Structural fluctuations and excitation transfer between adenine and 2-aminopurine in single-stranded deoxytrinucleotides

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 6, 2006, Pages 2899-2909

  Jean, John M ^a   Krueger, Brent P ^b  

^a WASHINGTON UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

^b HOPE COLLEGE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANISOTROPY; COMPUTER SIMULATION; FLUORESCENCE; MOLECULAR DYNAMICS; NITROGEN COMPOUNDS; VISCOSITY;

CONFORMATIONAL FLUCTUATIONS; ELECTRONIC INTERACTION; STRUCTURAL DYNAMICS;

NUCLEIC ACIDS;

EID: 33644773947     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp054755+     Document Type: Article

References (65)

1. Brauns, E. B.; Madaras, M. L.; Coleman, R. S.; Murphy, C. J.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11644.
2. Brauns, E. B.; Berg, M. A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 15801.
3. Okonogi, T. M.; Reese, A. W.; Alley, S. C.; Hopkins, P. B.; Robinson, B. W. Biophys. J. 1999 77, 3256.
4. Young, M. A.; Ravishanker, G.; Beveridge, D. L. Biophys. J. 1997, 73, 2313.
5. Troisi, O.; Orlandi, G. J. Phys. Chem. B. 2002, 106, 2093.
6. Nordlund, T. M.; Andersson, L.; Nilsson, L.; Rigler, R.; Gräslund, A.; McLaughlin, L. W. Biochemistry 1989, 28, 9095.
7. Guest, C. R.; Hochstrasser, R. A.; Sowers, L. C.; Millar, D. P. Biochemistry 1991, 30, 3271.
8. Bloom. L. B.; Otto, M. R.; Beechem, J. M.; Goodman. M. F. Biochemistry 1993, 32 11247.
9. Jia, Y.; Kumar, A.; Patel, S. S.; J. Biol. Chem. 1996, 271, 30451.
10. Ujvari, A.; Martin, C. T. Biochemistry 1996, 35, 14574.
11. Stivers, J. T. Nucleic Acids Res. 1998, 26, 3837.
12. Wilson, T. J.; Zhao, Z. Y.; Maxwell, K. Kontogiannis, L.; Lilley, D. M. Biochemistry 2001 38, 5317.
13. Allan, B. W.; Reich, O.; Beechem, J. Biochemistry 2001, 38, 5308.
14. Rachofsky, E. L.; Seibert, E.; Stivers, J. T.; Osman, R.; Ross, J. B. A. Biochemistry 2001, 40, 957.
15. Larsen, O. F. A.; van Stokkum, I. H. M.; Gobets, B.; van Grondelle, R.; van Ameroengen, H. Biophys. J. 2001, 81, 1115.
16. Rist, M. J.; Marino, J. P. Curr. Org. Chem.y 2002, 6, 775.
17. Rai, P.; Cole, T. D.; Thompson, E.; Millar, D. P., Linn, S. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 2323.
18. Su, T. J.; Connolly, B. A.; Darlington C.; Mallin R.; Dryden D. T. F. Nucleic Acids Res. 2004 32, 2223.
19. Hall, K. B.; Willams, D. J. RNA 2004, 10, 34.
20. Shchyolkina, A. K.; Kaluznhy, D. N.; Borisova, O. F.; Hawkins, M. E.; Jernigan, R. L.; Jovin, T. M.; Arndt-Jovin, D. J.; Zhurkin, V. B. Nucleic Acids Res. 2004 32, 432.
21. Johnson, N. P.; Baase, W. A.; von Hippel, P. H. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 2004 101, 3426.
22. Nordlund, T. M.; Xu, D.; Evans, K. O. Biochemistry 1993, 32, 12090.
23. Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
24. Wan, C. Z.; Fiebig, T.; Schiemann, O.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 14052.
25. Jean, J. M.; Hall, K. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 37.
26. Jean, J. M.; Hall, K. B. Biochemistry 2002, 41, 13152.
27. Nordlund, T. M.; Xu, D.; Evans, K. O. Biochemistry 1993, 32, 12090.
28. Xu, D.; Evan, K. O.; Nordlund, T. M. Biochemistry 1994, 33, 9592.
29. Xu, D.; Nordlund, T. M. Biophys. J. 2000, 78, 1042.
30. Davis, S. P.; Matsumura, M.; Williams, A.; Nordlund, T. M. J. Fluoresc. 2003, 13, 249.
31. O'Neill, M. A.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 16543.
32. Crespo-Hernández, C. E.; Cohen, B.; Kohler, B. Nature 2005, 436, 1141.
33. Förster, T. Delocalized excitation and excitation transfer. In Modern Quantum Chemistry; Sinanoglu, O., Ed.; Academic Press: New York, 1965; A4, p 321.
34. Scholes, G. D.; Andrews, D. L. J. Chem. Phys 1997, 107, 5374.
35. Jean, J. M.; Hall, K. B. Biochemistry 2004, 43, 10277.
36. Norberg, J.; Nilsson, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2550.
37. Norberg, J.; Nilsson, L. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 465.
38. Krueger, B. P.; Scholes, G. D.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B. 1998, 102, 5376.
39. Scholes, G. D.; Harcourt, R. D.; Ghiggino, K. P. J. Chem. Phys. 1995, 102, 9574.
40. eg as a transition density to be consistent with previous work, though note that the densities of eq 3.2 are multiplied by volume; thus, they should be more properly referred to as transition charge distributions.
41. McWeeny, R. Methods of Molecular Quantum Mechanics, 2nd ed; Academic Press: London, 1992.
42. Kong, J.; White, C. A.; Krylov, A. I.; Sherrill, C. D.; Adamson, R. D.; Furlani, T. R.; Lee, M. S.; Lee, A. M.; Gwaltney, S. R.; Adams, T. R.; Ochsenfeld, C.; Gilbert, A. T. B.; Kedziora, G. S.; Rassolov, V. A.; Maurice, D. R.; Nair, N.; Shao, Y.; Besley, N. A.; Maslen, P. E.; Dombroski, J. P.; Daschel, H.; Zhang, W.; Korambath, P. P.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Van Voorhis, T.; Oumi, M. Hirata, S.; Hsu, C.-P.; Ishikawa, N.; Florian, J.; Warshel, A.; Johnson, B. G.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1532.
43. Ortiz, W.; Krueger, B. P.; Kleiman, V. D.; Krause, J. L.; Roitberg, A. E. J. Phys. Chem. B. 2005, 119, 11512.
44. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollmann, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, ; 17, 5179.
45. Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., 3rd; Wang, J. M.; Ross, W. S.; Simmerling, C.; Darden, T.; Merz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Radmer, R.; Duan, Y.; Pitera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P.; Kollman, P. A. AMBER 7; University of California: San Francisco, CA, 2002.
46. Beveridge, D. L.; Barreiro, G.; Byun, K. S.; Case, D. A.; Cheatham, T. E., III; Dixit, S. B.; Giudice, E.; Lankas, F.; Lavery, R.; Maddocks, J. H.; Osman, R.; Seibert, E.; Sklenar, H.; Stoll, G.; Thayer, K. M.; Varnai, P.; Young, M. A. Biophys. J. 2004, 87, 3799.
47. Arthanari, H.; McConnell, K. J.; Beger, R.; Young, M. A.; Beveridge, D. L.; Bolton, P. H. Biopolymers 2003, 68, 3.
48. Bevan, D. R.; Li, L.; Pedersen, L. G.; Darden, T. A. Biophys. J. 2000 78, 668.
49. Orozco, M.; Perez, A.; Noy, A.; Luque, F. J. Chem.:Soc. Rev. 2003, 32, 350.
50. MacKerrell, A. D., Jr. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1584.
51. Giudice, E.; Lavery, R. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 350.
52. 2 is the lowest energy n-π* transition (unpublished result).
53. ONeill, M. A.; Becker, H.-C.; Wan, C.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5896.
54. O'Neill, M. A.; Dohno, C.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004 126, 1316.
55. Troisi, A.; Nitzan, A.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5782-5788.
56. Pecourt, J.-M. L.; Peon, J.; Kohler, B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 100, 3943.
57. Holmén, A.; Nordén, B.; Albinsson, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 3114-3121.
58. Holmén, A.; Broo, A.; Albinsson, B Nordén, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12240.
59. Callis, P. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1983, 34, 329.
60. Lipari, G.; Szabo, A. Biophys. J. 1980, 30, 489-506.
61. Andréasson, J.; Holmén, A.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9782.
62. Balabin, I. A.; Onuchic, J. N. Science 2000, 290, 114.
63. Clegg, R. M. In Fluorescence Imaging and Microscopy; Wang, X. F., Herman, B., Eds.; John Wiley & Sons: New York, 1996; pp 179-252.
64. Dale, R. E.; Eisinger, J.; Blumberg, W. E. Biophys. J. 1974, 26, 161.
65. Dale, R. E.; Eisinger, J. Biopolymers 1974, 13, 1573.