Excitonic states in photosystem II reaction center

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 48, 2005, Pages 23051-23060

  Ivashin, Nikolaj ^a   Larsson, Sven ^a,b  

^a CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Sweden)

^b B I STEPANOV INSTITUTE OF PHYSICS   (Belarus)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GEOMETRY; HAMILTONIANS; MATHEMATICAL MODELS; OPTIMIZATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; REACTION KINETICS;

CHARGE DISTRIBUTIONS; CHARGE SEPARATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY (DFT) METHOD; EXCITONIC STATES;

PHOTOSENSITIZERS;

EID: 29444461306     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0581734     Document Type: Article

References (84)

1. Zouni, A.; Witt, H. T.; Kerry, J.; Fromme, P.; Krauss, N.; Saenger, W.; Orth, P. Nature 2001, 409, 739-743.
2. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghlaoui, K.; Barber, J.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831-1838.
3. Ananyev, G. M.; Sakiyan, I.; Diner, B. A.; Dismukes, G. C. Biochemistry 2002, 41, 974-980.
4. Rutherford, A. W. Biochim. Biophys. Acta 1985, 807, 189.
5. van Mieghem, F. J. E.; Satoh, K.; Rutherford, A. W. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1058, 379.
6. van Mieghem, F.; Brettel, K.; Hillman, B.; Kamlowski, A.; Rutherford, A. W.; Schlodder, E. Biochemistry, 1995, 34, 4798-4813.
7. Prokhorenko, V. I.; Holzwarth, A. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11563-11578.
8. van Brederode, M. E.; Jones, M. R.; van Mourik, F.; van Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R.; Biochemistry 1997, 36, 6855-6861.
9. Noguchi, T.; Inoue, Y.; Satoh, K. Biochemistry 1993, 32, 7186-7195.
10. Noguchi, T.; Tomo, T.; Kato, C. Biochemistry 2001, 40, 2176-2185.
11. Noguchi, T. Plant Cell Physiol. 2002, 43, 1112-1116.
12. Sarcina, M.; Breton, J.; Nabedryk, E.; Diner, B. A.; Nixon, P. J. In Photosynthesis: Mechanisms and Effects; Garab, G., Ed.; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, The Netherlands, 1998; pp 1053-1056.
13. Diner, B. A.; Schlodder, E.; Nixon, P. J.; Coleman, W. J.; Rappaport, F.; Lavergne, J.; Vermaas, W. F. J.; Chisholm, D. A. Biochemistry 2001, 40, 9265-9281.
14. Shkuropatov, A. Y.; Khatypov, R. A.; Volshchukova, T. S.; Shkuropatova, V. A.; Owens, T. G.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 1997, 420, 171-174.
15. Kwa, S. L. S.; Eijckelhoff, C.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7702-7711.
16. Kwa, S. L. S.; Tilly, N. T.; Eijckelhoff, C.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7712-7718.
17. Durrant, J. R.; Klug, D. R.; Kwa, S. L. S.; van Grondelle, R.; Porter, G.; Dekker: J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 4798-4802.
18. Barter, L. M. C.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 946-951.
19. Peterman, E. J. G.; van Amerongen, H.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6128-6133.
20. Jankowiak, R.; Rätsep, M.; Picorel, R.; Seibert, M., Small, G. J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9759-9769.
21. Jankowiak, R.; Hayes, J. M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8803-8814.
22. Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Photsynth. Res. 2000, 63, 195-208.
23. Diner, B. A.; Rappaport, F. Annu. Rev. Plant Biol. 2002, 53, 551.
24. Renger, T.; Marcus, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1809-1819.
25. Raszewski, G.; Saenger, W.; Renger, T. Biophys. J. 2005, 88, 986-998.
26. Förster, T. Naturwissenschaften 1954, 33, 166.
27. Förster, T. In Modern Quantum Chemistry III; Sinanoǧlu, O., Ed.; Academic Press: New York, 1965; pp 93-137.
28. Mulkidjanian, A. Y.; Cherepanov, D. A.; Haumann, M.; Junge, W. Biochemistry 1996, 35, 3093-3107.
29. Stewart, D. H.; Nixon, P. J.; Diner, B. A.; Brudvig, G. W. Biochemistry 2000, 39, 14583-14594.
30. Årsköld, S. P.; Masters, V. M.; Prince, B. J.; Smith, P. J.; Pace, R. J.; Krausz, E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13063-13074.
31. Shkuropatov, A. Y.; Khatypov, R. A.; Shkuropatova, V. A.; Zvereva, M. G.; Owens, T. G.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 1999, 450, 163-167.
32. Frese, R. N.; Germano, M.; de Weerd, F. L.; van Stokkum, I. H. M.; Shkuropatov, A. Y.; Shuvalov, V. A.; van Gorkom, H. J.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Biochemistry 2003, 42, 9205-9213.
33. van Grondelle, R.; Dekker: J. P.; Gillbro, T.; Sundström, V. Biochim. Biophys. Acta 1994, 1187, 1-65; contains references to work before 1994.
34. Freiberg, A.; Timpmann, K.; Moskalenko, A. A.; Kuznetsova, N. Y. Biochim. Biophys. Acta 1994, 1184, 45.
35. Klug, D. R.; Rech, T.; Joseph, D. M.; Barber, J.; Durrant, J. R.; Porter, G. Chem. Phys. 1995, 194, 433-442.
36. Donovan, B., Walker, L. A., II; Yocum, C. F.; Sension, R. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1945-1949.
37. Konermann, L.; Holzwarth, A. R. Biochemistry 1996, 35, 829-842.
38. Groot, M.-L.; van Mourik, F.; Eickelhoff, C.; van Stokkum, I. H. M.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997 94, 4389-4394.
39. Groot, M.-L.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R.; den Hartog, F. T. H.; Völker, S. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11488-11495 and further references therein.
40. Greenfield, S. R.; Seibert, M.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8364.
41. Greenfield, S. R.; Seibert, M.; Govindjee; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2251-2255.
42. Greenfield, S. R.; Seibert, M.; Govindjee; Wasielewski, M. R. Chem. Phys. 1996, 210, 279-295.
43. Andrizhiyevskaya, E. G.; Frolov, D.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4810-4819.
44. Germano, M.; Gradinaru, C. C.; Shkuropatov, A. Y.; van Stokkum, I. H. M.; Shuvalov, V. A.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R.; van Gorkom, H. J. Biophys. J. 2004, 86, 1664-1672.
45. Germano, M.; Shkuropatov, A. Y.; Permentier, H.; de Wijn, R.; Hoff, A. J.; Shuvalov, V. A.; van Gorkom, H. J. Biochemistry 2001, 40, 11472-11482.
46. th Street, Gainesville, Florida 32601.
47. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
48. 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, revision A.7; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
49. Sundholm, D. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 480-484.
50. Sundholm, D. Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 545-552 and further references therein.
51. Parusel, A. B. J.; Grimme, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5395-5398.
52. Linnanto, J.; Korppi-Tommola, J. J. Comput. Chem. 2004, 25, 123-137.
53. Ridley, J. E.; Zerner, M. C. Theor. Chim. Acta 1973, 32, 111.
54. Ridley, J. E.; Zerner, M. C. Theor. Chim. Acta 1976, 225, 5648.
55. Jamorski, C.; Casida, M. E.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5134.
56. Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys 1998, 108, 4439.
57. Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 454.
58. Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218-8224.
59. Gudowska-Nowak, E.; Newton, M. D.; Fajer, J. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5795-5801.
60. Davydov, A. S. In Theory of Molecular Excitons; Plenum Press: New York, 1971 (translated from Russian by Dresner, S. B.).
61. Dexter, D. I. J. Chem. Phys. 1953, 21, 836-850.
62. Eriksson, S.; Källebring, B.; Larsson, S.; Mårtensson, J.; Wennerström, O. Chem. Phys. 1990, 146, 165-177 and further references therein.
63. Hasegawa, J.; Ohkawa, K.; Nakatsuji, H. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10410-10419.
64. van Brederode, M. E.; van Grondelle, R. FEBS Lett. 1999, 455, 1-7.
65. Parson, W. W.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6152-6163.
66. Biesiadka, J.; Loll, B.; Kern, J.; Irrgang, K.-D.; Zouni, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4733-4736.
67. Vacha, F.; Joseph, D. M.; Durrant, D. R.; Telfer, A.; Klug, D. R.; Porter, G.; Barber, J. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 1995, 92, 2929-2933.
68. Eijckelhoff, C.; Vacha, F.; van Grondelle, R.; Dekker: J. P.; Barber, J. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1318, 266-274.
69. Merry, S. A. P.; Kumazaki, S.; Tachibana, Y.; Joseph, D. M.; Porter, G.; Yoshihara, K.; Barber, J.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10469-10478.
70. Groot, M.-L.; Peterman, E. J. G.; van Kan, P. J. M.; van Stokkum, I. H. M.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biophys. J. 1994, 67, 318-330.
71. Konermann, I.; Yruela, I.; Holzwarth, A. R. Biochemistry 1997, 36, 7498-7502.
72. Jankowiak, R.; Rätsep, M.; Hayes, J. M.; Zazubovich, V.; Picorel, R.; Seibert, M., Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2068-2074.
73. Damjanović, A.; Vaswani, H. M.; Fromme, P.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10251-10262.
74. Barber, J.; Archer, M. D. J. Photochem. Photobiol., A 2001, 142, 97-106.
75. Telfer, A.; Dhami, S.; Bishop, S. M.; Phillips, D.; Barber, J. Biochemistry 1994, 33, 14469-14474.
76. Takahashi, Y.; Hansson, Ö.; Mathis, P.; Satoh, K. Biochim. Biophys. Acta 1987, 893, 45-59.
77. Telfer, A. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2002, 357, 1431-1440.
78. Krieger-Liszkay, A. J. Exp. Bot. 2005, 56, 337-346.
79. Halliwell, B.; Gutteridge, J. M. C. Methods Enzymol. 1990, 186, 1-85.
80. Lupínková, L.; Komenda, J. Photochem. Photobiol. 2004, 79, 152-162.
81. Oleinick, N. L.; Morris, R. L.; Belichenko, I. Photochem. Photobiol. Sci. 2002, 1, 1-21.
82. Karle Hanson, L.; Fajer, J.; Thompson, M. A.; Zerner, M. C. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4728-4730.
83. Noguchi, T.; Tomo, T.; Inoue, Y. Biochemistry 1998, 37, 13614-13625.
84. Fajer, J. Photosynth. Res. 2004, 80, 165-172.