Primary photoprocess in vision: Minimal motion to reach the photo- and Bathorhodopsin Intermediates

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 18, 2005, Pages 9104-9110

  Blomgren, Fredrik ^a   Larsson, Sven ^a  

^a CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BATHORHODOPSIN; CRYSTALLOGRAPHIC STRUCTURE; FRANCK-CONDON POINT; POTENTIAL ENERGY SURFACES (PES);

CHROMOPHORES; COMPUTATIONAL METHODS; CRYSTALLOGRAPHY; GROUND STATE; HYDROGEN; ISOMERIZATION; MOLECULAR DYNAMICS; POTENTIAL ENERGY; PROTEINS;

PHOTOCHEMICAL REACTIONS;

BATHORHODOPSIN; PHOTORHODOPSIN; RHODOPSIN;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; LIGHT; PHYSIOLOGY; VISION;

LIGHT; MODELS, MOLECULAR; RHODOPSIN; VISION; VISION, OCULAR;

EID: 19944412744     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp040693w     Document Type: Article

References (58)

1. Wald, G. Science 1968, 162, 230-239 and further references therein.
2. Salem, L.; Rowland, C. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1972, 11, 92-111.
3. Bonacic-Koutecky, V.; Koutecky, J.; Michl, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1987, 26, 170-189.
4. Bonacic-Koutecky, V.; Bruckmann, P.; Hiberty, P.; Koutecky, J.; Leforestier, C.; Salem, L. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1975, 14, 575-576.
5. Busch, G. E.; Applebury, M. L.; Lamola, A. A.; Rentzepis, P. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1972, 69, 2802-2806.
6. Sundström, V.; Rentzepis, P. M.; Peters, K.; Applebury, M. L. Nature 1977, 267, 645-646.
7. Shichida Y.; Matuoka S.; Yoshizawa T. Photobiochem. Photobiophys. 1984, 7, 221-228.
8. Yan, M.; Manor, D.; Weng, G.; Chao, H.; Rothberg, L.; Jedju, T. M.; Alfano, R. R.; Callender, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9809-9812.
9. Shoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Schank, C. V. Science 1991, 254, 412-415.
10. Peteanu, L. A.; Shoenlein, R. W.; Wang, Q.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11762-11766.
11. 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, 739-745.
12. Blomgren, F.; Larsson, S. Int. J. Quantum Chem. 2002, 90, 1536-1546.
13. Blomgren, F.; Larsson, S. Chem. Phys. Lett. 2003, 376, 704-709.
14. Kandori, K.; Katsuta, Y.; Ito, M.; Sasabe, H. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2669-2670.
15. Borhan, B.; Souto, M. L.; Imai, H.; Shichida, Y.; Nakanishi, K. Science 2000, 288, 2209-2212
16. Warshel, A. Nature 1976, 260, 679.
17. Warshel, A.; Chu, Z. T. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9857-9871.
18. Liu, R. S. H.; Asato, A. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 259-263.
19. Hayashi, S.; Tajkorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2003, 85, 1440-1449.
20. Bifone, A.; de Groot, H. J. M.; Buda, F. J. Phys. Chem. B. 1997, 101, 2954-2958.
21. Bifone, A.; de Groot, H. J. M.; Buda, F. Pure Appl. Chem. 1997, 69, 2105-2110.
22. Cooper, A. Nature 1979, 282, 531-533.
23. Schick, G. A.; Cooper, T. M.; Holloway, R. A.; Murray, L. P.; Birge, R. R. Biochemistry 1987, 26, 2556-2562.
24. Gonzalez-Luque, R.; Garavelli, M.; Bernardi, M.; Merchan, M.; Robb, M. A.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9379.
25. De Vico, L.; Page, C. S.; Garavelli, M.; Bernardi, F.; Basosi, R.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4124-4134.
26. Sugihara, M.; Entel, P.; Buss, V.; Elstner, M.; Frauenheim, T. Biochemistry 2002, 41, 15259-15266.
27. Schreiber, M.; Buss, V. Int. J. Quantum Chem. 2003, 95, 882-889.
28. Roos, B. O. In Ab Initio Methods in Quantum Chemistry; Lawley, K. P., Ed.; Advances in Chemical Physics 69; John Wiley & Sons: Chichester, U. K., 1987.
29. Hückel, E. Z. Phys. 1931, 70, 204.
30. Longuet-Higgins, H. C.; Salem, L. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1959, 251, 172.
31. Larsson, S., Rodríguez-Monge, L. Int. J. Quantum Chem. 1996, 58, 517-532.
32. Svensson, M.; Humbel, S.; Froese, R. D. J.; Matsubara, T.; Sieber, S.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19357-19363.
33. Dapprich, S.; Kombromi, I.; Byun, K. S.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. THEOCHEM 1999, 461-462, 1-21.
34. Cornell, W. D.; Cierplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
35. Bearpark, M. J.; Robb, M. A.; Schlegen, H. B. Chem. Phys. Lett. 1996, 225, 269-274.
36. 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.; Klene, 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.05; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
37. Wulfman, C. E.; Kumei, S. Science 1971, 172, 1061.
38. Ben-Nun, M.; Molnar, F.; Schulten, K.; Martinez, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 1769-1773.
39. Havinga, E.; Schlatmann, J. M. L. A. Tetrahedron 1961, 16, 146-152.
40. Vreven, T.; Morokuma, K. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 125-132.
41. Vreven, T.; Morokuma, K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 2969-2975.
42. Ferre, N.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6868-6869.
43. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
44. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
45. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1221.
46. Koyama, Y.; Kubo, K.; Komori, M.; Yasuda, H.; Mukai, Y. Photchem. Photbiol. 1991, 54, 433-443.
47. Doukas, A. G.; Junnakar, M. R.; Alfano, R. R.; Callender, R. H.; Kakitani, T.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 87, 4790-4794.
48. Landau, L. Phys. Z. Sowjetunion 1932, 2, 46-51.
49. Zener, C. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1932, 137, 696-702.
50. Yoshizawa, T.; Wald, G. Nature 1963, 197, 1279-1286.
51. Hasson, K. C.; Guy, F.; Anfinrud, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 15124-15129.
52. Tallent, J. R.; Hyde, E. W.; Findsen, L. A.; Fox, G. C.; Birge, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1581-1592.
53. Palings, I.; van den Berg E. M. M.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1989, 28, 1498-1507.
54. Yan, E. C. Y.; Gani, Z.; Kazmi, M. A.; Chang, B. S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. Biochemistry 2004, 43, 10867-10876.
55. Kim, J. E.; McCamant, D. W.; Zhu, L.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1240-1249.
56. Page, C. S.; Olivucci, M. J. Comput. Chem 2003, 24, 298-309.
57. Blomgren, F.; Larsson, S. J. Comput. Chem., in press.
58. Dartnall, H. Vision Res 1968, 8, 339-358.