, H. & Marcus, R. A. (1986) J. Chem. Phys. 84, 4894-4914.
53. Bixon, M. & Jortner, J. (1993) Chem. Phys. 176, 467-481.
54. Bixon, M. & Jortner, J. (1999) Adv. Chem. Phys. 106, 35-202.
55. Genberg, L., Richard, L., McLendon, G. & Miller, R. J. D. (1991) Science 251, 1051-1054.
56. Bashkin, J. S., McLendon, G., Mukamel, S. & Marohn, J. (1990) J. Phys. Chem. 94, 4757-4761.
57. Pierce, D. W. & Boxer, S. G. (1992) J. Phys. Chem. 96, 5560-5566.
58. Hagen, S. J. & Eaton, W. A. (1996) J. Chem. Phys. 104, 3395-3398.
59. Khoshtariya, D. E., Wei, J., Liu, H., Yue, H. & Waldeck, D. H. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 7704-7714.
60. Stemp, E. D. A. & Hoffman, B. M. (1993) Biochemistry 32, 10848-10865.
61. Pletneva, E. V., Fulton, D. B., Kohzuma, T. & Kostic, N. M. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 1034-1046.
62. Tezcan, F. A., Crane, B. R., Winkler, J. R. & Gray, H. B. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 5002-5006.
63. Lo Conte, L., Chothia, C. & Janin, J. (1999) J. Mol. Biol. 285, 2177-2198.
64. Pelletier, H. & Kraut, J. (1992) Science 258, 1748-1755.
65. Miyashita, O., Okamura, M. Y. & Onuchic, J. N. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 3558-3563.
66. McGourty, J. L., Blough, N. V. & Hoffman, B. M. (1983) J. Am. Chem. Soc. 105, 4470-4472.
67. Kuila, D., Baxter, W. W., Natan, M. J. & Hoffman, B. M. (1991) J. Phys. Chem. 95, 1-3.
68. Peterson-Kennedy, S. E., McGourty, J. L., Kalweit, J. A. & Hoffman, B. M. (1986) J. Am. Chem. Soc. 108, 1739-1746.
69. Dick, L. A., Malfant, I., Kuila, D., Nebolsky, S., Nocek, J. M., Hoffman, B. M. & Ratner, M. A. (1998) J. Am. Chem. Soc. 120, 11401-11407.
70. Mauk, A. G., Mauk, M. R., Moore, G. R. & Northrup, S. H. (1995) J. Bioenerg. Biomemb. 27, 311-330.
71. Durham, B., Fairris, J. L., McLean, M., Millett, F., Scott, J. R., Sligar, S. G. & Willie, A. (1995) J. Bioenerg. Biomemb. 27, 331-340.
72. Salemme, F. R. (1976) J. Mol. Biol. 102, 563-568.
73. Mauk, M. R., Reid, L. S. & Mauk, A. G. (1982) Biochemistry 21, 1843-1846.
74. McLendon, G. & Miller, J. R. (1985) J. Am. Chem. Soc. 107, 7811-7816.
75. Qin, L., Rodgers, K. K. & Sligar, S. G. (1991) Mol. Cryst. Liq. Cryst. 194, 311-316.
76. Meyer, T. E., Rivera, M., Walker, F. A., Mauk, M. R., Mauk, A. G., Cusanovich, M. A. & Tollin, G. (1993) Biochemistry 32, 622-627.
77. Nocek, J. M., Zhou, J. S., DeForest, S., Priyadarshy, S., Beratan, D. N., Onuchic, J. N. & Hoffman, B. M. (1996) Chem. Rev. 96, 2459-2489.
78. Poulos, T. L. & Kraut, J. (1980) J. Biol. Chem. 255, 10322-10330.
79. Hoffman, B. M., Celis, L. M., Cull, D. A., Patel, A. D., Seifert, J. L., Wheeler, K. E., Wang, J., Yao, J., Kurnikov, I. V. & Nocek, J. M. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 3564-3569.
80. Ramirez, B. E., Malmström, B.G., Winkler, J. R. & Gray, H. B. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 11949-11951.
81. Iwata, S., Ostermeier, C., Ludwig, B. & Michel, H. (1995) Nature 376, 660-669.
82. Tsukihara, T., Aoyama, H., Yamashita, E., Tomizaki, T., Yamaguchi, H., Shinzawa-Itoh, K., Nakashima, R., Yaono, R. & Yoshikawa, S. (1995) Science 269, 1071-1074.
83. Yoshikawa, S., Shinzawa-Itoh, K., Nakashima, R., Yaono, R., Yamashita, E., Inoue, N., Yao, M., Fei, J. M., Libeu, C. P., Mizushima, T., et al. (1998) Science 280, 1723-1729.
84. Geren, L. M., Beasley, J. R., Fine, B. R., Saunders, A. J., Hibdon, S., Pielak, G. J., Durham, B. & Millett, F. (1995) J. Biol. Chem. 270, 2466-2472.
85. Pan, L. P., Hibdon, S., Liu, R.-Q., Durham, B. & Millett, F. (1993) Biochemistry 32, 8492-8498.
86. Roberts, V. A. & Pique, M. E. (1999) J. Biol. Chem. 274, 38051-38060.
87. Flöck, D. & Helms, V. (2002) Proteins Struct. Funct. Genet. 47, 75-85.
88. Witt, H., Malatesta, F., Nicoletti, F., Brunori, M. & Ludwig, B. (1998) J. Biol. Chem. 273, 5132-5136.
89. Zhen, Y. J., Hoganson, C. W., Babcock, G. T. & Ferguson-Miller, S. (1999) J. Biol. Chem. 274, 38032-38041.
90. Wang, K. F., Zhen, Y. J., Sadoski, R., Grinnell, S., Geren, L., Ferguson-Miller, S., Durham, B. & Millett, F. (1999) J. Biol. Chem. 274, 38042-38050.
91. Drosou, V., Malatesta, F. & Ludwig, B. (2002) Eur. J. Biochem. 269, 2980-2988.
92. George, S. D., Metz, M., Szilagyi, R. K., Wang, H., Cramer, S. P., Lu, Y., Tolman, W. B., Hedman, B., Hodgson, K. O. & Solomon, E. I. (2001) J. Am. Chem. Soc. 123, 5757-5767.
93. Farver, O., Einarsdóttir, O. & Pecht, I. (2000) Eur. J. Biochem. 267, 950-954.
94. Regan, J. J., Ramirez, B. E., Winkler, J. R., Gray, H. B. & Malmström, B. G. (1998) J. Bioenerg. Biomembr. 30, 35-39.
95. Gamelin, D. R., Randall, D. W., Hay, M. T., Houser, R. T., Mulder, T. C., Canters, G. W., de Vries, S., Tolman, W. B., Lu, Y. & Solomon, E. I. (1998) J. Am. Chem. Soc. 120, 5246-5263.
96. Medvedev, D. M., Daizadeh, I. & Stuchebrukhov, A. A. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 6571-6582.
97. Sjöberg, B. M. (1997) Struct. Bonding 88, 139-173.
98. Stubbe, J., Nocera, D. G., Yee, C. S. & Chang, M. C. Y. (2003) Chem. Rev. 103, 2167-2201.
99. Page, C. C., Moser, C. C., Chen, X. & Dutton, P. L. (1999) Nature 402, 47-52.
100. Goldsmith, R. H., Sinks, L. E., Kelley, R. F., Betzen, L. J., Liu, W., Weiss, E. A., Ratner, M. A. & Wasielewski, M. R. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 3540-3545.
101. Yavin, E., Boal, A. K., Stemp, E. D. A., Boon, E. M., Livingston, A. L., O'Shea, V. L., David, S. S. & Barton, J. K. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 3546-3551.