Quantum chemical simulation of excited states of chlorophylls, bacteriochlorophylls and their complexes

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 8, Issue 6, 2006, Pages 663-687

  Linnanto, Juha ^a   Korppi Tommola, Jouko ^a  

^a UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIOCHLOROPHYLL; CHLOROPHYLL; DRUG DERIVATIVE; PROTEIN;

CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATION; ENERGY TRANSFER; QUANTUM THEORY; REVIEW; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

BACTERIOCHLOROPHYLLS; CHLOROPHYLL; COMPUTER SIMULATION; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; ENERGY TRANSFER; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; PROTEINS; QUANTUM THEORY;

EID: 33645466086     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b513086g     Document Type: Review

References (153)

1. H. Gest Photosynth. Res. 2002 73 7
2. J. F. Kasting J. L. Siefert Science 2002 296 1066
3. Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, ed., R. E. Blankenship,,, M. T. Madigan, and,, C. E. Bauer,, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1995
4. J. P. Allen, G. Feher, T. O. Yates, H. Komiya and D. C. Rees, in The Photosynthetic Bacterial Reaction Centre. Structure and Dynamics, ed., J. Breton, and, A. Verméglio,, Plenum Press, New York, vol., 1988 pp. 5-11
5. J. Deisenhofer O. Epp K. Miki R. Huber H. Michel Nature 1985 318 618
6. R. E. Fenna B. W. Matthews J. M. Olson E. K. Shaw J. Mol. Biol. 1974 84 231
7. P. Jordan P. Fromme H. T. Witt O. Klukas W. Saenger N. Kraub Nature 2001 411 909
8. N. Kamiya J.-R. Shen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 98
9. S. Karrasch P. A. Bullough R. Ghosh EMBO J. 1995 14 631
10. J. Koepke X. Hu C. Muenke K. Schulten H. Michel Structure 1996 4 581
11. N. Krauss W. Hinrichs I. Witt P. Fromme W. Pritzkow Z. Dauter C. Betzel K. S. Wilson H. T. Witt W. Saenger Nature 1993 361 326
12. W. Kühlbrandt D. N. Wang Y. Fujiyoshi Nature 1994 367 614
13. Z. Liu H. Yan K. Wang T. Kuang J. Zhang L. Gui X. An W. Chang Nature 2004 428 287
14. B. W. Matthews R. E. Fenna M. C. Bolognesi M. F. Schmid J. M. Olson J. Mol. Biol. 1979 131 259
15. G. McDermott S. M. Prince A. A. Freer A. M. Hawthornthwaite-Lawless M. Z. Papiz R. J. Cogdell N. W. Isaacs Nature 1995 374 517
16. K. McLuskey S. M. Prince R. J. Cogdell N. W. Isaacs Biochemistry 2001 40 8783
17. K.-H. Rhee E. P. Morris J. Barber W. Kühlbrandt Nature 1998 396 283
18. A. W. Roszak T. D. Howard J. Southall A. T. Gardiner C. J. Law N. W. Isaacs R. J. Cogdell Science 2003 302 1969
19. D. E. Tronrud M. F. Schmid B. W. Matthews J. Mol. Biol. 1986 188 443
20. A. Zouni H. T. Witt J. Kern P. Fromme N. Krauß W. Saenger P. Orth Nature 2001 409 739
21. C.-H. Chang D. Tiede J. Tang U. Smith J. Norris M. Schiffer FEBS Lett. 1986 205 82
22. Oxygenic Photosynthesis: The Light Reactions, ed., D. R. Ort, and, C. F. Yocum,, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1996
23. A. Camara-Artigas J. P. Allen Photosynth. Res. 2004 81 227
24. R. J. Cogdell N. W. Isaacs A. A. Freer T. D. Howard A. T. Gardiner S. M. Prince M. Z. Papiz FEBS Lett. 2003 555 35
25. R. J. Cogdell A. T. Gardiner A. W. Roszak C. J. Law J. Southall N. W. Isaacs Photosynth. Res. 2004 81 207
26. G. A. Montaño B. P. Bowen J. T. LaBelle N. W. Woodbury V. B. Pizziconi R. E. Blankenship Biophys. J. 2003 85 2560
27. G. Zucchelli R. C. Jennings F. M. Garlaschi G. Cinque R. Bassi O. Cremonesi Biophys. J. 2002 82 378
28. J. Pieper J. Voigt G. J. Small J. Phys. Chem. B 1999 103 2319
29. J. M. Linnanto J. E. I. Korppi-Tommola J. Chin. Chem. Soc. 2000 47 657
30. J. Linnanto V. M. Helenius J. A. I. Oksanen T. Peltola J.-L. Garaud J. E. I. Korppi-Tommola J. Phys. Chem. A 1998 102 4337
31. J. Linnanto and J. E. I. Korppi-Tommola, UPS '99 XI International Symposium "Ultrafast phenomena in spectroscopy" Taipei, Taiwan, R.O.C., 25-29 October 1999, 1999, p. 30
32. J. Linnanto J. E. I. Korppi-Tommola V. M. Helenius J. Phys. Chem. B 1999 103 8739
33. J. Linnanto J. E. I. Korppi-Tommola Phys. Chem. Chem. Phys. 2002 4 3453
34. J. Linnanto J. Martiskainen V. Lehtovuori J. Ihalainen R. Kananavicius R. Barbato J. Korppi-Tommola Photosynth. Res. 2005
35. J. A. Ihalainen J. Linnanto P. Myllyperkiö I. H. M. van Stokkum B. Ücker H. Scheer J. E. I. Korppi-Tommola J. Phys. Chem. B 2001 105 9849
36. J. E. I. Korppi-Tommola and J. M. Linnanto, in PS2001 Proceedings 12th International Congress on Photosynthesis, CSIRO Publishing, Melbourne, Australia, 2002, S2-019
37. J. M. Linnanto and J. E. I. Korppi-Tommola, in PS2001 Proceedings 12th International Congress on Photosynthesis, CSIRO Publishing, Melbourne, Australia, 2002, S1-032
38. J. Linnanto J. Korppi-Tommola Phys. Chem. Chem. Phys. 2000 2 4962
39. J. Linnanto J. Korppi-Tommola J. Phys. Chem. A 2001 105 3855
40. J. Linnanto J. Korppi-Tommola J. Comput. Chem. 2004 25 123
41. J. Linnanto J. Korppi-Tommola J. Phys. Chem. A 2004 108 5872
42. L. L. Shipman T. M. Cotton J. R. Norris J. J. Katz J. Am. Chem. Soc. 1976 98 8222
43. J. J. Katz, L. L. Shipman, T. M. Cotton and T. R. Janson, in The Porphyrins-Part C. vol. V, ed., D. Dolphin,, Academy Press, 1978, vol. 9, pp. 401-458
44. I. Renge R. Avarmaa Photochem. Photobiol. 1985 42 253
45. E. Gudowska-Nowak M. D. Newton J. Fajer J. Phys. Chem. 1990 94 5795
46. E. Bellacchio K. Sauer J. Phys. Chem. B 1999 103 2279
47. A. Ellervee J. Linnanto A. Freiberg Chem. Phys. Lett. 2004 394 80
48. J. D. Petke G. M. Maggiora L. L. Shipman R. E. Christoffersen Photochem. Photobiol. 1980 32 399
49. J. D. Petke G. M. Maggiora L. Shipman R. E. Christoffersen Photochem. Photobiol. 1979 30 203
50. J. D. Petke G. M. Maggiora L. L. Shipman R. E. Christoffersen J. Mol. Spectrosc. 1978 73 311
51. J. D. Petke G. M. Maggiora L. L. Shipman R. E. Christoffersen J. Mol. Spectrosc. 1978 71 64
52. H. C. Longuet-Higgins C. W. Rector J. R. Platt J. Chem. Phys. 1950 18 1174
53. M. Gouterman J. Mol. Spectrosc. 1961 6 138
54. M. Gouterman G. H. Wagnière L. C. Snyder J. Mol. Spectrosc. 1963 11 108
55. C. Jr. Weiss J. Mol. Spectrosc. 1972 44 37
56. G. M. Maggiora L. J. Weimann Int. J. Quantum Chem. Quantum Biol. Symp. 1974 1 179
57. R. E. Christoffersen Int. J. Quantum Chem. 1979 16 573
58. T. Oie G. M. Maggiora R. E. Christoffersen Int. J. Quantum Chem. Quantum Biol. Symp. 1976 3 119
59. D. Spangler R. McKinney R. E. Christoffersen G. M. Maggiora L. L. Shipman Chem. Phys. Lett. 1975 36 427
60. D. Spangler G. M. Maggiora L. L. Shipman R. E. Christoffersen J. Am. Chem. Soc. 1977 99 7478
61. D. Spangler G. M. Maggiora L. L. Shipman R. E. Christoffersen J. Am. Chem. Soc. 1977 99 7470
62. D. C. Rawlings E. R. Davidson M. Gouterman Theor. Chim. Acta 1982 61 227
63. W. D. Edwards J. D. Head M. C. Zerner J. Am. Chem. Soc. 1982 104 5834
64. U. Nagashima T. Takada K. Ohno J. Chem. Phys. 1986 85 4524
65. A. Ghosh J. Phys. Chem. B 1997 101 3290
66. J. C. Facelli J. Phys. Chem. B 1998 102 2111
67. P. J. O'Malley S. J. Collins J. Am. Chem. Soc. 2001 123 11042
68. S. Sinnecker W. Koch W. Lubitz Phys. Chem. Chem. Phys. 2000 2 4772
69. S. Sinnecker W. Koch W. Lubitz J. Phys. Chem. B 2002 106 5281
70. P. J. O'Malley Chem. Phys. Lett. 2000 331 78
71. P. J. O'Malley J. Am. Chem. Soc. 2000 122 7798
72. C.-P. Hsu P. J. Walla M. Head-Gordon G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 2001 105 11016
73. D. Sundholm Phys. Chem. Chem. Phys. 2003 5 4265
74. D. Sundholm Chem. Phys. Lett. 1999 302 480
75. D. Sundholm Chem. Phys. Lett. 2000 317 545
76. H. Nakatsuji J. Hasegawa K. Ohkawa Chem. Phys. Lett. 1998 296 499
77. J. Hasegawa K. Ohkawa H. Nakatsuji J. Phys. Chem. B 1998 102 10410
78. A. Dreuw J. L. Weisman M. Head-Gordon J. Chem. Phys. 2003 119 2943
79. J. Hasegawa Y. Ozeki K. Ohkawa M. Hada H. Nakatsuji J. Phys. Chem. B 1998 102 1320
80. Chlorophylls, ed., H. Scheer,, CRC Press, Boca Raton, 1991
81. J. F. Imhoff, in Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, ed., R. E. Blankenship,,, M. T. Madigan, and, C. E. Bauer,, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1995, vol. 1, pp. 1-15
82. M. T. Madigan and J. G. Ormerod, in Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, ed., R. E. Blankenship,,, M. T. Madigan, and, C. E. Bauer,, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1995, vol. 2, pp. 17-30
83. M. A. Thompson J. Fajer J. Phys. Chem. 1992 96 2933
84. H.-C. Chow R. Serlin C. E. Strouse J. Am. Chem. Soc. 1975 97 7230
85. J. Ridley M. Zerner Theor. Chim. Acta 1973 32 111
86. J. E. Ridley M. C. Zerner Theor. Chim. Acta 1976 42 223
87. M. C. Zerner G. H. Loew R. F. Kirchner U. T. Mueller-Westerhoff J. Am. Chem. Soc. 1980 102 589
88. M. M. Karelson M. C. Zerner J. Phys. Chem. 1992 96 6949
89. SPARTAN, Wavefunction Inc., Irvine, CA, 1993, 1994
90. J. J. P. Stewart QCPE Bull. 1985 5 133
91. CAChe 5.0, CAChe Group, Fujitsu Business Systems of America Inc., Beaverton, OR, 2001
92. HyperChem Computational Chemistry, Part 2: Theory and Methods, Hypercube, Inc., Publication HC40-00-03-00, 1998
93. ArgusLab 2.0.0, Planaria Software LLC, Seattle, WA, 2001
94. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, P. M. W. Gill, B. G. Johnson, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, T. Keith, G. A. Petersson, J. A. Montgomery, K. Raghavachari, M. A. Al-Laham, V. G. Zakrzewski, J. V. Ortiz, J. B. Foresman, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, A. Nanayakkara, M. Challacombe, C. Y. Peng, P. Y. Ayala, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, E. S. Replogle, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, J. S. Binkley, D. J. Defrees, J. Baker, J. P. Stewart, M. Head-Gordon, C. Gonzalez and J. A. Pople, GAUSSIAN 94, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1995
95. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, V. G. Zakrzewski, J. A. Montgomery Jr., R. E. Stratmann, J. C. Burant, S. Dapprich, J. M. Millam, A. D. Daniels, K. N. Kudin, M. C. Strain, O. Farkas, J. Tomasi, V. Barone, M. Cossi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Pomelli, C. Adamo, S. Clifford, J. Ochterski, G. A. Petersson, P. Y. Ayala, Q. Cui, K. Morokuma, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. Cioslowski, J. V. Ortiz, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, C. Gonzales, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, C. Gonzalez, M. Head-Gordon, E. S. Replogle and J. A. Pople, GAUSSIAN 98, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998
96. R. A. Friesner B. D. Dunietz Acc. Chem. Res. 2001 34 351
97. J. J. P. Stewart J. Comput. Chem. 1991 12 320
98. R. Serlin H.-C. Chow C. E. Strouse J. Am. Chem. Soc. 1975 97 7237
99. C. Kratky J. D. Dunitz Acta Crystallogr., Sect. B 1977 B33 545
100. K. M. Barkigia M. Miura M. A. Thompson J. Fajer Inorg. Chem. 1991 30 2233
101. T. Hashimoto Y.-K. Choe H. Nakano K. Hirao J. Phys. Chem. A 1999 103 1894
102. N. Risch H. Brockmann Tetrahedron Lett. 1983 24 173
103. S. Lötjönen T. J. Michalski J. R. Norris P. H. Hynninen Magn. Reson. Chem. 1987 25 670
104. S. Lötjönen P. H. Hynninen Org. Magn. Reson. 1983 21 757
105. X. Hu D. Xu K. Hamer K. Schulten J. Koepke H. Michel Protein Sci. 1995 4 1670
106. A. Freer S. Prince K. Sauer M. Papiz A. Hawthornthwaite-Lawless G. McDermott R. Cogdell N. W. Isaacs Structure 1996 4 449
107. P. Bhyrappa S. R. Wilson K. S. Suslick J. Am. Chem. Soc. 1997 119 8492
108. E. Hofmann P. M. Wrench F. P. Sharples R. G. Hiller W. Welte K. Diederichs Science 1996 272 1788
109. A. L. Balch Coord. Chem. Rev. 2000 200-202 349
110. D. E. Tronrud and B. W. Matthews, in Photosynthetic reaction centre, ed., J. Deisenhofer, and, J. Norris,, Academic Press, New York, 1993, vol. 1
111. C. Kratky H. P. Isenring J. D. Dunitz Acta Crystallogr., Sect. B 1977 B33 547
112. Y. Misono L. Limantara Y. Koyama K. Itoh J. Phys. Chem. 1996 100 2422
113. R. Vladkova Photochem. Photobiol. 2000 71 71
114. P. M. Callahan T. M. Cotton J. Am. Chem. Soc. 1987 109 7001
115. J. J. Katz Spectrum 1994 7 1
116. E.-I. Nishizawa L. Limantara N. Nanjou H. Nagae T. Kakuno Y. Koyama Photochem. Photobiol. 1994 59 229
117. E.-I. Nishizawa H. Nagae Y. Koyama J. Phys. Chem. 1994 98 12086
118. T. M. Cotton R. P. van Duyne J. Am. Chem. Soc. 1981 103 6020
119. J. A. I. Oksanen P. Martinsson E. Åkesson P. H. Hynninen V. Sundström J. Phys. Chem. A 1998 102 4328
120. G. Hartwich L. Fiedor I. Simonin E. Cmiel W. Schäfer D. Noy A. Scherz H. Scheer J. Am. Chem. Soc. 1998 120 3675
121. U. Even Y. Magen J. Jortner J. Chem. Phys. 1982 76 5684
122. U. Even J. Magen J. Jortner Chem. Phys. Lett. 1982 88 131
123. G. D. Dorough J. R. Miller J. Am. Chem. Soc. 1952 74 6106
124. T. M. Cotton P. A. Loach J. J. Katz K. Ballschmiter Photochem. Photobiol. 1978 27 735
125. A. Pfarrherr K. Teuchner D. Leupold P. Hoffmann J. Photochem. Photobiol., B 1991 9 35
126. A. S. Holt H. V. Morley Can. J. Chem. 1959 37 507
127. B. R. Brooks R. E. Bruccoleri B. D. Olafson D. J. States S. Swaminathan M. Karplus J. Comput. Chem. 1983 4 187
128. A. B. J. Parusel S. Grimme J. Phys. Chem. B 2000 104 5395
129. B. P. Krueger J. Yom P. J. Walla G. R. Fleming Chem. Phys. Lett. 1999 310 57
130. Z. He V. Sundström T. Pullerits J. Phys. Chem. B 2002 106 11606
131. G. Haran K. Wynne C. C. Moser P. L. Dutton R. M. Hochstrasser J. Phys. Chem. 1996 100 5562
132. C. C. Gradinaru J. T. M. Kennis E. Papagiannakis I. H. M. van Stokkum R. J. Cogdell G. R. Fleming R. A. Niederman R. van Grondelle Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 2364
133. A. Camara-Artigas R. E. Blankenship J. P. Allen Photosynth. Res. 2003 75 49
134. D. Spiedel A. W. Roszak K. McKendrick K. E. McAuley P. K. Fyfe E. Nabedryk J. Breton B. Robert R. J. Cogdell N. W. Isaacs M. R. Jones Biochim. Biophys. Acta 2002 1554 75
135. E. Teller J. Phys. Chem. 1937 41 109
136. L. Landau Phys. Z. Sowjetunion 1932 2 46
137. L. Landau Phys. Z. Sowjetunion 1932 1 88
138. W. W. Parson A. Warshel J. Am. Chem. Soc. 1987 109 6152
139. J. L. Herek N. J. Fraser T. Pullerits P. Martinsson J. Polivka H. Scheer R. J. Cogdell V. Sundström Biophys. J. 2000 78 2590
140. J. Linnanto J. A. I. Oksanen J. E. I. Korppi-Tommola Phys. Chem. Chem. Phys. 2002 4 3061
141. M. Matsushita M. Ketelaars A. M. van Oijen J. Köhler T. J. Aartsma J. Schmidt Biophys. J. 2001 80 1604
142. M. Ketelaars A. M. van Oijen M. Matsushita J. Köhler J. Schmidt T. J. Aartsma Biophys. J. 2001 80 1591
143. J. A. Ihalainen P. E. Jensen A. Haldrup I. H. M. van Stokkum R. van Grondelle H. V. Scheller J. P. Dekker Biophys. J. 2002 83 2190
144. R. M. Pearlstein, in Chlorophylls, ed., H. Scheer,, CRC Press, Boca Raton, FL, 1991, vol. 4, pp. 1047-1078
145. T. Joo Y. Jia J.-Y. Yu D. M. Jonas G. R. Fleming J. Phys. Chem. 1996 100 2399
146. Y.-Z. Ma R. J. Cogdell T. Gillbro J. Phys. Chem. B 1997 101 1087
147. N. J. Fraser P. J. Dominy B. Ücker I. Simonin H. Scheer R. J. Cogdell Biochemistry 1999 38 9684
148. U. Eisner R. P. Linstead J. Chem. Soc. 1955 3749
149. U. Eisner R. P. Linstead J. Chem. Soc. 1955 3742
150. G. R. Seely J. Chem. Phys. 1957 27 125
151. G. R. Seely J. Am. Chem. Soc. 1966 88 3417
152. S. W. Jeffrey Biochim. Biophys. Acta 1969 177 456
153. J. Linnanto J. Korppi-Tommola Biophys. J.