DNA vibrational coupling revealed with two-dimensional infrared spectroscopy: Insight into why vibrational spectroscopy is sensitive to DNA structure

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 28, 2006, Pages 13991-14000

  Krummel, Amber T ^a   Zanni, Martin T ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINES; COMPUTATIONAL GEOMETRY; ELECTRONIC STRUCTURE; ELECTROSTATICS; HYDROGEN BONDS; INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR STRUCTURE; MOLECULAR VIBRATIONS; NUCLEIC ACIDS; PHASE TRANSITIONS; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

COUPLING MECHANISM; TWO-DIMENSIONAL INFRARED (2D IR) SPECTROSCOPY; VIBRATIONAL MODE;

DNA;

EID: 33746924035     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp062597w     Document Type: Article

References (61)

1. Masamichi, T. Appl. Spectrosc. Rev. 1969, 3, 45-90.
2. Taillandier, E.; Liquier, J. Methods Enzymol. 1992, 211, 307-335.
3. Liquier, J.; Taillandier, E. In Infrared Spectroscopy of Biomolecules; Mantsch, H.; Chapman, D., Eds.; Wiley-Liss, Inc.: New York, 1996; pp 131-158.
4. Banyay, M.; Sarkar, M. Biophys. Chem. 2003, 104, 477-488.
5. Fritzsche, H. J. Mol. Struct. 1991, 242, 245-261.
6. Pichler, A.; Rudisser, S.; Winger, R. H.; Liedl, K. R.; Hallbrucker, A.; Mayer, E. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 716-717.
7. Kuimova, M. K.; Cowan, A. J.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Sun, X. Z.; Towrie, M.; George, M. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 2150-2153.
8. Brockman, J. M.; Frutos, A. G.; Corn, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8044-8051.
9. Torii, H.; Tasumi, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 3379-3387.
10. Howard, F. B.; Frazier, J.; Miles, H. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1969, 64, 451-458.
11. Gulotta, M.; Goss, D. J.; Diem, M. Biopolymers 1989, 28, 2047-2058.
12. Zhong, W.; Gulotta, M.; Goss, D. J.; Diem, M. Biochemistry 1990, 29, 7485-7491.
13. Zhang, W. M.; Chernyak, V.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5011-5028.
14. Gnanakaran, S.; Hochstrasser, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12886-12898.
15. Scheurer, C.; Piryatinski, A.; Mukamel, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3114-3124.
16. Moran, A.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 506-510.
17. Demirdoven, N.; Cheatum, C. M.; Chung, H. S.; Khalil, M.; Knoester, J.; Tokmakoff, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7981-7990.
18. Golonzka, O.; Khalil, M.; Demirdöven, N.; Tokmakoff, A. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2154-2157.
19. Zanni, M. T.; Gnanakaran, S.; Stenger, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6520-6535.
20. Ge, N.-H.; Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. M. In Ultrafast Phenomena XIII, Miller, R. J. D. Murnane, M. M., Scherer, N. F., Weiner, A. M., Eds.; Springer-Verlag: New York, 2003; pp 592-594.
21. Ashbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Gaffney, K. J.; Piletic, I. R.; Goun, A.; Fayer, M. D. Chem. Phys. Lett. 2003, 374, 362-371.
22. Moran, A. M.; Park, S.-M.; Dreyer, J.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2003, 778, 3651-3659.
23. Yeremenko, S.; Pshenichnikov, M. S.; Wiersma, D. A. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 107-113.
24. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Hamm, P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 990-991.
25. Fang, C.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18652-18663.
26. Hahn, S.; Kim, S.-S.; Chewook, L.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 084905/1-084905/10.
27. Kurochkin, D. V.; Naraharisetty, S. R. G.; Rubtsov, I. V. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 10799-10802.
28. Larsen, O. F. A.; Bodis, P.; Buma, W. J.; Hannam, J. S.; Leigh, D. A.; Woutersen, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13378-13382.
29. Zheng, J.; Kwak, K.; Asbury, J.; Chen, X.; Pilétic, I. R.; Fayer, M. D. Science 2005, 309, 1338-1343.
30. Mukherjee, P.; Kass, I.; Arkin, I.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 3528-3533.
31. Fulmer, E. C.; Mukherjee, P.; Krummel, A. T.; Zanni, M. T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8067-8078.
32. Fulmer, E. C.; Ding, F.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 067402/1-067402/4.
33. Massari, A. M.; Finkelstein, I. J.; McClain, B. L.; Goj, A.; Wen, X.; Bren, K. L.; Loring, R. F.; Payer, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14279-14289.
34. Lam, S. L.; AuYeung, S. C. F. J. Mol. Biol. 1997, 266, 745-760.
35. Eisenstein, M.; Shakked, Z. J. Mol. Biol. 1995, 248, 662-678.
36. Saenger, W.; Heinemann, U. FEBS Lett. 1989, 257, 223-227.
37. Mccall, M.; Brown, T.; Kennard, O. J. Mol. Biol. 1985, 183, 385-396.
38. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, revision A.7; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
39. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
40. Wang, L.; Keiderling, T. A. Biochemistry 1992, 31, 10265-10271.
41. Andrushchenko, V.; Wieser, H.; Bour, P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12623-12634.
42. Zanni, M. T.; Ge, N. H.; Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 11265-11270.
43. Stefl, R.; Trantirek, L.; Vorlickova, M.; Koca, J.; Sklenar, V.; Kypr, J. J. Mol. Biol. 2001, 307, 513-524.
44. Krummel, A. T.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9165-9169.
45. Hamm, P.; Lim, M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123-6138.
46. Kwiatkowski, J. S.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 941-953.
47. Florian, J.; Baumruk, V.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5578-5589.
48. Brauer, B.; Gerber, R. B.; Kabelac, M.; Hobza, P.; Bakker, J. M.; Riziq, A. G. A.; de Vries, M. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6974-6984.
49. Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181-364.
50. Torii, H.; Tasumi, M. J. Raman Spectrosc. 1998, 29, 81-86.
51. Cheatum, C. M.; Tokmakoff, A.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8201-8215.
52. Hamm, P.; Woutersen, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2002, 75, 985-988.
53. Ham, S.; Cha, S.; Choi, J. H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1451-1461.
54. Carmona, P.; Molina, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7496-7501.
55. Elstner, M.; Hobza, P.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Kaxiras, E. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5149-5155.
56. Wu, Q.; Yang, W. T. J. Chem. Phys. 2002, 116, 515-524.
57. Hobza, P.; Sponer, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11802-11808.
58. Miyazawa, T. J. Chem. Phys. 1960, 32, 1647-1652.
59. Bruinsma, R.; Gruner, G.; D'Orsogna, M. R.; Rudnick, J. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 4393-4396.
60. Zhang, H. Y.; Li, X. Q.; Han, P.; Yu, X. Y.; Yan, Y. J. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4578-4584.
61. Ding, F.; Zanni, M. T. Manuscript in preparation.