Simulation of the electron transfer between the tetraheme subunit and the special pair of the photosynthetic reaction center using a microstate description

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 11, 2007, Pages 2957-2968

  Becker, Torsten ^a   Ullmann, R Thomas ^a   Ullmann, G Matthias ^a  

^a UNIVERSITÄT BAYREUTH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; PHOTOSYNTHESIS; RATE CONSTANTS; REACTION KINETICS; REDUCTION;

ELECTROSTATIC CALCULATIONS; MICROSTATE DESCRIPTION; TETRAHEME SUBUNIT;

ELECTRON TRANSITIONS;

EID: 34047216797     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp066264a     Document Type: Article

References (63)

1. Nicholls, D. G.; Ferguson, S. J. Bioenergetics 3; Academic Press: New York, 2002.
2. Saraste, M. Science 1999, 283, 1488-1493.
3. Lancaster, C. R. D.; Michel, H. In Handbook of Metalloproteins; Albrecht Messerschmidt, A., Huber, R., Poulos, T., Wieghardt, K., Eds.; Wiley: New York, 2001; pp 119-135.
4. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966-978.
5. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 979-989.
6. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796-802.
7. Moser, C. C.; Page, C. C.; Chen, X.; Dutton, P. L. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 393-398.
8. Page, C. C.; Moser, C. C.; Chen, X.; Dutton, P. L. Nature 1999, 402, 47-52.
9. Page, C. C.; Moser, C. C.; Dutton, P. L. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 551-556.
10. Alric, J.; Lavergne, J.; Rappaport, F.; Verméglio, A.; Matsuura, K.; Shimada, K.; Nagashima, K. V. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4136-4145.
11. Noy, D.; Moser, C. C.; Dutton, P. L. Biophys. Biochem. Acta 2006, 1757, 90-105.
12. Bashford, D.; Gerwert, K. J. Mol. Biol. 1992, 224, 473-486.
13. Ullmann, G. M.; Knapp, E.-W. Eur. Biophys. J. 1999, 28, 533-551.
14. Sharp, K. E. Biophys. J. 1998, 73, 1241-1250.
15. Onufriev, A.; Case, D. A.; Ullmann, G. M. Biochemistry 2001, 40, 3413-3419.
16. Ullmann, G. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1263-1271.
17. Alric, J.; Cuni, A.; Maki, H.; Nagashima, K. V.; Verméglio, A.; Rappaport, F. J. Biol. Chem. 2004, 279, 47849-47855.
18. Sham, Y. Y.; Muegge, I.; Warshel, A. Proteins 1999, 36, 484-500.
19. Nogi, T.; Hirano, Y.; Miki, K. Photosynth. Res. 2005, 85, 87-99.
20. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. J. Mol. Biol. 1984, 180, 358-398.
21. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. Nature 1985, 318, 618-624.
22. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Sinning, I.; Michel, H. J. Mol. Biol. 1995, 246, 429-457.
23. Dracheva, S. M.; Drachev, L. A.; Konstantinov, A. A.; Semenov, A. Y.; Skulachev, V. P.; Arutjunjan, A. M.; Shuvalov, V. A.; Zaberezhnaya, S. N. Eur. J. Biochem. 1988, 171, 253-264.
24. Fritzsch, G.; Buchanan, S.; Michel, H. Biochim. Biophys. Acta 1989, 977, 157-162.
25. Onega, J.; Mathis, P. Biochemistry 1993, 32, 1141-1151.
26. Rappaport, F.; Béal, D.; Verméglio, A.; Joliot, P. Photosynth. Res. 1998, 55, 317-323.
27. Ortega, J.; Drepper, F.; Mathis, P. Photosynth. Res. 1999, 59, 147-157.
28. Chen, I.-P.; Mathis, P.; Koepke, J.; Michel, H. Biochemistry 2000, 39, 3502-3602.
29. Gunner, M.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9151-9155.
30. Scharnagl, C.; Hettenkofer, J.; Fischer, S. F. Int. J. Quantum Chem. 1994, 52, 33-56.
31. Onufriev, A.; Smondyrev, A.; Bashford, D. J. Mol. Biol. 2003, 332, 1183-1193.
32. Ferreira, A.; Bashford, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16778-16790.
33. Ullmann, G. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6293-6301.
34. Marcus, R. J. Chem. Phys. 1963, 38, 1858-1862.
35. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265-322.
36. Williams, R. J. P. J. Solid State Chem. 1999, 145, 488-495.
37. Olsson, M. H. M.; Ryde, U.; Roos, B. O. Protein Sci. 1998, 81, 6554-6558.
38. Ryde, U.; Olsson, M. H. M. Int. J. Quantum Chem. 2001, 81, 335-347.
39. Higuchi, Y.; Kusunoki, M.; Matsuura, N.; Yasuoka, N.; Kakudo, M. J. Mol. Biol. 1984, 172, 109-139.
40. Brünger, A. T.; Karplus, M. Proteins 1988, 4, 148-156.
41. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217.
42. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L., Jr.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E., III.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616.
43. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 1200, 58.
44. Perdew, P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.
45. Guerra, C. F.; Snijders, J. G.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Theor. Chem. Acta 1998, 391, 391-403.
46. Breneman, C. N.; Wiberg, K. B. J. Comput. Chem. 1990, 11 (3), 361-373.
47. Chen, J. L.; Noodleman, L.; Case, D.; Bashford, D. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11059-11068.
48. Rabenstein, B.; Ullmann, G. M.; Knapp, E. W. Biochemistry 1998, 37, 2488-2495.
49. Rabenstein, B.; Ullmann, G. M.; Knapp, E. W. Biochemistry 2000, 39, 10487-10496.
50. Taly, A.; Sebban, P.; Smith, J. C.; Ullmann, G. M. Biophys. J. 2003, 84, 2090-2098.
51. Bashford, D.; Case, D. A.; Dalvit, C.; Tennant, L.; Wright, P. E. Biochemistry 1993, 32, 8045-8056.
52. Ullmann, G. M.; Knapp, E. W. Eur. Biophys. J. 1999, 28, 533-551.
53. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
54. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O.; Borin, C. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 452-462.
55. Oppenheim, I.; Shuler, K. E.; Weiss, G. H. Stochastic Processes in Chemical Physics: The Master Equation; MIT Press: Cambridge, MA, 1977.
56. van Kampen, N. Stochastic Processes in Physics and Chemistry; North-Holland: New York, 1981.
57. Anderson, E.; Bai, Z.; Bischof, C.; Blackford, S.; Demmel, J.; Dongarra, J.; Du Croz, J.; Greenbaum, A.; Hammarling, S.; McKenney, A.; Sorensen, D. LAPACK Users' Guide, 3rd ed.; Society for Industrial and Applied Mathematics: Philadelphia, PA, 1999.
58. Press, W.; Teukolsky, S.; Vetterling, W.; Flannery, B. Numerical Recipes in C, 2nd ed.; Cambridge University Press: New York, 1992.
59. Voigt, P.; Knapp, E.-W. J. Biol. Chem. 2003, 278, 51993-52001.
60. Muegge, I.; Qi, P.; Wand, A.; Chu, Z.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101 (5), 825-836.
61. Parson, W.; Chu, Z.; Warshel, A. Biophys. J. 1998, 74 (1), 182-191.
62. Mertz, E. L.; Krishtalik, L. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 2081-2086.
63. Nogi, T.; Miki, K. J. Biochem. 2001, 130, 319-329.