Adiabatic electron affinities of the polyhydrated adenine-thymine base pair: A density functional study

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 109, Issue 17, 2005, Pages 3971-3979

  Kumar, Anil ^a   Mishra, P C ^a   Suhai, Sándor ^b  

^a BANARAS HINDU UNIVERSITY   (India)

^b GERMAN CANCER RESEARCH CENTER DKFZ   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; DNA; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; POROSITY; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; SPECTRUM ANALYSIS; THIN FILMS; X RAY ANALYSIS;

ELECTRON AFFINITIES; ELECTRONIC CHARGES; POLYHYDRATED ADENINE; PURINE BASES;

ORGANIC COMPOUNDS;

ADENINE; ANION; THYMINE; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; DNA BASE COMPOSITION; ELECTRON; HYDROGEN BOND; METHODOLOGY; PHYSICAL CHEMISTRY; THEORETICAL MODEL; THERMODYNAMICS;

ADENINE; ANIONS; BASE COMPOSITION; CHEMISTRY, PHYSICAL; ELECTRONS; HYDROGEN BONDING; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MODELS, THEORETICAL; MOLECULAR CONFORMATION; MOLECULAR STRUCTURE; NUCLEIC ACID CONFORMATION; THERMODYNAMICS; THYMINE; WATER;

EID: 18844437269     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0456178     Document Type: Article

References (108)

1. Scheraga, H. A. Acc. Chem. Res. 1979, 12, 7.
2. Makarov, V.; Pettitt, B. M.; Feig, M. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 376.
3. Barciszewski, J.; Jurczak, J.; Porowski, S.; Specht, T.; Erdmann, V. A. Eur. J. Biochem. 1999, 260, 293.
4. Auffinger, P.; Westhof, E. J. Mol. Biol. 2000, 300, 1113.
5. Orozco, M.; Luque, F. J. Biopolymers 1993, 33, 1851.
6. (a) Franklin, R. F.; Gosling, R. G. Acta Crystallogr. 1953, 6, 673.
7. (b) Poltev, V. I.; Teplukhin, A. V.; Malenkov, G. G. Biochemistry 1992, 31, 1499.
8. (c) Schneider, B.; Cohen, D.; Herman, H. M. Biopolymers 1992, 32, 725.
9. (a) Wolf, B.; Hanlon, S. Biochemistry 1975, 14, 1661.
10. (b) Aleman, C. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 461.
11. (c) Aleman, C. Chem. Phys. 1999, 244, 151.
12. Schneider, B.; Cohen, D. M.; Schleifer, L.; Srinivasan, A. R.; Olson, W. K.; Berman, H. M. Biophys. J. 1993, 65, 2291.
13. Schneider, B.; Cohen, D. M.; Berman, H. M. Biopolymers 1992, 32, 725.
14. Schneider, B.; Berman, H. M. Biophys. J. 1995, 69, 2661.
15. Feig, M.; Pettitt, B. M. J. Mol. Biol. 1999, 286, 1075.
16. Moroni, F.; Famulari, A.; Raimondi, M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 1169.
17. Zhanpeisov, N. U.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6167.
18. Zhanpeisov, N. U.; Šponer, J.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 10374.
19. Shishkin, O. V.; Gorb, L.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5357.
20. Sukhanov, O. S.; Shishkin, O. V.; Gorb, L.; Podolyan, Y.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2846.
21. Correll, C. C.; Freeborn, B.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. Cell 1997, 91, 705.
22. Goldblum, A.; Perahia, D.; Pullman, A. FEES Lett. 1978, 91, 213.
23. Van Mourik, T.; Price, S. L.; Clary, D. C. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1611.
24. Van Mourik, T.; Benoit, D. M.; Price, S. L.; Clary, D. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1281.
25. Becker, D.; Sevilla, M. D. Adv. Radiat. Biol. 1993, 17, 121.
26. Becker, D.; Sevilla, M. D. Electron Paramagnetic Resonance; The Royal Society of Chemistry: Cambridge, U.K., 1998; pp 79-115.
27. Sevilla, M. D.; Becker, D.; Razskazovskii, Y. Nukleonika 1997, 42, 283.
28. Tureček, F. J. Mass. Spectrom. 1998, 33, 779.
29. Voityuk, A. A.; Siriwong, K.; Rösch, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5421.
30. Close, D. M.; Hole, E. O.; Sagstuen, E.; Nelson, W. H. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6737.
31. Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6942.
32. Yoshioka, Y.; Kitagawa, Y.; Tukano, Y.; Yamaguchi, K.; Nakamura, T.; Saito, I. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8712.
33. Zhao, M.; Xia, Y.; Ma, Y.; Ying, M.; Liu, X.; Mei, L. Phys. Lett. A 2002, 300, 421.
34. Ratner, M. Nature 1999, 397, 480.
35. Yu, C. J.; Wan, Y.; Yowanto, H.; Li, J.; Tao, C.; James, M. D.; Tan, C. L.; Blackburn, G. F.; Meade, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11155.
36. Voityuk, A. A.; Michel-Beyerle, M.-E.; Rösch, N. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 231.
37. Erkilla, K. E.; Oldom, D. T.; Barton, J. K. Chem. Rev. 1999, 99, 2777.
38. Braun, E.; Eichen, Y.; Sivan, U.; Ben-Joseph, G. Nature 1998, 391, 775.
39. Schuster, G. B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 253.
40. Voityuk, A. A.; Rösch, N.; Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9740.
41. Pascaly, M.; Yoo, V.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9083.
42. Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
43. Treadway, C. R.; Hill, M. G.; Barton, J. K. Chem. Phys. 2002, 281, 409.
44. Boon, E. M.; Barton, J. K. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 320.
45. Starikov, E. B. J. Photochem. Photobiol. 2002, 3, 147.
46. Cai, Z.; Sevilla, M. D. Dalton Res. 2003, 159, 411.
47. Steenken, S.; Jovanovic, S. V. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 617.
48. Milligan, J. R.; Aguilera, J. A.; Ward, J. F. Int. J. Radiat. Biol. 2001, 77, 1195.
49. Giese, B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 631.
50. Lewis, F. D.; Wu, T. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2001, 2, 1.
51. Desfrancois, C.; Abdoul-Carime, H.; Schermann, J. P. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7792.
52. Barrios, R.; Skurski, P.; Simons, J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7991.
53. Colson, A. O.; Sevilla, M. D. Int. J. Radiat. Biol. 1995, 67, 627.
54. Colson, A. O.; Sevilla, M. D. Computational Molecular Biology. In Theoretical and Computational Chemistry, Lesczycyski, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 1999; Vol. 8, Chapter 7, p 245.
55. Ratner, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 387.
56. Meggers, E.; Michel-Beyerle, M. E.; Giese, B. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12950.
57. Dolgounitcheva, O.; Zakrzewski, V. G.; Ortiz, J. V. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8782.
58. Hobza, P.; Sponer, J. Chem. Rev. 1999, 99, 3247.
59. Messer, A.; Carpenter, K.; Forzley, K.; Buchanan, J.; Yang, S.; Razskazovskii, Y.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1128.
60. Wesolowski, S. S.; Leininger, M. L.; Pentchev, P. N.; Schaefer, H. F., III. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4023.
61. Giese, B.; Amaudrut, J.; Köhler, A.-K.; Spormann, M.; Wessely, S. Nature 2001, 412, 318.
62. Schiedt, J.; Weinkauf, R.; Neumark, D. M.; Schlag, E. W. Chem. Phys. 1998, 239, 511.
63. Wetmore, S. D.; Boyd, R. J.; Eriksson, L. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 322, 129.
64. Oyler, N. A.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1122.
65. Desfrancois, C.; Abdoul-Carime, H.; Caries, S.; Periquet, V.; Schermann, J. P.; Smith, D. M. A.; Adamowicz, L. J. Chem. Phys. 1999, 110, 11876.
66. Hendricks, J. H.; Lyapustina, S. A.; deClercq, H. L.; Snodgrass, J. T.; Bowen, K. H. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7788.
67. Smets, J.; Smith, D. M. A.; Elkadi, Y.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9152.
68. Hendricks, J. H.; Lyapustina, S. A.; deClercq, H. L.; Bowen, K. H. J. Chem. Phys. 1998, 108, 8.
69. Huels, M. A.; Hahndorf, I.; Illenberger, E.; Sanche, L. J. Chem. Phys. 1998, 108, 1309.
70. Barnett, R. N.; Cleveland, C. L.; Joy, A.; Landman, U.; Schuster, G. B. Science 2001, 294, 567.
71. Richardson, N. A.; Wesolowski, S. S.; Schaefer, H. F., III. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10163.
72. Richardson, N. A.; Wesolowski, S. S.; Schaefer, H. F., III. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 848.
73. Wiley: J. R.; Robinson, J. M.; Ehdaie, S.; Chen, E. C. M.; Chen, E. S. D.; Wentworth, W. E. Biochem. Biophys. Res. Commu. 1991, 180, 841.
74. Chen, E. S. D.; Chen, E. C. M.; Sane, N. Biochem. Biophys. Res. Commu. 1998, 246, 228.
75. Chen, E. C. M.; Chen, E. S. D. J. Phys. Chem B 2000, 104, 7835.
76. Li, X.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1596.
77. Li, X.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 9345.
78. Li, X.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10115.
79. Al-Jihad, I.; Smets, J.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2994.
80. Smets, J.; Jalbout, A. F.; Adamowicz, L. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 342.
81. Smith, D. M. A.; Smets, J.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem A 1999, 103, 5784.
82. Jalbout, A. F.; Smets, J.; Adamowicz, L. Chem. Phys. 2001, 273, 51.
83. Kumar, Anil; Knapp-mohammady, M.; Mishra, P. C.; Suhai, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1047.
84. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.
85. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Frisch, M. J.; Chabalowski, C. F. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
86. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
87. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Kiene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision B.04; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
88. Kennard, O.; Hunter, W. N. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1991, 30, 1254.
89. Wahl, C.; Sundarralingham, M. Biopolymers 1997, 44, 45.
90. Smith, F. W.; Feigan, J. Biochemistry 1993, 32, 8682.
91. Sitrahan, G. D.; Keniry, M. A.; Shafer, R. H. Biophys. J. 1998, 75, 968.
92. Daune, M. Molecular Biophysics Structures in Motion; Oxford University Press: U.K., 1999; p 290.
93. Guerra, C. F.; Bickelhaupt, F. M.; Snijders, J. G.; Baerends, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4117.
94. Seeman, N. C.; Rosenberg, J. M.; Suddath, F. L.; Kim, J. J. P.; Rich, A. J. Mol. Biol. 1976, 104, 109.
95. Sivanesan, D.; Sumathi, I.; Welsh, W. J. Chem. Phys. Lett. 2003, 367, 351.
96. Eisenhaber, F.; Mannik, J. H.; Tumanyan, V. G. Biopolymers 1990, 29, 1453.
97. Eisenhaber, F.; Tumanyan, V. G.; Abagyan, R. A. Biopolymers 1990, 30, 563.
98. Shishkin, O. V. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 1539.
99. Shishkin, O. V. J. Mol. Struct. 1998, 447, 1.
100. Shishkin, O. V.; Šponer, J.; Hobza, P. J. Mol. Struct. 1999, 477, 15.
101. Shukla, M. K.; Mishra, S. K.; Kumar; Anil; Mishra, P. C. J. Comput. Chem. 2000, 21, 826.
102. Šponer, J.; Leszczynski, J.; Hobza, P. J. Biomol. Struct. Dynam. 1996, 14, 117.
103. Chen, E. S. D.; Chen, E. C. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 289, 421.
104. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; 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. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
105. Rienstra-Kiracofe, J. C.; Tschumper, G. S.; Schaefer, H. F., III.; Nandi, S.; Ellison, G. B. Chem. Rev. 2002, 102, 231.
106. Bartmess, J. E. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6420.
107. Ervin, K. M. Chem. Rev. 2001, 101, 391.
108. Chen, E. S. D.; Chen, E. C. M. Bioelectrochem. Bioenerg. 1998, 46, 15.