Ultrafast formation of a carotenoid radical in LH2 antenna complexes of purple bacteria

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 39, 2004, Pages 15398-15407

  Polívka, Tomáš ^a   Pullerits, Tõnu ^a   Frank, Harry A ^b   Cogdell, Richard J ^c   Sundström, Villy ^a  

^a LUND UNIVERSITY   (Sweden)

^b UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

^c UNIVERSITY OF GLASGOW   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONJUGATION LENGTH; LIGHT-HARVESTING COMPLEXES; ULTRAFAST FORMATION;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; BAND STRUCTURE; CHEMICAL BONDS; ENERGY TRANSFER; FREE RADICALS; GROUND STATE; OXIDATION; PHOTONS;

BACTERIA;

EID: 3042751986     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0483019     Document Type: Article

References (61)

1. McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthornwaite-Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517.
2. Koepke, J.; Hu, X.; Muenke, C.; Schulten, K.; Michel, H. Structure 1996, 4, 581.
3. Papiz, M. Z.; Prince, S. M.; Howard, T.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. J. Mol. Biol. 2003, 326, 1523.
4. Polívka, T.; Sundström, V. Chem. Rev. 2004, 104, 2021.
5. Furuichi, K.; Sashima, T.; Koyama, Y. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 547.
6. Tavan, P.; Schulten, K. Phys. Rev. B 1987, 36, 4337.
7. Gradinaru, C. C.; Kennis, J. T. M.; Papagiannakis, E.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; Fleming, G. R.; Niederman, R. A.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2364.
8. Papagiannakis, E.; Kennis, J. T. M.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 6017.
9. Larsen, D. S.; Papagiannakis, E.; van Stokkum, I. H. M.; Vengris, M.; Kennis, J. T. M.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 2003, 381, 733.
10. Ricci, M.; Bradforth, S. E.; Jimenez, R.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1996, 259, 381.
11. Krueger, B. P.; Scholes, G. D.; Jimenez, R.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2284.
12. Macpherson, A. N.; Arellano, J. B.; Fraser, N. I.; Cogdell, R. J.; Gillbro, T. Biophys. J. 2001, 80, 923.
13. Wohlleben, W.; Buckup, T.; Herek, J. L.; Cogdell, R. J.; Motzkus, M. Biophys. J. 2003, 85, 442.
14. Zhang, J.-P.; Inaba, T.; Watanabe, Y.; Koyama, Y. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 484.
15. Zhang, J.-P.; Fujii, R.; Qian, P.; Inaba, T.; Mizoguchi, T.; Koyama, Y.; Onaka, K.; Watanabe, Y. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3683.
16. Walla, P. J.; Linden, P. A.; Hsu, C.-P.; Scholes, G. D.; Fleming, G. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 10808.
17. Desamero, R. Z. B.; Chynwat, V.; van der Hoef, I.; Jansen, F. J.; Lugtenburg, J.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R.; Cua, A.; Bocian, D. F.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8151.
18. Billsten, H. H.; Herek, J. L.; Garcia-Asua, G.; Hashøj, L.; Polívka, T.; Hunter, C. N.; Sundström, V. Biochemistry 2002, 41, 4127.
19. Papagiannakis, E.; Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R.; Niederman, R. A.; Zigmantas, D.; Sundström, V.; Polívka, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11216.
20. Krueger, B. P.; Yom, J.; Walla, P. J.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1999, 310, 57.
21. Polívka, T.; Zigmantas, D.; Herek, J. L.; He, Z.; Pascher, T.; Pullerits, T.; Cogdell, R. J.; Frank, H. A.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11016.
22. Hsu, C.-P.; Walla, P. J.; Head-Gordon, M.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2001, 705, 11016.
23. Cerullo, G.; Polli, D.; Lanzani, G.; De Silvestri, S.; Hashimoto, H.; Cogdell, R. J. Science 2002, 298, 2395.
24. Fujii, R.; Inaba, T.; Watanabe, Y.; Koyama, Y.; Zhang, J. P. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 165.
25. Fujii, R.; Fujino, T.; Inaba, T.; Nagae, H.; Koyama, Y. Chem. Phys. Lett. 2004, 384, 9.
26. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4007.
27. Dreuw, A.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6500.
28. Dreuw, A.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 3247.
29. Fungo, F.; Otero, L.; Durantini, E.; Thompson, W. J.; Silber, J. J.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D.; Sereno, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 469.
30. Kodis, G.; Herrero, C.; Palacios, R.; Mariño-Ochoa, E.; Gould, S.; de la Garza, L.; van Grondelle, R.; Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Kennis, J. T. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 414.
31. Pan, J.; Xu, Y.; Sun, L.; Sundström, V.; Polívka, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3066.
32. Walz, T.; Jamieson, S. J.; Bowers, C. M.; Bullough, P. A.; Hunter, C. N. J. Mol. Biol. 1998, 252, 833.
33. Yeliseev, A. A.; Eraso, J.; Kaplan, S. J. Bacterial. 1996, 178, 5877.
34. Gall, A.; Cogdell, R. J.; Robert, B. Biochemistry 2003, 42, 7252.
35. Fraser, N. J.; Dominy, P. J.; Ücker, B.; Siminin, I.; Scheer, H.; Cogdell, R. J. Biochemistry 1999, 38, 9684.
36. Cogdell, R. J.; Hipkins, M. F.; MacDonald, W.; Truscott, T. G. Biochim. Biophys. Acta 1981, 634, 191.
37. Chadwick, B.; Zhang, C.; Cogdell, R. J.; Frank, H. Biochim. Biophys. Acta 1987, 893, 444.
38. Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Josue, J.; Pendon, Z.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4569.
39. Zigmantas, D.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Frank, H. A.; Sundström, V.; Polívka, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 3009.
40. Britton, G. In Carotenoids; Britton, G., Liaaen-Jensen, S., Pfander, H., Eds.; Birkhäuser Verlag: Basel, Switzerland, 1995; p 13.
41. Papagiannakis, E.; Das, S. K.; Gall, A.; Stokkum, I. H. M.; Robert, B.; van Grondelle, R.; Frank, H. A.; Kennis, J. T. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5642.
42. Jeevarajan, J. A.; Wei, C. C.; Jeevarajan, A. S.; Kispert, L. D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5637.
43. Polívka, T.; Herek, J. L.; Zigmantas, D.; Åkerlund, H.-E.; Sundström, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 4914.
44. Polívka, T.; Zigmantas, D.; Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Herek, J. L.; Koyama, Y.; Fujii, R.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1072.
45. Cotton, T. M.; van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 7605.
46. Arlt, T.; Schmidt, S.; Kaiser, W.; Lauterwasser, C.; Meyer, M.; Scheer, H.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11757.
47. Sundström, V.; Pullerits, T.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2327.
48. Fujii, R.; Onaka, K.; Kuki, M.; Koyama, Y.; Watanabe, Y. Chem. Phys. Lett. 1998, 288, 847.
49. Zigmantas, D.; Hiller, R. G.; Sundström, V.; Polívka, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 16760.
50. Lin, S.; Katilius, E.; Taguchi, A. K. W.; Woodbury, N. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14103.
51. Liu, D.; Gao, Y.; Kispert, L. D. J. Electroanal. Chem. 2000, 488, 140.
52. Zhang, J.-P,; Fujii, R.; Koyama, Y.; Rondonuwu F. S.; Watanabe, Y.; Mortensen, A.; Skibsted, L. H. Chem. Phys. Lett. 2001, 348, 235.
53. Billsten, H. H.; Zigmantas, D.; Sundström, V.; Polívka, T. Chem. Phys. Lett. 2002, 355, 465.
54. de Weerd, F. L.; van Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 2002, 354, 3.
55. Gurzadyan, G. G.; Steenken, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 2983.
56. He, Z.; Sundström, V.; Pullerits, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 159.
57. Wohlleben, W.; Buckup, T.; Hashimoto, H.; Cogdell, R. J.; Herek, J. L.; Motzkus, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3320.
58. Siebert, T. Engel, V.; Materny, A.; Kiefer, W.; Schmitt, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8355.
59. Yoshizawa, M.; Aoki, H.; Hashimoto, H. Phys. Rev. B 2001, 63, 180301.
60. McCamant, D. W.; Kukura, P.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8208.
61. Ruseckas, A.; Theander, M.; Andersson, M. R.; Svensson, M.; Prato, M.; Inganäs, O.; Sundström, V. Chem. Phys. Lett. 2000, 136.