The nature of the complex counterion of the chromophore in rhodopsin

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 11, 2004, Pages 3673-3680

  Sugihara, Minoru ^a   Buss, Volker ^a   Entel, Peter ^a   Hafner, Jürgen ^b  

^a UNIVERSITY OF DUISBURG ESSEN   (Germany)

^b UNIVERSITY OF VIENNA   (Austria)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACIDS; HYDROGEN BONDS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; PIGMENTS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; PROTONS; WATER; X RAY ANALYSIS;

COMPLEX COUNTERION; ENERGY MINIMIZATION; GLUTAMATE; RETINAL BINDING SITE; RHODOPSIN; STEREOCHEMICAL ARRANGEMENT;

CHROMOPHORES;

EID: 1642398852     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0362786     Document Type: Article

References (62)

1. Yoshizawa, T.; Wald, G. Nature (London) 1963, 197, 1279.
2. Wald G.; Science 1968, 162, 230.
3. Hubbard, R.; Kropf, A.; Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1958, 44, 130.
4. Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Science 1991, 254, 412.
5. Dartnall, H. J. A. Vision Res. 1967, 8, 339.
6. Zhukovsky, E. A.; Oprlan, D. D. Science 1989, 246, 928.
7. Nathans, J. Biochemistry 1990, 29, 9746.
8. Doukas, A. G.; Aton, B.; Callender, R. H.; Ebrey, T. G. Biochemistry 1978, 17, 2430.
9. Cohen, G. B.; Oprin, D. D.; Robinson, P. R. Biochemistry 1992, 31, 12592.
10. Okada, T.; Ernst, O. P.; Palczewski, K.; Hofmann, K. P. Trends Biochem. Sci. 2001, 26, 318.
11. Steinberg, G.; Ottolenghi, M.; Sheves, M. Biophys. J. 1993, 64, 1499.
12. Sharp, K. A.; Honig, B. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1990, 19, 301.
13. Yang, A. S.; Gunner, M. R.; Sampogna, R.; Sharp, K.; Honig, B. Proteins 1993, 15, 252.
14. Sampogna, R. V.; Honig, B. Biophys. J. 1994, 66, 1341.
15. Birge, R. R. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1016, 293.
16. Spassov, V. Z.; Luecke, H.; Gerwert, G.; Bashford, D. J. Mol. Biol. 2001, 312, 203.
17. Warshel, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 2558.
18. Warshel, A. Barboy, N. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1469.
19. Palczewski, K.; Kumasaka, T.; Hori, T.; Behnke, C. A.; Motoshima, H.; Fox, B. A.; Le Trong, I.; Teller, D. C.; Okada, T.; Stenkamp, R. E.; Yamamoto, M.; Miyano, M. Science 2000, 289, 739.
20. Teller, D. C.; Okada, T.; Behnke, C. A.; Palczewki, K.; Stenkamp, R. E. Biochemistry 2001, 40, 7761.
21. Okada, T.; Fujiyoshi, Y.; Silow, M.; Navarro, J.; Landau, E. M.; Shichida, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5982.
22. Nagata, T.; Terakita, A.; Kandori, H.; Kojima, D.; Schichida, Y.; Maeda, A. Biochemistry 1997, 36, 6164.
23. Nagata, T.; Terakita, A.; Kandori, H.; Schichida, Y.; Maeda, A. Biochemistry 1998, 37, 17216.
24. Yamada, A.; Kakitani, T.; Yamamoto, S.; Yamato, T. Chem. Phys. Lett. 2002, 366, 670.
25. A preliminary account of this work has recently been published: Buss, V.; Sugihara, M.; Entel, P.; Hafner, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3245.
26. Kreese, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
27. Gaussian 98 (Revision A.I): Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, 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. M.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Repogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1998.
28. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990 41, 7892.
29. Perdew, J. P.; Zunger, A. Phys. Rev. B 1981 23 5048.
30. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A. Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.
31. Benco, L.; Tugega, D.; Hafner, J.; Lischka, H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10812.
32. Meyer, H.; Entel, P.; Hafner, J. Surf. Sci. 2001, 488, 177.
33. Rozanska, X.; van Santen, R. A.; Hutschka, F.; Hafner, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7655.
34. Mirzadegan, T.; Benkö, G.; Filipek, S.; Palczewski, K. Biochemistry 2003, 42, 2759.
35. Fahmy, K.; Jäger, F.; Beck, M.; Zvyaga, T. A.; Sakmar, T. P.; Siebert, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 10206.
36. Yan, E. C.; Kazmi, M. A.; De, S.; Chang, B. S. W.; Seibert, C.; Martin, E. P.; Mathies, R. A.; Sakmar, T. P. Biochemistry 2002, 41, 3620.
37. Birge, R. R.; Murray, L. P.; Pierce, B. M.; Akita, H.; Balogh-Nair, V.; Findsen, L. A.; Nakanishi, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 4117.
38. Sugihara, M.; Buss, V.; Entel, P.; Elstner, M.; Frauenheim, T. Biochemistry 2002, 41, 15259.
39. Sugihara, M.; Entel, P.; Meyer, H.; Buss, V.; Terstegen, F.; Hafner, J. Prog. Theor. Phys. Supl. 2000, 138, 107.
40. Terstegen, F.; Buss, V. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1996, 369, 53.
41. Terstegen, F.; Buss, V. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1998, 430, 209.
42. Röhring, U. F.; Guidoni, L.; Rothlisberger, U. Biochemistry 2002, 41, 10799.
43. Saam, J.; Tajkhorshid, E.; Hayashi, S.; Schulten, K. Biophys. J. 2002, 83, 3097.
44. Schichida, Y. Imai, H. Cell. Mol. Life Sci. 1998, 54, 1299.
45. Gat, Y.; Sheves, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3772.
46. Ding, Y.; Krogh-Jespersen, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 199, 261.
47. Jensen, J.; Gordon, M. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8159.
48. Harosi, F. I.; Sandorfy, C. Photochem. Photobiol. 1995, 61, 510.
49. Hudson, B. S.; Birge, R. R. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2274.
50. Glusker, J. P. Top. Curr. Chem. 1998, 198, 1.
51. Yokoyama, S.; Yokoyama, R. Comparative Molecular Biology of Visual Pigments. In Handbook of Biological Physics; Stavenga, D. G., DeGrip, W. J., Pugh, E. N., Jr., Eds.; Elsevier Science Press: Amsterdam, The Netherlands, 2000; Vol. 3, p 257.
52. al-Jandal, N.; Farrar, G. J.; Kiang, A. S.; Humphries, M. M.; Bannon, N.; Findlay, J. B. C.; Humphries, P.; Kenna, P. F. Human Mutation 1999, 13, 75.
53. Rao, V. R.; Cohen, G. B.; Oprian, D. D. Nature (London) 1994, 367, 639.
54. Dryja, T. P.; Berson, E. L.; Rao, V. R.; Oprian, D. D. Nat. Genet. 1993, 4, 280.
55. Garriga, P.; Manyosa, J. FEBS Lett. 2002, 528, 17.
56. Ramon, E.; del Valle, L. J. Garriga, P. J. Biol. Chem. 2003, 278, 6527.
57. Gross, A. K.; Rao, V. R.; Oprian, D. D. Biochemistry 2003, 42, 2009.
58. Gross, A. K.; Xie, G.; Oprian, D. D. Biochemistry 2003, 42, 2002.
59. Hofmann, K. P. Late Photoproducts and Signaling States of Bovine Rhodopsin. In Handbook of Biological Physics; Stavenga, D. G., DeGrip, W. J., Pugh, E. N., Jr., Eds.; Elsevier Science Press: Amsterdam, The Netherlands, 2000; Vol. 3, p 91.
60. Yan, E. C.; Kazumi, M. A.; Ganim, Z.; Hou, J. M.; Pan, P.; Chang, B. S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 9296.
61. Dukkipati, A.; Kusnetzow, A.; Babu, K. R.; Ramos, L.; Singh, D.; Knox, B. E.; Birge, R. R. Biochemistry 2002, 41, 99842
62. Warshel, A.; Parson, W. W. Q. Rev. Biophys. 2001, 34, 563.