Ultrafast excited-state dynamics in nucleic acids

Chemical Reviews

Volumn 104, Issue 4, 2004, Pages 1977-2019

  Crespo Hernández, Carlos E ^a   Cohen, Boiko ^a   Hare, Patrick M ^a   Kohler, Bern ^a  

^a OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION; CRYSTALLOGRAPHY; DNA; FLUORESCENCE; MOLECULAR DYNAMICS; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; SOLVENTS; ULTRAFAST PHENOMENA;

EXCITED STATE DECAY MECHANISM; OLIGONUCLEOTIDES; ULTRAFAST EXCITED STATE DYNAMICS;

NUCLEIC ACIDS;

NUCLEIC ACID; SOLVENT;

BASE PAIRING; CHEMISTRY; PHOTOCHEMISTRY; REVIEW; TIME;

BASE PAIRING; NUCLEIC ACIDS; PHOTOCHEMISTRY; SOLVENTS; TIME FACTORS;

EID: 2342477759     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr0206770     Document Type: Article

References (353)

1. Miller, D. L.; Weinstock, M. A. J. Am. Acad. Dermatol. 1994, 30, 774.
2. Kraemer, K. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11.
3. Young, A. R. Br. J. Clin. Pract. 1997, 89, 10.
4. Callis, P. R. In Methods in Enzymology; Academic Press: New York, 1997; Vol. 278, p 113.
5. Daniels, M.; Hauswirth, W. Science 1971, 171, 675.
6. Kool, E. T. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 936.
7. Murphy, C. J. Adv. Photochem. 2001, 26, 145.
8. Cadet, J.; Vigny, P. In Bioorganic Photochemistry; Morrison, H., Ed.; Wiley: New York, 1990; Vol. 1, p 1.
9. Ruzsicska, B. P.; Lemaire, D. G. E. In CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology; Horspool, W. M., Song, P.-S., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1995; p 1289.
10. Davies, R. J. H. Biochem. Soc. Trans. 1995, 23, 407.
11. Davies, R. J. H. Biochem. Soc. Trans. 1997, 25, 323.
12. Pfeifer, G. P. Photochem. Photobiol. 1997, 65, 270.
13. Cadet, J.; Delatour, T.; Douki, T.; Gasparutto, D.; Pouget, J. P.; Ravanat, J. L.; Sauvaigo, S. Mutat. Res. - Fundam. Mol. Mech. Mutagen. 1999, 424, 9.
14. Pfeifer, G. P.; Tang, M. S.; Denissenko, M. F. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2000, 249, 1.
15. Ravanat, J.-L.; Douki, T.; Cadet, J. J. Photochem. Photobiol., B 2001, 63, 88.
16. Gut, I. G.; Wood, P. D.; Redmond, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2366.
17. Wood, P. D.; Redmond, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4256.
18. Song, Q.; Lin, N.; Yao, S.; Zhang, J. Prog. Nat. Sci. 2000, 10, 81.
19. Desfrancois, C.; Carles, S.; Schermann, J. P. Chem. Rev. 2000, 100, 3943.
20. Weinkauf, R.; Schermann, J. P.; de Vries, M. S.; Kleinermanns, K. Eur. Phys. J. D 2002, 20, 309.
21. Pecourt, J.-M. L.; Peon, J.; Kohler, B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9348. Erratum: J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5166.
22. Vigny, P.; Duquesne, M. In Excited States of Biological Molecules; Birks, J. B., Ed.; Wiley: New York, 1976; Vol. 3; p 167.
23. Vigny, P.; Ballini, J. P. Jerusalem Symp. Quantum Chem. Biochem. 1977, 10, 1.
24. Daniels, M. In Photochemistry and Photobiology of Nucleic Acids; Wang, S. Y., Ed.; Academic Press: New York, 1976; Vol. 1, p 23.
25. Hauswirth, W. W.; Daniels, M. In Photochemistry and Photobiology of Nucleic Acids; Wang, S. Y., Ed.; Academic Press: New York, 1976; Vol. 1, p 109.
26. Daniels, M. Photochem. Photobiol. 1983, 37, 691.
27. Callis, P. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1983, 34, 329.
28. Lesk, A. M. J. Chem. Educ. 1969, 46, 821.
29. Compendium of Biochemical Nomenclature and Related Documents; 2nd ed.; Liébecq, C., Ed.; Portland Press: London, 1992.
30. Watson, J. D.; Crick, F. H. C. Nature 1953, 171, 737.
31. Eastman, J. W. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1969, 73, 407.
32. Wilson, R. W.; Callis, P. R. Photochem. Photobiol. 1980, 31, 323.
33. Voet, D.; Gratzer, W. B.; Cox, R. A.; Doty, P. Biopolymers 1963, 1, 193.
34. Strickler, S. J.; Berg, R. A. J. Chem. Phys. 1962, 37, 814.
35. Kasha, M. Faraday Discuss. 1950, 9, 14.
36. Callis, P. R. Chem. Phys. Lett. 1979, 61, 563.
37. Eisinger, J.; Shulman, R. G. Science 1968, 161, 1311.
38. Pecourt, J.-M. L.; Peon, J.; Kohler, B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10370.
39. Peon, J.; Zewail, A. H. Chem. Phys. Lett. 2001, 348, 255.
40. Gustavsson, T.; Sharonov, A.; Markovitsi, D. Chem. Phys. Lett. 2002, 351, 195.
41. Gustavsson, T.; Sharonov, A.; Onidas, D.; Markovitsi, D. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 49.
42. Nikogosyan, D. N.; Letokhov, V. S. Riv. Nuovo Cimento Soc. Ital. Fis. 1983, 6, 1.
43. Oraevsky, A. A.; Sharkov, A. V.; Nikogosyan, D. N. Chem. Phys. Lett. 1981, 83, 276.
44. Ballini, J. P.; Daniels, M.; Vigny, P. J. Lumin. 1982, 27, 389.
45. Kobayashi, S.; Yamashita, M.; Sato, T.; Muramatsu, S. IEEE J. Quantum Electron. 1984, QE-20, 1383.
46. Nikogosyan, D. N.; Angelov, D.; Soep, B.; Lindqvist, L. Chem. Phys. Lett. 1996, 252, 322.
47. Reuther, A.; Nikogosyan, D. N.; Laubereau, A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5570.
48. Reuther, A.; Iglev Chem. Phys. Lett. 2000, 325, 360.
49. Häupl, T.; Windolph, C.; Jochum, T.; Brede, O.; Hermann,R. Chem. Phys. Lett. 1997, 280, 520.
50. Fujiwara, T.; Kamoshida, Y.; Morita, R.; Yamashita, M. J. Photochem. Photobiol., B 1997, 41, 114.
51. Udenfriend, S.; Zaltzman, P. Anal. Biochem. 1962, 3, 49.
52. Børresen, H. C. Acta Chem. Scand. 1963, 17, 921.
53. Cohen, B.; Hare, P. M.; Kohler, B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13594.
54. Nikogosyan, D. N.; Angelov, D. A.; Oraevsky, A. A. Photochem. Photobiol. 1982, 35, 627.
55. Nikogosyan, D. N.; Oraevsky, A. A.; Letokhov, V. S.; Arbieva, Z. K.; Dobrov, E. N. Chem. Phys. 1985, 97, 31.
56. Yamashita, M.; Kobayashi, S.; Torizuka, K.; Sato, T. Chem. Phys. Lett. 1987, 137, 578.
57. Morsy, M. A.; Al-Somali, A. M.; Suwaiyan, A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 11205.
58. Knutson, J. R.; Beechem, J. M.; Brand, L. Chem. Phys. Lett. 1983, 102, 501.
59. Larsen, O. F. A.; van Stokkum, I. H. M.; Groot, M.-L.; Kennis, J. T.M.; van Grondelle, R.; van Amerongen, H. Chem. Phys. Lett. 2003, 371, 157.
60. Jou, F.-Y.; Freeman, G. R. J. Phys. Chem. 1979, 83, 2383.
61. Cohen, B.; Crespo-Hernández, C. E.; Hare, P. M.; Kohler, B. In Ultrafast Molecular Events in Chemistry and Biology; Martin, M., Hynes J. T., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2004, in press.
62. Cohen, B.; Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. Faraday Discuss. 2004, 127, in press.
63. Sharonov, A.; Gustavsson, T.; Carré, V.; Renault, E.; Markovitsi, D. Chem. Phys. Lett. 2003, 380, 173.
64. Onidas, D.; Markovitsi, D.; Marguet, S.; Sharonov, A.; Gustavsson, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11367.
65. Elsaesser, T.; Kaiser, W. Annu. Rev. Phys. Chem. 1991, 42, 83.
66. Schwarzer, D.; Troe, J.; Votsmeier, M.; Zerezke, M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 3121.
67. Terazima, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 305, 189.
68. Nielsen, S. B.; Andersen, J. U.; Forster, J. S.; Hvelplund, P.; Liu, B.; Pedersen, U. V.; Tomita, S. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 048302/1.
69. Andersen, J. U.; Andersen, L. H.; Hvelplund, P.; Lapierre, A.; Moeller, S. P.; Nielsen, S. B.; Pedersen, U. V.; Tomita, S. Hyperfine Interact. 2003, 146, 283.
70. Nishimura, Y.; Takahashi, S.; Yamamoto, T.; Tsuboi, M.; Hattori, M.; Miura, K.; Yamaguchi, K.; Ohtani, S.; Hata, T. Nucleic Acids Res. 1980, 8, 1107.
71. Georghiou, S.; Nordlund, T. M.; Saim, A. M. Photochem. Photobiol. 1985, 41, 209.
72. Malone, R. J.; Miller, A. M.; Kohler, B. Photochem. Photobiol. 2003, 77, 158.
73. Favre, A.; Thomas, G. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 1981, 10, 175.
74. Rist, M. J.; Marino, J. P. Curr. Org. Chem. 2002, 6, 775.
75. Xu, D.-G.; Nordlund, T. M. Biophys. J. 2000, 78, 1042.
76. Pompizi, I.; Haberli, A.; Leumann, C. J. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 2702.
77. Kawai, M.; Lee, M. J.; Evans, K. O.; Nordlund, T. M. J. Fluoresc. 2001, 11, 23.
78. Gargallo, R.; Vives, M.; Tauler, R.; Eritja, R. Biophys. J. 2001, 81, 2886.
79. Rist, M.; Wagenknecht, H.-A.; Fiebig, T. ChemPhysChem 2002, 3, 704.
80. Rai, P.; Cole, T. D.; Thompson, E.; Millar, D. P.; Linn, S. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2323.
81. Sharonov, A.; Gustavsson, T.; Marguet, S.; Markovitsi, D. Photochem. Photobiol. Sci. 2003, 2, 362.
82. Tommasi, S.; Denissenko, M. F.; Pfeifer, G. P. Cancer Res. 1997, 57, 4727.
83. You, Y. H.; Li, C.; Pfeifer, G. P. J. Mol. Biol. 1999, 293, 493.
84. Mitchell, D. L. Photochem. Photobiol. 2000, 71, 162.
85. You, Y. H.; Pfeifer, G. P. J. Mol. Biol. 2001, 305, 389.
86. Sagan, C. J. Theor. Biol. 1973, 39, 195.
87. Cockell, C. S. Origin Life Evol. Biosphere 2000, 30, 467.
88. Cockell, C. S.; Horneck, G. Photochem. Photobiol. 2001, 73, 447.
89. Mulkidjanian, A. Y.; Cherepanov, D. A.; Galperin, M. Y. BMC Evol. Biol. 2003, 3.
90. Dreyfus, M.; Dodin, G.; Bensaude, O.; Dubois, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 2369.
91. Holmén, A.; Broo, A.; Albinsson, B.; Nordén, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12240.
92. Gonnella, N. C.; Nakanishi, H.; Holtwick, J. B.; Horowitz, D. S.; Kanamori, K.; Leonard, N. J.; Roberts, J. D. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2050.
93. Kang, H.; Jung, B.; Kim, S. K. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6717.
94. Kang, H.; Lee, K. T.; Jung, B.; Ko, Y. J.; Kim, S. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12958.
95. Georghiou, S.; Saim, A. M. Photochem. Photobiol. 1986, 44, 733.
96. Szabo, A. G.; Berens, K. B. Photochem. Photobiol. 1975, 21, 141.
97. Berens, K.; Smagowicz, W. J.; Wierzchowski, K. L. Eur. Biophys. Congr., Proc., 1st 1971, 6, 63.
98. Ward, D. C.; Reich, E.; Stryer, L. J. Biol. Chem. 1969, 244, 1228.
99. Wan, C.; Fiebig, T.; Schiemann, O.; Barton, J. F.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 14052.
100. Fiebig, T.; Wan, C.; Zewail, A. H. ChemPhysChem 2002, 3, 781.
101. Lorentzon J.; Fülscher, M. P.; Roos, B. O. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9265.
102. Stratt, R. M.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12981.
103. Jimenez, R.; Fleming, G. R.; Kumar, P. V.; Maroncelli, M. Nature 1994, 369, 471.
104. Georghiou, S.; Gerke, L. S. Photochem. Photobiol. 1999, 69, 646.
105. Hare, P. M.; Kohler, B. Unpublished results.
106. Pal, S. K.; Peon, J.; Zewail, A. H. Chem. Phys. Lett. 2002, 363, 57.
107. Hobza, P.; Sponer, J. Chem. Rev. 1999, 99, 3247.
108. Sponer, J.; Leszczynski, J.; Hobza, P. Biopolymers 2001, 61, 3.
109. Foresman, J. B.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 135.
110. Andersson, K.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218.
111. Roos, B. O. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 137.
112. Huron, B.; Malrieu, J. P.; Rancurel, P. J. Chem. Phys. 1973, 58, 5745.
113. Cimiraglia, R.; Persico, M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 39.
114. Mennucci, B.; Toniolo, A.; Cappelli, C. J. Chem. Phys. 1999, 111, 7197.
115. Serrano-Andres, L.; Fülscher, M. P.; Karlstrom, G. Int. J. Quantum Chem. 1997, 65, 167.
116. Grimme, S.; Parac, M. ChemPhysChem 2003, 4, 292.
117. Shukla, M. K.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11338.
118. Langer, H.; Doltsinis, N. L. J. Chem. Phys. 2003, 118, 5400.
119. Cossi, M.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4708.
120. Grimme, S.; Waletzke, M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5645.
121. Neiss, C.; Saalfrank, P.; Parac, M.; Grimme, S. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 140.
122. Shukla, M. K.; Mishra, S. K.; Kumar, A.; Mishra, P. C. J. Comput. Chem. 2000, 21, 826.
123. Fülscher, M. P.; Serrano-Andrés, L.; Roos, B. O. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6168.
124. Broo, A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 526.
125. Mishra, S. K.; Shukla, M. K.; Mishra, P. C. Spectrochim. Acta, Part A 2000, 56, 1355.
126. Mennucci, B.; Toniolo, A.; Tomasi, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 4749.
127. Callis, P. R.; Rosa, E. J.; Simpson, W. T. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 2292.
128. Clark, L. B. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4466.
129. Chin, W.; Mons, M.; Dimicoli, I.; Piuzzi, F.; Tardivel, B.; Elhanine, M. Eur. Phys. J. D 2002, 20, 347.
130. Nir, E.; Plutzer, C.; Kleinermanns, K.; de Vries, M. Eur. Phys. J. D 2002, 20, 317.
131. Mons, M.; Dimicoli, I.; Piuzzi, F.; Tardivel, B.; Elhanine, M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 5088.
132. Fülscher, M. P.; Roos, B. O. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2089.
133. Shuka, M. K.; Mishra, P. C. Chem. Phys. 1999, 240, 319.
134. Ismal, N.; Blancafort, L.; Olivucci, M.; Kohler, B.; Robb, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6818.
135. Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Eur. Phys. J. D 2002, 20, 369.
136. Crespo-Hernández, C. E.; Marai, C.; Kohler, B. unpublished results.
137. 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.; Yezyev, 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., Guassian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.
138. Kim, N. J.; Jeong, G.; Kim, Y. S.; Sung, J.; Kim, S. K.; Park, Y. D. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10051.
139. Ullrich, S.; Schultz, T.; Zgierski, M. Z.; Stolow, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2262.
140. Mennucci, B.; Toniolo, A.; Tomasi, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7126.
141. Merchán, M.; Serrano-Andrés, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8108.
142. Broo, A.; Pearl, G.; Zerner, M. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 2478.
143. Shukla, M. K.; Leszcynski, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 8642.
144. Marian, C. M.; Schneider, F.; Kleinschmidt, M.; Tatchen, J. Eur. Phys. J. D 2002, 20, 357.
145. Broo, A.; Holmén, A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3589.
146. Rachofsky, E. L.; Ross, J. B. A.; Krauss, M.; Osman, R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 190.
147. Lührs, D. C.; Viallon, J.; Fisher, I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1827.
148. Holmén, A.; Broo, A. Int. J. Quantum Chem. 1995, 22, 113.
149. Shukla, M. K.; Leszcynski, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4709.
150. Andreasson, J.; Holmén, A.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9782.
151. Albinsson, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6369.
152. Desfrancois, C.; Schermann, J. P. In Atomic and Molecular Beams: The State of the Art 2000; Campargue, R., Ed.; Springer: Berlin, 2001; p 815.
153. Fischer, I. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 59.
154. Fujii, M.; Tamura, T.; Mikami, N.; Ito, M. Chem. Phys. Lett. 1986, 126, 583.
155. Brady, B. B.; Peteanu, L. A.; Levy, D. H. Chem. Phys. Lett. 1988, 147, 538.
156. Nir, E.; Grace, L.; Brauer, B.; de Vries, M. S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4896.
157. Weinkauf, R.; Aicher, P. Wesley, G.; Grotemeyer, J.; Schlag, E. W. J. Phys. Chem. 1994, 98, 8381.
158. Ledingham, K. W. D.; Singhal, R. P. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1997, 163, 149.
159. Grun, C.; Heinicke, R.; Weickhardt, C.; Grotemeyer, J. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1999, 187, 307.
160. Plutzer, C.; Kleinermanns, K. Phys. Chem. Chem. Phys 2002, 4, 4877.
161. Plützer, C.; Nir, E.; de Vries, M. S.; Kleinermanns, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5466.
162. Nir, E.; Kleinermanns, K.; Grace, L.; de Vries, M. S. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5106.
163. Nir, E.; Muller, M.; Grace, L. I.; de Vries, M. S. Chem. Phys. Lett. 2002, 355, 59.
164. Salter, L. M.; Chaban, G. M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4251.
165. He, Y.; Wu, C.; Kong, W. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 5145.
166. Neumark, D. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 255.
167. Stolow, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 89.
168. Eisinger, J.; Lamola, A. A. In Excited States of Proteins and Nucleic Acids; Steiner, R. D., Weinryb, I., Eds.; Plenum Press: New York, 1971; p 107.
169. Blumberg, W. E.; Eisinger, J.; Navon, G. Biophys. J. 1968, 8, A106.
170. Hart, L. P.; Daniels, M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989, 162, 781.
171. Polewski, K.; Zinger, D.; Trunks, J.; Monteleone, D. C.; Sutherland, J. C. J. Photochem. Photobiol., B 1994, 24, 169.
172. Guéron, M.; Eisinger, J.; Shulman, R. G. J. Chem. Phys. 1967, 47, 4077.
173. Spears, K. G.; Rice, S. A. J. Chem. Phys. 1971, 55, 5561.
174. Lim, E. C. Adv. Photochem. 1997, 23, 165.
175. Sobolewski, A. L.; Lim, E. C.; Siebrand, W. Int. J. Quantum Chem. 1991, 39, 309.
176. Nir, E.; Imhof, P.; Kleinermanns, K.; de Vries, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8091.
177. Lee, Y. J.; Summers, W. A.; Burr, J. G. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 7769.
178. Sinicropi, A.; Nau, W. M.; Olivucci, M. Photochem. Photobiol. Sci. 2002, 1, 537.
179. Parusel, A. B. J.; Rettig, W.; Rotkiewicz, K. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2293.
180. Wang, H.; Zhang, H.; Abou-Zied, O. K.; Yu, C.; Romesberg, F. E.; Glasbeek, M. Chem. Phys. Lett. 2002, 367, 599.
181. Lochbrunner, S.; Schultz, T.; Schmitt, M.; Shaffer, J. P.; Zgierski, M. Z.; Stolow, A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2519.
182. Fournier, T.; Pommeret, S.; Mialocq, J. C.; Deflandre, A.; Rozot, R. Chem. Phys. Lett. 2000, 325, 171.
183. Frey, W.; Elsaesser, T. Chem. Phys. Lett. 1992, 189, 565.
184. Shukla, M. K.; Leszcynski, J. Int. J. Quantum Chem. 2000, 77, 240.
185. Bush, C. A.; Scheraga, H. A. Biopolymers 1969, 7, 395.
186. Chaban, G. M.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 185.
187. Siebrand, W. J. Chem. Phys. 1967, 46, 440.
188. Bixon, M.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1968, 48, 715.
189. Bixon, M.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1969, 50, 4061.
190. Jortner, J.; Rice, S. A.; Hochstrasser, R. M. Adv. Photochem. 1969, 7, 149.
191. Englman, R.; Jortner, J. Mol. Phys. 1970, 18, 145.
192. Avouris, P.; Gelbart, W. M.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 1977, 77, 793.
193. Lin, S. H. J. Chem. Phys. 1966, 44, 3759.
194. Nitzan, A.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1972, 56, 3360.
195. Hochstrasser, R. M. In Excited States of Proteins and Nucleic Acids; Steiner R. F., Weinryb, I., Eds.; Plenum Press: New York, 1971; p 1.
196. Lim, E. C. J. Phys. Chem. 1986, 90, 6770.
197. Hochstrasser, R. M. Acc. Chem. Res. 1968, 1, 266.
198. Hochstrasser, R. M.; Marzzacco, C. J. Chem. Phys. 1968, 49, 971.
199. Robb, M. A.; Bernardi, F.; Olivucci, M. Pure Appl. Chem. 1995, 67, 783.
200. Domcke, W.; Stock, G. Adv. Chem. Phys. 1997, 100, 1.
201. M. Garavelli, P. C., Bernardi, F.; Robb, M. A.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11487.
202. Garavelli, M.; Bernardi, F.; Olivucci, M.; Vreven, T.; Klein, S.; Celani, P.; Robb, M. A. Faraday Discuss. 1998, 110, 51.
203. Teller, E. Isr. J. Chem. 1969, 7, 227.
204. Woywod, C.; Domcke, W.; Sobolewski, A. L.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 1994, 100, 1400.
205. Palmer, I. J.; Olivucci, M.; Bernardi, F.; Robb, M. A. a J. Org. Chem. 1992, 57, 5081.
206. Seidner, L.; Stock, G.; Sobolewski, A. L.; Domcke, W. J. Chem. Phys. 1992, 96, 5298.
207. Stock, G.; Domcke, W. J. Opt. Soc. Am. B 1990, 7, 1970.
208. Manthe, U.; Koeppel, H. J. Chem. Phys. 1990, 93, 1658.
209. Schneider, R.; Domcke, W. Chem. Phys. Lett. 1988, 150, 235.
210. Molnar, F.; Ben-Nun, M.; Martinez, T. J.; Schulten, K. J. Mol. Struct. 2000, 506, 169.
211. Worth, G. A.; Robb, M. A. Adv. Chem. Phys. 2002, 124, 355.
212. Applegate, B. E.; Barckholtz, T. A.; Miller, T. A. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 38.
213. Yarkony, D. R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6277.
214. Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Chem. Phys. 2000, 259, 181.
215. Sobolewski, A. L.; Domcke, W.; Dedonder-Lardeux, C.; Jouvet, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1093.
216. Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Chem. Phys. Lett. 1999, 315, 293.
217. Serrano-Andrés, L.; Roos, B. O. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 185.
218. Tatischeff, I.; Klein, R.; Zemb, T.; Duquesne, M. Chem. Phys. Lett. 1978, 54, 394.
219. Petke, J. D.; Maggiora, G. M.; Christoffersen, R. E. J. Phys. Chem. 1992, 96, 6992.
220. Browne, D. T.; Eisinger, J.; Leonard, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 7302.
221. Leonard, N. J.; Ito, K. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 4010.
222. Doyama, K.; Higashii, T.; Seyama, F.; Sakata, Y.; Misumi, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1988, 61, 3619.
223. Seyama, F.; Akahori, K.; Sakata, Y.; Misumi, S.; Aida, M.; Nagata, C. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2192.
224. Itahara, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1996, 69, 3239.
225. Bhat, B.; Leonard, N. J.; Robinson, H.; Wang, A. H. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10744.
226. Itahara, T. Chem. Lett. 1993, 2, 233.
227. Ito, T.; Shinohara, H.; Nishimoto, S. Photochem. Photobiol. 2000, 72, 719.
228. Semenov, V. E.; Akamsin, V. D.; Reznik, V. S.; Chernova, A. V.; Dorozhkina, G. M.; Efremov, Y. Y.; Nafikova, A. A. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 9683.
229. Hocek, M.; Dvorak, D.; Havelkova, M. Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids 2003, 22, 775.
230. Hocek, M.; Dvorakova, H.; Cisarova, I. Collect Czech. Chem. Commun. 2002, 67, 1560.
231. Shapiro, S. L.; Campillo, A. J.; Kollman, V. H.; Goad, W. B. Opt. Commun. 1975, 15, 308.
232. Markovitsi, D.; Sharonov, A.; Onidas, D.; Gustavsson, T. ChemPhysChem 2003, 4, 303.
233. Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. J. Phys. Chem. B., submitted for publication.
234. Plessow, R.; Brockhinke, A.; Eimer, W.; Kohse-Hoeinghaus, K. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3695.
235. Lamola, A. A.; Eisinger, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1968, 59, 46.
236. Vigny, P.; Ballini, J. P. In Excited States in Organic Chemistry and Biochemistry; Pullman, B., Goldblum, N., Eds.; D. Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1977.
237. Pechenaya, V. I.; Danilov, V. I.; Slyusarchuk, O. N.; Alderfer, J. L. Photochem. Photobiol. 1995, 61, 435.
238. Danilov, V. I.; Slyusarchuk, O. N.; Alderfer, J. L.; Stewart, J. J. P.; Callis, P. R. Photochem. Photobiol. 1994, 59, 125.
239. Rhodes, W. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3609.
240. Texter, J. Biopolymers 1992, 32, 53.
241. Angelov, D.; Spassky, A.; Berger, M.; Cadet, J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11373.
242. Kleinwachter, V.; Koudelka, J. Collect. Czech. Chem. Commun. 1972, 37, 3433.
243. Tinoco, I., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1960, 82, 4785.
244. Bloomfield, V. A.; Crothers, D. M.; Tinoco, I., Jr. Physical Chemistry of Nucleic Acids; Harper & Row: New York, 1974.
245. Saito, I.; Nakamura, T.; Nakatani, K.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K.; Sugiyama, H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12686.
246. Eisinger, J.; Guéron, M.; Schulman, R. G.; Yamane, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1966, 55, 1015.
247. Shaar, C. S.; Morgan, J. P.; Daniels, M. Photochem. Photobiol. 1984, 39, 747.
248. Daniels, M.; Morgan, J. P. Chem. Phys. Lett. 1978, 58, 283.
249. Daniels, M.; Morgan, J. P. J. Lumin. 1979, 18 - 19, 593.
250. Callis, P. R. Chem. Phys. Lett. 1973, 19, 551.
251. Stevens, B. Nature 1961, 192, 725.
252. Birks, J. B. Photophysics of Aromatic Molecules; Wiley-Interscience: New York, 1970.
253. Wilson, R. W.; Callis, P. R. J. Phys. Chem. 1976, 80, 2280.
254. Ballini, J. P.; Vigny, P.; Daniels, M. Biophys. Chem. 1983, 18, 61.
255. Kononov, A. I.; Bakuley, V. M.; Rapoport, V. L. J. Photochem. Photobiol., B 1993, 19, 139.
256. Winnik, F. M. Chem. Rev. 1993, 93, 587.
257. Ballini, J. P.; Daniels, M.; Vigny, P. Biophys. Chem. 1991, 39, 253.
258. Daniels, M. S., C. S.; Morgan, J. P. Biophys. Chem. 1988, 32, 229.
259. We shall use excimer even when writing of states formed between different bases. Some refer to these states as exciplexes, but we prefer to call them excimers since one writes of base dimers, even when the two bases differ. Birks referred to heteroexcimers when the two molecules have similar chemical nature, as is arguably the case for all of the bases.
260. Johnson, N. P.; Schleich, T. Biochemistry 1974, 13, 981.
261. Cheng, D. M.; Sarma, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 7333.
262. Ezra, F. S.; Lee, C.-H.; Kondo, N. S.; Danyluk, S. S.; Sarma, R. H. Biochemistry 1977, 16, 1977.
263. Gorenstein, D. G. Chem. Rev. 1994, 94, 1315.
264. Morgan, J. P.; Daniels, M. Photochem. Photobiol. 1980, 31, 101.
265. Morgan, J. P.; Daniels, M. Photochem. Photobiol. 1980, 31, 207.
266. Kononov, A. I.; Bukina, M. N. J. Biomol. Struct. Dyn. 2002, 20, 465.
267. Ge, G.; Georghiou, S. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 301.
268. Huang, C. R.; Georghiou, S. Photochem. Photobiol. 1992, 56, 95.
269. Ge, G.; Georghiou, S. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 477.
270. Aoki, T. I.; Callis, P. R. Chem. Phys. Lett. 1982, 92, 327.
271. Stewart, R. F.; Davidson, N. J. Chem. Phys. 1963, 39, 255.
272. Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. Unpublished results.
273. Georghiou, S.; Bradrick, T. D.; Philippetis, A.; Beechem, J. M. Biophys. J. 1996, 70, 1909.
274. Rigler, R.; Claesens, F.; Lomakka, G. In Ultrafast Phenomena IV; Auston, D. H., Eisenthal, K. B., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 1984; p 472.
275. Rigler, R. Spectrosc. Dyn. Mol. Biol. Syst. 1985, 35.
276. Rigler, R.; Claesens, F.; Kristensen, O. Anal. Instrum. 1985, 14, 525.
277. Alderfer, J. L.; Smith, S. L. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 7305.
278. Leng, M.; Felsenfeld, G. J. Mol. Biol. 1966, 15, 455.
279. Brahms, J.; Michelson, A. M.; van Holde, K. E. J. Mol. Biol. 1966, 15, 467.
280. Vournakis, J. N.; Poland, D.; Scheraga, H. A. Biopolymers 1967, 5, 403.
281. Adler, A. J.; Grossman, L.; Fasman, G. D. Biochemistry 1969, 8, 3846.
282. Mills, J. B.; Vacano, E.; Hagerman, P. J. J. Mol. Biol. 1999, 285, 245.
283. Olsthoorn, C. S. M.; Bostelaar, L. J.; De Rooij, J. F. M.; Van Boom, J. H.; Altona, C. Eur. J. Biochem. 1981, 115, 309.
284. Jolles, B.; Laigle, A.; Chinsky, L.; Turpin, P. Y. Nucleic Acids Res. 1985, 13, 2075.
285. Wang, Y.; Taylor, J.-S.; Gross, M. L. Chem. Res. Toxicol. 2001, 14, 738.
286. Poerschke, D. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 8440.
287. Poerschke, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1973, 70, 2683.
288. Kumar, S.; Sharma, N. D.; Davies, R. J. H.; Phillipson, D. W.; McCloskey, J. A. Nucleic Acids Res. 1987, 15, 1199.
289. Clingen, P. H.; Davies, R. J. H. J. Photochem. Photobiol., B 1997, 38, 81.
290. Guschlbauer, W. Nucleic Acids Res. 1975, 2, 353.
291. Michelson, A. M.; Massoulie, J.; Guschlbauer, W. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 1967, 6, 83.
292. Favre, A. FEBS Lett. 1972, 22, 280.
293. Antao, V. P.; Gray, D. M. J. Biomol. Struct. Dyn. 1993, 10, 819.
294. Inman, R. B. J. Mol. Biol. 1964, 9, 624.
295. Brauns, E. B.; Murphy, C. J.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2449.
296. Brauns, E. B.; Madaras, M. L.; Coleman, R. S.; Murphy, C. J.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11644.
297. Brauns, E. B.; Madaras, M. L.; Coleman, R. S.; Murphy, C. J.; Berg, M. A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88.
298. Hess, S.; Davis, W. B.; Voityuk, A. A.; Rosch, N.; Michel-Beyerle, M. E.; Ernsting, N. P.; Kovalenko, S. A.; Lustres, J. L. P. ChemPhysChem 2002, 3, 452.
299. Pal, S. K.; Jeon, J.; Bagchi, B.; Zewail, A. H. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12376.
300. Georghiou, S.; Kubala, S. M.; Large, C. C. Photochem. Photobiol. 1998, 67, 526.
301. Jean, J. M.; Hall, K. B.; Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 37.
302. Jean, J. M.; Hall, K. B. Biochemistry 2002, 41, 13152.
303. Dreuw, A.; Weisman, J. L.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2943.
304. Vaswani, H. M.; Hsu, C.-P.; Head-Gordon, M.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7940.
305. Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Chem. Phys. 2003, 294, 73.
306. Crespo-Hernández, C. E.; Marai, C.; Jean, J. M.; Kohler, B. unpublished results.
307. Kleinwaechter, V.; Drobnik, J.; Augenstein, L. Photochem. Photobiol. 1968, 7, 485.
308. Nir, E.; Janzen, C.; Imhof, P.; Kleinermanns, K.; de Vries, M. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 740.
309. Pechenaya, V. I.; Danilov, V. I. Biofizika 1973, 18, 560.
310. Santamaria, R.; Vazquez, A. J. Comput. Chem. 1994, 15, 981.
311. Guallar, V.; Douhal, A.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 6251.
312. Shukla, M. K.; Leszcynski, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1011.
313. Sukhodub, L. F.; Yanson, I. K. Nature 1976, 264, 245.
314. Dey, M.; Mortiz, F.; Grotemeyer, J.; Schlag, E. W. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9211.
315. Nir, E.; Kleinermanns, K.; de Vries, M. S. Nature 2000, 408, 949.
316. Nir, E.; Janzen, C.; Imhof, P.; Kleinermanns, K.; de Vries, M. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 732.
317. Catalan, J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11384.
318. Taylor, C. A.; El-Bayoumi, M. A.; Kasha, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1969, 63, 253.
319. Abdoul-Carime, H.; Bouteiller, Y.; Desfrancois, C.; Philippe, L.; Schermann, J. P. Acta Chem. Scand. 1997, 51, 145.
320. Folmer, D. E.; Wisniewski, E. S.; Hurley, S. M.; Castleman, A. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 12980.
321. Ogawa, A. K.; Abou-Zied, O. K.; Tsui, V.; Jimenez, R.; Case, D. A.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9917.
322. Abou-Zied, O. K.; Jimenez, R.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4613.
323. Sobolewski, A. L.; Domcke, W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, in press.
324. Bouvier, B.; Gustavsson, T.; Markovitsi, D.; Millie, P. Chem. Phys. 2002, 275, 75.
325. Bouvier, B.; Dognon, J.-P.; Lavery, R.; Markovitsi, D.; Millie, P.; Onidas, D.; Zakrzewska, K. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13512.
326. Otto, P.; Clementi, E.; Ladik, J. J. Chem. Phys. 1983, 78, 4547.
327. Bogar, F.; Ladik, J. Chem. Phys. 1998, 237, 273.
328. Lewis, J. P.; Cheatham, T. E., III; Starikov, E. B.; Wang, H.; Sankey, O. F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2581.
329. Gervasio, F. L.; Carloni, P.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 108102.
330. Cheatham, T. E., III; Kollman, P. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 435.
331. Cheatham, T. E., III; Young, M. A. Biopolymers 2001, 56, 232.
332. Di Felice, R. C. A.; Molinari, E.; Garbesi, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2002, 65, 045104.
333. McQuade, D. T.; Pullen, A. E.; Swager, T. M. Chem. Rev. 2000, 100, 2537.
334. Tretiak, S.; Mukamel, S. Chem. Rev. 2002, 102, 3171.
335. Rayner, D. M.; Szabo, A. G.; Loutfy, R. O.; Yip, R. W. J. Phys. Chem. 1980, 84, 289.
336. Georghiou, S.; Zhu, S.; Widner, R.; Huang, C. R.; Ge, G. J. Biomol. Struct. Dyn. 1990, 8, 657.
337. Holmlin, R. E.; Tong, R. T.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9724.
338. Lewis, F. D.; Liu, X.; Liu, J.; Miller, S. E.; Hayes, R. T.; Wasielewski, M. R. Nature (London) 2000, 406, 51.
339. Wan, C.; Fiebig, T.; Kelley, S. O.; Treadway, C. R.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6014.
340. Kelley, S. O.; Holmlin, R. E.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9861.
341. Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
342. Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K.; Hormann, A.; Olson, E. J. C.; Barbara, P. F. Science 1996, 273, 475.
343. Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759.
344. Steenken, S. Biol. Chem. 1997, 378, 1293.
345. Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3906.
346. Schuster, G. B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 253.
347. Baverstock, K. F.; Cundall, R. B. Nature 1988, 332, 312.
348. Baverstock, K. F.; Cundall, R. B. Int. J. Radiat. Biol. 1989, 55, 151.
349. Sutherland, B. M.; Sutherland, J. C. Biophys. J. 1969, 9, 1045.
350. Sutherland, J. C.; Sutherland, B. M. Biopolymers 1970, 9, 639.
351. Scholes, G. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 18731.
352. Krueger, B. P.; Scholes, G. D.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5378.
353. Scholes, G. D.; Gould, I. R.; Cogdell, R. J.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2543.