Shot-noise limited single-molecule FRET histograms: Comparison between theory and experiments

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 44, 2006, Pages 22103-22124

  Nir, Eyal ^a   Michalet, Xavier ^a   Hamadani, Kambiz M ^a   Laurence, Ted A ^c   Neuhauser, Daniel ^a   Kovchegov, Yevgeniy ^d   Weiss, Shimon ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d OREGON STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE; PHOTONS; RESONANCE; SIZE DETERMINATION;

HISTOGRAMS; PROXIMITY RATIO HISTOGRAM (PRH); SIZE DISTRIBUTION;

ALGORITHMS;

EID: 33751349660     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp063483n     Document Type: Article

References (54)

1. Stryer, L.; Haugland, R. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1967, 58, 719.
2. Weiss, S. Science 1999, 283, 1676.
3. Weiss, S. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 724.
4. Ha, T. Biochemistry 2004, 43, 4055.
5. Michalet, X.; Weiss, S.; Jäger, M. Chem. Rev. 2006, 106, 1785.
6. Kapanidis, A. N.; Laurence, T. A.; Lee, N. K.; Margeat, E.; Kong, X.; Weiss, S. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 523.
7. Koyama-Honda, I.; Ritchie, K.; Fujiwara, T.; Iino, R.; Murakoshi, H.; Kasai, R. S.; Kusumi, A. Biophys. J. 2004, 88, 2126.
8. Sako, Y.; Minoghchi, S.; Yanagida, T. Nat. Cell Biol. 2000, 2, 168.
9. Haran, G. J. Phys.; Condens. Matter 2003, 15, R1291.
10. Ishijima, A.; Yanagida, T. Trends Biochem. Sci. 2001, 26, 438.
11. Zhuang, X. W. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2005, 34, 399.
12. Schuler, B. ChemPhysChem 2005, 6, 1206.
13. Myong, S.; Stevens, B. C.; Ha, T. Structure 2006, 14, 633.
14. Lee, N. K.; Kapanidis, A. N.; Wang, Y.; Michalet, X.; Mukhopadhyay, J.; Ebright, R. H.; Weiss, S. Biophys. J. 2005, 88, 2939.
15. Sabanayagam, C. R.; Eid, J. S.; Meller, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 061103.
16. Watkins, L. P.; Yang, H. Biophys. J. 2004, 86, 4015.
17. Hübner, C. G.; Krylov, V.; Renn, A.; Nyffeler, P.; Wild, U. P. Single-Molecule Fluorescence - Each Photon Counts. In Single Molecule Spectroscopy; Rigler, R., Orrit, M., Basche, T., Eds.; Springer-Verlag: Stockholm, 2001.
18. 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.
19. 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.
20. Ha, T.; Laurence, T. A.; Chemla, D. S.; Weiss, S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6839.
21. Krichevsky, O.; Bonnet, G. Rep. Prog. Phys. 2002, 65, 251.
22. Eggeling, C.; Fries, J. R.; Brand, L.; Günther, R.; Seidel, C. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.SA. 1998, 95, 1556.
23. Eggeling, C.; Berger, S.; Brand, L.; Fries, J. R.; Schaffer, J.; Volkmer, A.; Seidel, C. A. M. J. Biotechnol. 2001, 86, 163.
24. 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.
25. Deniz, A. A.; Laurence, T. A.; Beligere, G. S.; Dahan, 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.
26. Dahan, M.; Deniz, A. A.; Ha, T.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Chem. Phys. 1999, 247, 85.
27. Deniz, A. A.; Laurence, T. A.; Dahan, M.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 233-253.
28. Rothwell, P. J.; Berger, S.; Kensch, O.; Felekyan, S.; Antonik, M.; Wöhrl, B. M.; Restle, T.; Goody, R. S.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 1655.
29. Gopich, I.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014707.
30. Slaughter, B. D.; Unruh, J. R.; Price, E. S.; Huynh, J. L.; Urbauer, R. J. B.; Johnson, C. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12107.
31. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Eaton, W. A. Nature (London) 2002, 419, 743.
32. Antonik, M.; Felekyan, S.; Gaiduk, A.; Seidel, C. A. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6970.
33. Watkins, L. P.; Chang, H.; Yang, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5191.
34. Zhang, K.; Yang, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21930.
35. Laurence, T. A.; Kong, X.; Jäger, M.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17348.
36. Knuth, K. H. http://arxiv.org/abs/physics/0605197. Unpublished, 2006.
37. Jia, Y.; Talaga, D. S.; Lau, W. L.; Lu, H. S. M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 1999, 247, 69.
38. 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.
39. Press: W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing; Cambridge University Press: New York, 1992.
40. Kapanidis, A. N.; Ebright, Y. W.; Ludescher, R. D.; Chan, S.; Ebright, R. H. J. Mol. Biol. 2001, 312, 453.
41. Lacoste, T. D.; Michalet, X.; Pinaud, F.; Chemla, D. S.; Alivisatos, A. P.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9461-9466.
42. Enderlein, J.; Robbins, D. L.; Ambrose, W. P.; Goodwin, P. M.; Keller, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 3626.
43. Fries, J. R.; Brand, L.; Eggeling, C.; Köllner, M.; Seidel, C. A. M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6601.
44. Bustamante, C.; Bryant, Z.; Smith, S. B. Nature (London) 2003, 421, 423.
45. Widengren, J.; Schweinberger, E.; Berger, S.; Seidel, C. A. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6851.
46. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Steinbach, P. J.; Kumke, M.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2754.
47. Hillisch, A.; Lorenz, M.; Diekmann, S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 201.
48. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd ed.; Plenum: New York, 1999.
49. The Fluctuating Enzyme; Welch, G. R., Ed.; John Wiley: New York, 1986.
50. Chattopadhyay, K.; Saffarian, S.; Elson, E. L.; Frieden, C. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 14171.
51. Neuweiler, H.; Doose, S.; Sauer, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 16650.
52. Yang, H.; Luo, G.; Karnchanaphanurach, P.; Louie, T.-M; Rech, I.; Cova, S.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 2003, 302, 262.
53. Xie, X. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 11024.
54. Müller, B. K.; Zaychikov, E.; Bräuchle, C.; Lamb, D. C. Biophys. J. 2005, 89, 3508.