Single-molecule fluorescence studies of protein folding and conformational dynamics

Chemical Reviews

Volumn 106, Issue 5, 2006, Pages 1785-1813

  Michalet, Xavier ^a   Weiss, Shimon ^a   Jäger, Marcus ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONFORMATIONS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; PROTEINS; SPECTROSCOPY;

FLUCTUATION MEASUREMENT; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; MOLECULAR CONFORMATION; SINGLE-MOLECULE METHOD;

FLUORESCENCE;

ENZYME; PROTEIN;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENERGY TRANSFER; ENZYME ACTIVATION; FLUORESCENCE; KINETICS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FOLDING; REVIEW; SPECTROFLUOROMETRY;

ENERGY TRANSFER; ENZYME ACTIVATION; ENZYMES; FLUORESCENCE; KINETICS; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FOLDING; PROTEINS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE;

EID: 33646937406     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr0404343     Document Type: Review

References (224)

1. Single-Molecule Optical Detection, Imaging and Spectroscopy; Basché, T.; Moerner, W. E.; Orrit, M.; Wild, U. P., Eds.; VCH: Weinheim, 1997.
2. Nie, S.; Zare, R. N. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 567.
3. Xie, X. S.; Trautman, J. K. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 441.
4. Moerner, W. E.; Orrit, M. Science 1999, 283, 1670.
5. Weiss, S. Science 1999, 283, 1676.
6. Weiss, S. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 724.
7. Michalet, X.; Weiss, S. C. R. Phys. 2002, 3, 619.
8. Tinnefeld, P.; Sauer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2642.
9. Kendrew, J. C. Nature 1958, 182, 764.
10. Perutz, M. F. Brookhaven Sym. Biol. 1960, 13, 165.
11. Frauenfelder, H.; Wolynes, P. G. Science 1985, 229, 337.
12. Ansari, A.; Berendzen, J.; Bowne, S. F.; Frauenfelder, H.; Iben, I. E.; Sauke, T. B.; Shyamsunder, E.; Young, R. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 5000.
13. Frauenfelder, H.; Sligar, S. G.; Wolynes, P. G. Science 1991, 254, 1598.
14. Hvidt, A.; Nielsen, S. O. Adv. Protein Chem. 1966, 21, 287.
15. Englander, S. W.; Kallenbach, N. R. Q. Rev. Biophys. 1983, 16, 521.
16. Englander, S. W.; Sosnick, T. R.; Englander, J. J.; Mayne, L. Curr. Opin. Struct. Biol. 1996, 6, 18.
17. Clarke, J.; Itzhaki, L. S. Curr. Opin. Struct. Biol. 1998, 8, 112.
18. Shoemaker, B. A.; Portman, J. J.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8868.
19. Dunker, A. K.; Brown, C. J.; Obradovic, Z. Adv. Protein Chem. 2002, 62, 25.
20. Dyson, H. J.; Wright, P. E. Chem. Rev. 2004, 104, 3607.
21. Gutin, A. M.; Abkevich, V. I.; Shakhnovich, E. I. Biochemistry 1995, 34, 3066.
22. Eggers, D. K.; Valentine, J. S. J. Mol. Biol. 2001, 314, 911.
23. Ellis, R. J. Curr. Biol. 1997, 7, R531.
24. Neri, D.; Billeter, M.; Wider, G.; Wuthrich, K. Science 1992, 257, 1559.
25. Logan, T. M.; Theriault, Y.; Fesik, S. W. J. Mol. Biol. 1994, 236, 637.
26. Shortle, D.; Ackerman, M. S. Science 2001, 293, 487.
27. Shortle, D. FASEB J. 1996, 10, 27.
28. Anfinsen, C. B. Science 1973, 181, 223.
29. Privalov, P. L. Adv. Protein Chem. 1982, 35, 1.
30. Garcia-Mira, M. M.; Sadqi, M.; Fischer, N.; Sanchez-Ruiz, J. M.; Munoz, V. Science 2002, 298, 2191.
31. Yang, H.; Luo, G.; Karnchanaphanurach, P.; Louie, T.-M.; Rech, I.; Cova, S.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 2003, 302, 262.
32. Tanford, C. Adv. Protein Chem. 1968, 23, 121.
33. Tanford, C. Adv. Protein Chem. 1970, 24, 1.
34. Kim, P. S.; Baldwin, R. L. Annu. Rev. Biochem. 1982, 51, 459.
35. Kim, P. S.; Baldwin, R. L. Annu. Rev. Biochem. 1990, 59, 631.
36. Jackson, S. E.; Fersht, A. R. Biochemistry 1991, 30, 10428.
37. Alexander, P.; Fahnestock, S.; Lee, T.; Orban, J.; Bryan, P. Biochemistry 1992, 31, 3597.
38. Jackson, S. E. Fold. Des. 1998, 3, R81.
39. Bryngelson, J. D.; Onuchic, J. N.; Socci, N. D.; Wolynes, P. G. Proteins 1995, 21, 167.
40. Dill, K. A.; Chan, H. S. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 10.
41. Onuchic, J. N.; Luthey-Schulten, Z.; Wolynes, P. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 545.
42. Itzhaki, L. S.; Neira, J. L.; Ruiz-Sanz, J.; de Prat Gay, G.; Fersht, A. R. J. Mol. Biol. 1995, 254, 289.
43. Daggett, V.; Fersht, A. R. Trends Biochem. Sci. 2003, 28, 18.
44. Klimov, D. K.; Thirumalai, D. J. Mol. Biol. 1998, 282, 471.
45. Klimov, D. K.; Thirumalai, D. Proteins 2001, 43, 465.
46. Shoemaker, B. A.; Wang, J.; Wolynes, P. G. J. Mol. Biol. 1999, 287, 675.
47. Bryngelson, J. D.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 7524.
48. Goto, Y.; Calciano, L. J.; Fink, A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 573.
49. Pande, V. S.; Rokhsar, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 1490.
50. Alonso, D. O.; Dill, K. A.; Stigter, D. Biopolymers 1991, 31, 1631.
51. Roder, H.; Colon, W. Curr. Opin. Struct. Biol. 1997, 7, 15.
52. Capaldi, A. P.; Shastry, M. C.; Kleanthous, C.; Roder, H.; Radford, S. E. Nat. Struct. Biol. 2001, 8, 68.
53. Heidary, D. K.; Gross, L. A.; Roy, M.; Jennings, P. A. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 725.
54. Teilum, K.; Maki, K.; Kragelund, B. B.; Poulsen, F. M.; Roder, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 9807.
55. Baldwin, R. L. Fold. Des. 1996, 1, R1.
56. Gruebele, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 161.
57. Shastry, M. C.; Luck, S. D.; Roder, H. Biophys. J. 1998, 74, 2714.
58. Kauffmann, E.; Darnton, N. C.; Austin, R. H.; Batt, C.; Gerwert, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 6646.
59. Pabit, S. A.; Hagen, S. J. Biophys. J. 2002, 83, 2872.
60. Hertzog, D. E.; Michalet, X.; Jager, M.; Kong, X.; Santiago, J. G.; Weiss, S.; Bakajin, O. Anal. Chem. 2004, 76, 7169.
61. Ballew, R. M.; Sabelko, J.; Gruebele, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 5759.
62. Munoz, V.; Thompson, P. A.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Nature 1997, 390, 196.
63. Jacob, M.; Holtermann, G.; Perl, D.; Reinstein, J.; Schindler, T.; Geeves, M. A.; Schmid, F. X. Biochemistry 1999, 38, 2882.
64. Jones, C. M.; Henry, E. R.; Hu, Y.; Chan, C. K.; Luck, S. D.; Bhuyan, A.; Roder, H.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 11860.
65. Hagen, S. J.; Hofrichter, J.; Szabo, A.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 11615.
66. Sabelko, J.; Ervin, J.; Gruebele, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6031.
67. Huang, C. Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y.; Klemke, J. W.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2788.
68. Leeson, D. T.; Gai, F.; Rodriguez, H. M.; Gregoret, L. M.; Dyer, R. B. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 2000, 97, 2527.
69. Yang, W. Y.; Gruebele, M. Biophys. J. 2004, 87, 596.
70. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Eaton, W. A. Nature 2002, 419, 743.
71. Haas, E.; Katchalski-Katzir, E.; Steinberg, I. Z. Biochemistry 1978, 17, 5064.
72. Lapidus, L. J.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 258101.
73. Buscaglia, M.; Schuler, B.; Lapidus, L. J.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Mol. Biol. 2003, 332, 9.
74. Bieri, O.; Wirz, J.; Hellrung, B.; Schutkowski, M.; Drewello, M.; Kiefhaber, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 9597.
75. Krieger, F.; Fierz, B.; Bieri, O.; Drewello, M.; Kiefhaber, T. J. Mol. Biol. 2003, 332, 265.
76. Kubelka, J.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 76.
77. Hass, E. ChemPhysChem 2005, 6, 858.
78. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd ed.; Plenum: New York, 1999.
79. Tinnefeld, P.; Buschmann, V.; Weston, K. D.; Sauer, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 323.
80. Zander, C.; Enderlein, J.; Keller, R. A. Single Molecule Detection in Solution: Methods and Applications; Wiley-VCH: New York, 2002.
81. Barkai, E.; Jung, Y.; Silbey, R. Annu. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 457.
82. Koshioka, M.; Sasaki, K.; Masuhara, H. Appl. Spectrosc. 1995, 49, 224.
83. Ha, T.; Laurence, T. A.; Chemla, D. S.; Weiss, S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6839.
84. Forkey, J. N.; Quinlan, M. E.; Goldman, Y. E. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2000, 74, 1.
85. Kinosita, K.; Adachi, K.; Itoh, H. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2004, 33, 245.
86. Rosenberg, S. A.; Quinlan, M. E.; Forkey, J. N.; Goldman, Y. E. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 583.
87. Van der Meer, B. W.; Coker, G. I.; Chen, S.-Y. S. Resonance Energy Transfer: Theory and Data; Wiley-VCH: New York, 1991.
88. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 6, 55.
89. Stryer, L.; Haugland, R. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1967, 58, 719.
90. Ha, T.; Enderle, T.; Ogletree, D. F.; Chemla, D. S.; Selvin, P. R.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 6264.
91. Deniz, A. A.; Dahan, M.; Grunwell, J. R.; Ha, T.; Faulhaber, A. E.; Chemla, D. S.; Weiss, S.; Schultz, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3670.
92. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
93. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796.
94. Neuweiler, H.; Schulz, A.; Böhmer, M.; Enderlein, J.; Sauer, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5324.
95. Wang, H.; Luo, G.; Karnchanaphanurach, P.; Louie, T.-M.; Cova, S.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 2003, 302, 262.
96. Eggeling, C.; Volkmer, A.; Seidel, C. A. M. ChemPhysChem 2005, 6, 791.
97. Kapanidis, A. N.; Weiss, S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10953.
98. Handbook of Biological Confocal Microscopy, 2nd ed.; Pawley, J. B., Ed.; Plenum Press: New York, 1995.
99. Michalet, X.; Kapanidis, A. N.; Laurence, T.; Pinaud, F.; Doose, S.; Pflughoefft, M.; Weiss, S. Ann. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 161.
100. Zhuang, X.; Rief, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 88.
101. Haran, G. J. Phys.: Condens. Mater. 2003, 15, R1291.
102. Moerner, W. E.; Fromm, D. P. Rev. Sci. Instrum. 2003, 74, 3597.
103. Rothwell, P. J.; Berger, S.; Kensch, O.; Felekyan, S.; Antonik, M.; Wo, B. M.; Restle, T.; Goody, R. S.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 1655.
104. Margittai, M.; Widengren, J.; Schweinberger, E.; Schröder, G. F.; Felekyan, S.; Haustein, E.; König, M.; Fasshauer, D.; Grubmüller, H.; Jahn, R.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 15516.
105. Laurence, T. A.; Kong, X.; Jäger, M.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17348.
106. Kinosita, K.; Itoh, H.; Ishiwata, S. i.; Hirano, K. i.; Nishizaka, T.; Hayakawa, T. J. Cell. Biol. 1991, 115, 67.
107. Cognet, L.; Harms, G. S.; Blab, G. A.; Lommerse, P. H. M.; Schmidt, T. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 4052.
108. Blab, G. A.; Oellerich, S.; Schumm, R.; Schmidt, T. Opt. Lett. 2004, 29, 727.
109. Michalet, X.; Siegmund, O. H. W.; Vallerga, J. V.; Jelinsky, P.; Millaud, J. E.; Weiss, S. J. Mod. Optics, in press.
110. Deniz, A. A.; Laurence, T. A.; Beligere, G. S.; Daban, M.; Martin, A. B.; Chemla, D. S.; Dawson, P. E.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 5179.
111. Kapanidis, A. N.; Lee, N. K.; Laurence, T. A.; Doose, S.; Margeat, E.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 8936.
112. Kapanidis, A. N.; Laurence, T. A.; Lee, N. K.; Margeat, E.; Kong, X.; Weiss, S. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 523.
113. Li, H.; Ren, X.; Ying, L.; Balasubramanian, S.; Klenerman, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 14425.
114. Müller, B. K.; Zaychikov, E.; Bräuchle, C.; Lamb, D. C. Biophys. J. 2005, 89, 3508.
115. Dahan, M.; Deniz, A. A.; Ha, T.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Chem. Phys. 1999, 247, 85.
116. Böhmer, M.; Pampaloni, F.; Wahl, M.; Rahn, H.-J.; Erdmann, R.; Enderlein, J. Rev. Sci. Instrum. 2001, 72, 4145.
117. Felekyan, S.; Kuhnemuth, R.; Kudryavtsev, V.; Sandhagen, C.; Becker, W.; Seidel, C. A. M. Rev. Sci. Instrum. 2005, 76, 083104.
118. Ha, T.; Ting, A. Y.; Liang, J.; Caldwell, W. B.; Deniz, A. A.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 893.
119. Lee, N. K.; Kapanidis, A. N.; Wang, Y.; Michalet, X.; Mukhopadhyay, J.; Ebright, R. H.; Weiss, S. Biophys. J. 2005, 88, 2939.
120. Ramirez-Carrozzi, V.; Kerppola, T. Methods 2001, 25, 31.
121. Haustein, E.; Jahnz, M.; Schwille, P. ChemPhysChem 2003, 4, 745.
122. Watrob, H. M.; Pan, C. P.; Barkley, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7336.
123. Hohng, S.; Joo, C.; Ha, T. Biophys. J. 2004, 87, 1328.
124. Clamme, J. P.; Deniz, A. A. ChemPhysChem 2005, 6, 74.
125. Heilemann, M.; Tinnefeld, P.; Mosteiro, G. S.; Parajo, M. G.; Van Hulst, N. F.; Sauer, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6514.
126. Lu, H. P.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 1998, 282, 1877.
127. Jia, Y.; Talaga, D. S.; Lau, W. L.; Lu, H. S. M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 1999, 247, 69.
128. Elson, E. L.; Magde, D. Biopolymers 1974, 13, 1.
129. Fluorescence Correlation Spectroscopy. Theory and Applications; Rigler, R., Elson, E. S., Eds.; Springer: New York, 2001.
130. Krichevsky, O.; Bonnet, G. Rep. Prog. Phys. 2002, 65, 251.
131. Chen, Y.; Müller, J. D.; So, P. T.; Gratton, E. Biophys. J. 1999, 77, 553.
132. Palo, K.; Metz, U.; Jager, S.; Kask, P.; Gall, K. Biophys. J. 2000, 76, 2858.
133. Laurence, T. A.; Kapanidis, A. N.; Kong, X. X.; Chemla, D. S.; Weiss, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3051.
134. Berglund, A. J.; Doherty, A. C.; Mabuchi, H. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 068101.
135. Ariunbold, G. O.; Agarwal, G. S.; Wang, Z.; Scully, M. O.; Walther, H. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2402.
136. Gopich, I. V.; Szabo, A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5058.
137. Gopich, I. V.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014707.
138. Rhoades, E.; Gussakovsky, E.; Haran, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3197.
139. Talaga, D. S.; Lau, W. L.; Roder, H.; Tang, J.; Jia, Y.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13021.
140. Haran, G. Chem. Phys. 2004, 307, 137.
141. Chung, S. H.; Kennedy, R. A. J. Neurosci. Methods 1991, 40, 71.
142. Deniz, A. A.; Laurence, T. A.; Dahan, M.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 233-253.
143. Schröder, G. F.; Grubmüller, H. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9920.
144. Watkins, L. P.; Yang, H. Biophys. J. 2004, 86, 4015.
145. Watkins, L. P.; Yang, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 617.
146. Andrec, M.; Levy, R. M.; Talaga, D. S. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 7454.
147. Kazmirski, S. L.; Wong, K. B.; Freund, S. M.; Tan, Y. J.; Fersht, A. R.; Daggett, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 4349.
148. Li, A.; Daggett, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 10430.
149. Li, A.; Daggett, V. J. Mol. Biol. 1996, 257, 412.
150. Daggett, V.; Li, A.; Itzhaki, L. S.; Otzen, D. E.; Fersht, A. R. J. Mol. Biol. 1996, 257, 430.
151. Otzen, D. E.; Itzhaki, L. S.; El Masry, N. F.; Jackson, S. E.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 10422.
152. Lazaridis, T.; Karplus, M. Science 1997, 278, 1928.
153. Ladurner, A. G.; Itzhaki, L. S.; Daggett, V.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 8473.
154. de Prat Gay, G.; Ruiz-Sanz, J.; Davis, B.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 10943.
155. de Prat Gay, G.; Ruiz-Sanz, J.; Neira, J. L.; Itzhaki, L. S.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 3683.
156. Neira, J. L.; Itzhaki, L. S.; Ladurner, A. G.; Davis, B.; de Prat Gay, G.; Fersht, A. R. J. Mol. Biol. 1997, 268, 185.
157. Muir, T. W.; Sondhi, D.; Cole, P. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6705.
158. Dawson, P. E.; Muir, T. W.; Clark-Lewis, I.; Kent, S. B. Science 1994, 266, 776.
159. Ladurner, A. G.; Itzhaki, L. S.; de Prat Gay, G.; Fersht, A. R. J. Mol. Biol. 1997, 273, 317.
160. Santoro, M. M.; Bolen, D. W. Biochemistry 1988, 27, 8063.
161. Perl, D.; Jacob, M.; Bano, M.; Stupak, M.; Antalik, M.; Schmid, F. X. Biophys. Chem. 2002, 96, 173.
162. Schindler, T.; Herrler, M.; Marahiel, M. A.; Schmid, F. X. Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 663.
163. Ratner, V.; Kahana, E.; Eichler, M.; Haas, E. Bioconjugate Chem. 2002, 13, 1163.
164. Plaxco, K. W.; Millett, I. S.; Segel, D. J.; Doniach, S.; Baker, D. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 554.
165. Jacob, J.; Krantz, B.; Dothager, R. S.; Thiyagarajan, P.; Sosnick, T. R. J. Mol. Biol. 2004, 338, 369.
166. Jacob, M.; Schmid, F. X. Biochemistry 1999, 38, 13773.
167. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Steinbach, P. J.; Kumke, M.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2754.
168. Lipman, E. A.; Schuler, B.; Bakajin, O.; Eaton, W. A. Science 2003, 301, 1233.
169. Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 5897.
170. Amirgoulova, E. V.; Groll, J.; Heyes, C. D.; Ameringer, T.; Rocker, C.; Moller, M.; Nienhaus, G. U. ChemPhysChem 2004, 5, 552.
171. Groll, J.; Amirgoulova, E. V.; Ameringer, T.; Heyes, C. D.; Rocker, C.; Nienhaus, G. U.; Moller, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4234.
172. Zhuang, X.; Kim, H.; Pereira, M. J.; Babcock, H. P.; Walter, N. G.; Chu, S. Science 2002, 296, 1473.
173. Jäger, M.; Michalet, X.; Weiss, S. Protein Sci. 2005, 14, 2059.
174. Ladurner, A. G.; Fersht, A. R. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 28.
175. Jacob, M.; Schindler, T.; Balbach, J.; Schmid, F. X. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 5622.
176. Chirico, G.; Cannone, F.; Beretta, S.; Diaspro, A.; Campanini, B.; Bettati, S.; Ruotolo, R.; Mozzarelli, A. Protein Sci. 2002, 11, 1152.
177. Dickson, R. M.; Norris, D. J.; Tzeng, Y. L.; Moerner, W. E. Science 1996, 274, 966.
178. Yang, S.; Cao, J. J. Chem. Phys. 2004, 121, 572.
179. Okumus, B.; Wilson, T. J.; Lilley, D. M.; Ha, T. Biophys. J. 2004, 87, 2798.
180. Ha, T.; Ting, A. Y.; Deniz, A. A.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Chem. Phys. 1999, 247, 107.
181. Chen, Y.; Hu, D.; Vorpagel, E. R.; Lu, H. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7947.
182. Lu, H. P. Curr. Pharm. Biotechnol. 2004, 5, 261.
183. Hu, D.; Lu, H. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 618.
184. Brasselet, S.; Peterman, E. J. G.; Miyawaki, A.; Moerner, W. E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3676.
185. Slaughter, B. D.; Allen, M. W.; Unruh, J. R.; Bieber Urbauer, R. J.; Johnson, C. K. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10388.
186. Tang, J.; Mei, E.; Green, C.; Kaplan, J.; DeGrado, W. F.; Smith, A. B.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 15910.
187. Miyawaki, A.; Llopis, J.; Heim, R.; McCaffery, J. M.; Adams, J. A.; Ikurak, M.; Tsien, R. Y. Nature 1997, 388, 882.
188. Rhoades, E.; Cohen, M.; Schuler, B.; Haran, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14686.
189. Bonnet, G.; Krichevsky, O.; Libchaber, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 8602.
190. Zhuang, X.; Ha, T.; Kim, H. D.; Centner, T.; Labeit, S.; Chu, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 14241.
191. Grama, L.; Somogyi, B.; Kellermayer, M. S. Z. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 14362.
192. Kästner, C. N.; Prummer, M.; Sick, B.; Renn, A.; Wild, U. P.; Dimroth, P. Biophys. J. 2003, 84, 1651.
193. Rief, M.; Gautel, M.; Oesterhelt, F.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Science 1997, 276, 1109.
194. Chattopadhyay, K.; Elson, E. L.; Frieden, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2385.
195. Schenter, G. K.; Lu, H. P.; Xie, X. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10477.
196. Xue, Q.; Yeung, E. S. Nature 1995, 373, 681.
197. Craig, D. B.; Arriaga, E. A.; Wong, J. C. Y.; Lu, H.; Dovichi, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5245.
198. Edman, L.; Földes-Papp, Z.; Wennmalm, S.; Rigler, R. Chem. Phys. 1999, 247, 11.
199. Edman, L.; Rigler, R. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 2000, 97, 8266.
200. Velonia, K.; Flomenbom, O.; Loos, D.; Masuo, S.; Cotlet, M.; Engelborghs, Y.; Hofkens, J.; Rowan, A. E.; Klafter, J.; Nolte, R. J. M.; de Schryver, F. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 560.
201. Flomenbom, O.; Velonia, K.; Loos, D.; Masuo, S.; Cotlet, M.; Engelborghs, Y.; Hofkens, J.; Rowan, A. E.; Nolte, R. J. M.; Van der Auweraer, M.; de Schryver, F. C.; Klafter, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2368.
202. Tan, X.; Hu, D.; Squier, T. C.; Lu, H. P. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 2420.
203. Holman, M. W.; Adams, D. M. ChemPhysChem 2004, 5, 1831.
204. Edman, L.; Mets, Ü.; Rigler, R. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 1996, 93, 6710.
205. Lu, H. P.; Xie, X. S. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2753.
206. Piestert, O.; Barsch, H.; Buschmann, V.; Heinlein, T.; Knemeyer, J.-P.; Weston, K. D.; Sauer, M. Nano Lett. 2003, 3, 979.
207. Yang, H.; Xie, X. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10965.
208. Yang, H.; Xie, X. S. Chem. Phys. 2002, 284, 423.
209. Kou, S. C.; Xie, X. S. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 180603.
210. Zwanzig, R. Acc. Chem. Res. 1990, 23, 148.
211. Xie, X. S. Single Mol. 2001, 2, 229.
212. Xie, X. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 11024.
213. Sonnleitner, A.; Mannuzzu, L. M.; Terakawa, S.; Isacoff, E. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12759.
214. Sarkar, A.; Robertson, R. R.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 12882.
215. Rondelez, Y.; Tresset, G.; Nakashima, T.; Kato-Yamada, Y.; Fujita, H.; Takeuchi, S.; Noji, H. Nature 2005, 433, 773.
216. Tramier, M.; Kemnitz, K.; Durieux, C.; Coppey-Moisan, M. J. Microsc. 2004, 213, 110.
217. Michalet, X.; Pinaud, F. F.; Bentolila, L. A.; Tsay, J. M.; Doose, S.; Li, J. J.; Sundaresan, G.; Wu, A. M.; Gambhir, S. S.; Weiss, S. Science 2005, 307, 538.
218. Hohng, S.; Ha, T. ChemPhysChem 2005, 6, 956.
219. Warshaw, D. M.; Kennedy, G. G.; Work, S. S.; Krementsova, E. B.; Beck, S.; Trybus, K. M. Biophys. J. 2005, 88, L30.
220. Schwille, P.; Haupts, U.; Maiti, S.; Webb, W. W. Biophys. J. 1999, 77, 2251.
221. Dahan, M.; Levi, S.; Luccardini, C.; Rostaing, P.; Riveau, B.; Triller, A. Science 2003, 302, 442.
222. Lommerse, P. H. M.; Blab, G. A.; Cognet, L.; Harms, G. S.; Snaar-Jagalska, B. E.; Spaink, H. P.; Schmidt, T. Biophys. J. 2004, 86, 609.
223. Ha, T.; Glass, J.; Enderle, T.; Chemla, D. S.; Weiss, S. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2093.
224. Axelrod, D. Traffic 2001, 2, 764.