Solvent effect on the excited-state dynamics of analogues of the photoactive Yellow Protein chromophore

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 110, Issue 10, 2006, Pages 3393-3404

  Espagne, Agathe ^a   Changenet Barret, Pascale ^a   Plaza, Pascal ^a   Martin, Monique M ^a  

^a CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; CHEMICAL BONDS; DERIVATIVES; ELECTRIC EXCITERS; GROUND STATE; ISOMERIZATION; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEINS; SOLVENTS; VISCOSITY;

HYDROXYCINNAMIC ACID; SOLVATION DYNAMICS; TRANSCIS PHOTOISOMERIZATION; YELLOW PROTEIN CHROMOPHORE;

CHROMOPHORES;

BACTERIAL PROTEIN; COUMARIN DERIVATIVE; PHOTOACTIVE YELLOW PROTEIN, BACTERIA; SOLVENT; THIOMETHYL P COUMARIC ACID; THIOMETHYL P-COUMARIC ACID; VISUAL PROTEINS AND PIGMENTS;

ARTICLE; CHEMISTRY; ISOMERISM; PHOTOCHEMISTRY; QUANTUM THEORY; SPECTROSCOPY; STATISTICS;

BACTERIAL PROTEINS; COUMARINS; ISOMERISM; PHOTOCHEMISTRY; PHOTORECEPTORS, MICROBIAL; QUANTUM THEORY; SOLVENTS; SPECTRUM ANALYSIS; STATISTICS;

EID: 33645500398     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0563843     Document Type: Article

References (93)

1. Häder, D.-P.; Lebert, M. Photomovement; Elsevier: Amsterdam, 2001.
2. Meyer, T. E. Biochim. Biophys. Acta 1985, 806, 175.
3. Sprenger, W. W.; Hoff, W. D.; Armitage, J. P.; Hellingwerf, K. J. J. Bacterial. 1993, 775, 3096.
4. Baca, M.; Borgstahl, G. E. O.; Boissinot, M.; Burke, P. M.; Williams, D. R.; Slater, K. A.; Getzoff, E. D. Biochemistry 1994, 33, 14369.
5. Hoff, W. D.; Düx, P.; Hard, K.; Devreese, B.; Nugteren-Roodzant, I. M.; Crielaard, W.; Boelens, R.; Kaptein, R.; van Beeumen, J. J.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1994, 33, 13959.
6. Borgstahl, G. E. O.; Williams, D. R.; Getzoff, E. D. Biochemistry 1995, 34, 6278.
7. Düx, P.; Rubinstenn, G.; Vuister, G. W.; Boelens, R.; Mulder, F. A. A.; Hard, K.; Hoff, W. D.; Kroon, A. R.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J.; Kaptein, R. Biochemistry 1998, 37, 12689.
8. Kim, M.; Mathies, R. A.; Hoff, W. D.; Hellingwerf, K. J. Biochemistry 1995, 34, 12669.
9. Brudler, R.; Rammeisberg, R.; Woo, T. T.; Getzoff, E. D.; Gerwert, K. Nat. Struct. Biol. 2001, 8, 265.
10. Genick, U. K.; Borgstahl, G. E. O.; Ng, K.; Ren, Z.; Pradervand, C.; Burke, P. M.; Srajer, V.; Teng, T.-Y.; Schildkamp, W.; McRee, D. E.; Moffat, K.; Getzoff, E. D. Science 1997, 275, 1471.
11. Unno, M.; Kumauchi, M.; Sasaki, J.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4233.
12. Unno, M.; Kumauchi, M.; Sasaki, J.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. Biochemistry 2002, 41, 5668.
13. Perman, B.; Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T.-Y.; Pradervand, C.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Schotte, F.; Wulff, M.; Kort, R.; Hellingwerf, K. J.; Moffat, K. Science 1998, 279, 1946.
14. Hoff, W. D.; van Stokkum, I. H. M.; van Ramesdonk, H. J.; van Brederode, M. E.; Brouwer, A. M.; Fitch, J. C.; Meyer, T. E.; van Grondelle, R.; Hellingwerf, K. J. Biophys. J. 1994, 67, 1691.
15. Chosrowjan, H.; Mataga, N.; Nakashima, N.; Imamoto, Y.; Tokunaga, F. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 267.
16. Baltuska, A.; van Stokkum, I. H. M.; Kroon, A. R.; Monshouwer, R.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 263.
17. Ujj, L.; Devanathan, S.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G.; Atkinson, G. H. Biophys. J. 1998, 75, 406.
18. Changenet, P.; Zhang, H.; van der Meer, M. J.; Hellingwerf, K. J.; Glasbeek, M. Chem. Phys. Lett. 1998, 282, 276.
19. Devanathan, S.; Pacheco, A.; Ujj, L.; Cusanovich, M. A.; Tollin, G.; Lin, S.; Woodbury, N. Biophys. J. 1999, 77, 1017.
20. Malaga, N.; Chosrowjan, H.; Shibata, Y.; Imamoto, Y.; Tokunaga, F. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5191.
21. Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F.; Asahi, T.; Masuhara, H. Biochemistry 2001, 40, 6047.
22. Hanada, H.; Kanematsu, Y.; Kinoshita, S.; Kumauchi, M.; Sasaki, J.; Tokunaga, F. J. Lumin. 2001, 94-95, 593.
23. Gensch, T.; Gradinaru, C. C.; van Stokkum, I. H. M.; Hendricks, J.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 347.
24. Groot, M. L.; van Wilderen, L. J. G. W.; Larsen, D. S.; van der Horst, M. A.; van Stokkum, I. H. M.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Biochemistry 2003, 42, 10054.
25. Changenet-Barret, P.; Espagne, A.; Plaza, P.; Martin, M. M.; Hellingwerf, K. J. Femtochemistry and Femtobiology, Vltrafast events in molecular science; Martin, M. M., Hynes, J. T., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2004; p 417.
26. Larsen, D. S.; van Stokkum, I. H. M.; Vengris, M.; van der Horst, M. A.; de Weerd, F. L.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2004, 87, 1858.
27. Changenet-Barret, P.; Espagne, A.; Charier, S.; Baudin, J.-B.; Jullien, L.; Plaza, P.; Hellingwerf, K. J.; Martin, M. M. Photochem. Photobiol. Sci. 2004, 3, 823.
28. Malaga, N.; Chosrowjan, H.; Taniguchi, S. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2004, 5, 155.
29. Changenet-Barret, P.; Espagne, A.; Plaza, P.; Hellingwerf, K. J.; Martin, M. M. New J. Chem. 2005, 29, 527.
30. Kort, R.; Vonk, H.; Xu, X.; Hoff, W. D.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. FEBS Lett. 1996, 382, 73.
31. Genick, U. K.; Soltis, S. M.; Kuhn, P.; Canestrelli, I. L.; Getzoff, E. D. Nature 1998, 592, 206.
32. Ren, Z.; Perman, B.; Srajer, V.; Teng, T.-Y.; Pradervand, C.; Bourgeois, D.; Schotte, F.; Ursby, T.; Kort, R.; Wulff, M.; Moffal, K. Biochemistry 2001, 2001, 13788.
33. Mataga, N.; Chosrowjan, H.; Shibata, Y.; Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F. Chem. Phys. Lett. 2002, 352, 220.
34. Mataga, N.; Chosrowjan, H.; Taniguchi, S.; Hamada, N.; Tokunaga, F.; Imamoto, Y.; Kataoka, M. Phys. Chem. Chem. Phys 2003, 5, 2454.
35. Nakamura, R.; Kanematsu, Y.; Kumauchi, M.; Hamada, N.; Tokunaga, F. J. Lumin. 2003, 102-103, 21.
36. Premvardhan, L. L.; van der Horst, M. A.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2003, 84, 3226.
37. Chosrowjan, H.; Taniguchi, S.; Mataga, N.; Unno, M.; Yamauchi, S.; Hamada, N.; Kumauchi, M.; Tokunaga, F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2686.
38. Kort, R.; Hellingwerf, K. J.; Ravelli, R. B. G. J. Biol. Chem. 2004, 279, 26417.
39. Changenet-Barret, P.; Plaza, P.; Martin, M. M. Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 439.
40. Changenet-Barret, P.; Espagne, A.; Katsonis, N.; Charier, S.; Baudin, J.-B.; Jullien, L.; Plaza, P.; Martin, M. M. Chem. Phys. Lett. 2002, 365, 285.
41. Larsen, D. S.; Vengris, M.; van Stokkum, I. H. M.; van der Horst, M. A.; Cordfunke, R. A.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 563.
42. Larsen, D. S.; Vengris, M.; van Stokkum, I. H. M.; van der Horst, M. A.; de Weerd, F. L.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2004, 86, 2538.
43. Premvardhan, L. L.; Buda, F.; van der Horst, M. A.; Lührs, D. C.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5138.
44. Vengris, M.; van der Horst, M. A.; Zgrablic, G.; van Stokkum, I. H. M.; Haacke, S.; Chergui, M.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R.; Larsen, D. S. Biophys. J. 2004, 87, 1848.
45. Espagne, A.; Changenet-Barret, P.; Katsonis, N.; Charier, S.; Baudin, J.-B.; Jullien, L.; Plaza, P.; Martin, M. M. Femtochemistry and Femtobiology, Ultrafast events in molecular science; Martin, M. M., Hynes, J. T., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2004; p 431.
46. Usman, A.; Mohammed, O. F.; Heyne, K.; Dreyer, J.; Nibbering, E. T. J. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 157.
47. Vengris, M.; Larsen, H S.; van der Horst, M. A.; Larsen, O. F. A.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4197.
48. Waldeck, D. H. Chem. Rev. 1991, 91, 415.
49. Sergi, A.; Grüning, M.; Ferrario, M.; Buda, F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4386.
50. Molina, V.; Merchan, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 4299.
51. Groenhof, G.; Lensink, M. F.; Beredsen, H. J. C.; Snijders, J. G.; Mark, A. E. Proteins 2002, 48, 202.
52. Ko, C.; Levine, B.; Toniolo, A.; Olsen, S.; Werner, H.-J.; Martinez, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12710.
53. Thompson, M. J.; Bashford, D.; Noodleman, L.; Getzoff, E. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8186.
54. Groenhof, G.; Bouxin-Cademartory, M.; Hess, B.; de Visser, S. P.; Berendsen, H. J. C.; Olivucci, M.; Mark, A. E.; Robb, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4228.
55. Gromov, E. V.; Burghardt, L; Koppel, H.; Cederbaum, L. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4623.
56. Liu, R. S. H. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 555.
57. Lakowicz. Principles of fluorescence spectroscopy; Plenum Press: New York, 1983.
58. Dai Hung, N.; Plaza, P.; Martin, M. M.; Meyer, Y. H. Appl. Opt. 1992, 31, 7046.
59. Borucki, B.; Otto, H.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Heyn, M. P. J. Phys. Chem. B 2005, 709; 629.
60. Mataga, N.; Kubota, T. Molecular Interactions and Electronic Spectra; Marcel Dekker: New York, 1970.
61. Kroon, A. R.; Hoff, W. D.; Fennema, H. P. M.; Koomen, G.-J.; Verhoeven, J. W.; Crielaard, W.; Hellingwerf, K. J. J. Biol. Chem. 1996, 277, 31949.
62. Yoda, M.; Houjou, H.; Inoue, Y.; Sakurai, M. J. Phys. Chem. B 2001, 705, 9887.
63. Fong, C. W.; Kamlet, M. J.; Taft, R. W. J. Org. Chem. 1983, 48, 832.
64. Marcus, Y. Chem. Soc. Rev. 1993, 22, 409.
65. Foley, S.; Navaratnam, S.; McGarvey, D. J.; Land, E. J.; Truscott, T. G.; Rice-Evans, C. Free Rad. Biol. Med. 1999, 26, 1202.
66. Jou, F.-Y.; Freeman, G. R. Can. J. Chem. 1979, 57, 591.
67. Horng, M. L.; Gardecki, J. A.; Papazyan, A.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17311.
68. Chudoba, C.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 5625.
69. Nibbering, E. T. J.; Tschirschwitz, F.; Chudoba, C.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4236.
70. Rothenberger, G.; Negus, D. K.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 5360.
71. Courtney, S. H.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1985, 83, 215.
72. Troe, J. J. Phys. Chem. 1986, 90, 357.
73. Zeglinski, D. M.; Waldeck, D. H. J. Phys. Chem. 1988, 92, 692.
74. Park, N. S.; Waldeck, D. H. J. Chem. Phys. 1989, 91, 943.
75. Sivakumar, N.; Hoburg, E. A.; Waldeck, D. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2305.
76. Park, N. S.; Waldeck, D. H. J. Phys. Chem. 1990, 94, 662.
77. Sundström, V.; Gillbro, T. Chem. Phys. Lett. 1984, 109, 538.
78. Grote, R. F.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1980, 73, 2715.
79. Lee, M.; Haseltine, J. N.; Smith, A. B., III; Hochstrasser, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5044.
80. Schroeder, J.; Schawerzer, D.; Troe, J.; Voss, F. J. Chem. Phys. 1990, 93, 2393.
81. Doany, F. E.; Heilweil, E. J.; Moore, R.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 1984, 80, 201.
82. van der Zwan, G.; Hynes, J. T. Chem. Phys. 1984, 90, 21.
83. Kim, S. M.; Courtney, S. H.; Fleming, G. R. Chem. Phys. Lett. 1989, 156, 543.
84. Mohrschladt, R.; Schroeder, J.; Schwarzer, D.; Troe, J.; Vöhringer, P. J. Chem. Phys. 1994, 101, 7566.
85. Sampedro Ruiz, D.; Cembran, A.; Garavelli, M.; Olivucci, M.; Fuss, W. Photochem. Photobiol. 2002, 76, 622.
86. Martin, M. M.; Plaza, P.; Meyer, Y. H. Chem. Phys. 1995, 192, 367.
87. Plaza, P.; Laage, D.; Martin, M. M.; Alain, V.; Blanchard-Desce, M.; Thompson, W. H.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2396.
88. Laage, D.; Plaza, P.; Blanchard-Desce, M.; Martin, M. M. Photochem. Photobiol. Sci. 2002, 1, 526.
89. Grabowski, Z. R.; Rotkiewicz, K.; Rettig, W. Chem. Rev. 2003, 103, 3899.
90. Lapouyade, R.; Czeschka, K.; Majenz, W.; Rettig, W.; Gilabert, E.; Rullière, C. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9643.
91. Rettig, W.; Majenz, W.; Lapouyade, R.; Haucke, G. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1992, 62, 415.
92. El-Gezawy, H.; Rettig, W.; Danel, A.; Jonusauskas, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18699.
93. Dauben, W. G.; Salem, L.; Turro, N. J. Acc. Chem. Res. 1975, 8, 41.