Probing dynamics of complex molecular systems with ultrafast 2D IR vibrational echo spectroscopy

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 9, Issue 13, 2007, Pages 1533-1549

  Finkelstein, Ilya J ^a   Zheng, Junrong ^a   Ishikawa, Haruto ^a   Kim, Seongheun ^a   Kwak, Kyungwon ^a   Fayer, Michael D ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON MONOXIDE; ISOCYANIC ACID DERIVATIVE; MYOGLOBIN;

ARTICLE; CHEMISTRY; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; ISOMERISM; PROTEIN CONFORMATION; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

CARBON MONOXIDE; ISOCYANATES; ISOMERISM; MYOGLOBIN; PROTEIN CONFORMATION; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

EID: 34147201258     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b618158a     Document Type: Article

References (123)

1. E. L. Hahn Phys. Rev. 1950 80 580
2. M. A. Brown and R. C. Semelka, MRI: Basic Principles and Applications, Wiley-Liss, New York, 1999
3. K. J. Dunn, D. J. Bergman and G. A. LaTorraca, Nuclear Magnetic Resonance (Handbook of Geophysical Exploration: Seismic Exploration), Elsevier Science, Oxford, UK, 2002
4. N. A. Kurnit I. D. Abella S. R. Hartmann Phys. Rev. Lett. 1964 13 567
5. I. D. Abella N. A. Kurnit S. R. Hartmann Phys. Rev. 1966 14 391
6. T. J. Aartsma D. A. Wiersma Chem. Phys. Lett. 1978 54 415
7. W. H. Hesselink D. A. Wiersma Phys. Rev. Lett. 1979 43 1991
8. D. E. Cooper R. W. Olson R. D. Wieting M. D. Fayer Chem. Phys. Lett. 1979 67 41
9. R. W. Olson H. W. H. Lee F. G. Patterson M. D. Fayer J. Chem. Phys. 1982 76 31
10. R. J. Gulotty C. A. Walsh F. G. Patterson W. L. Wilson M. D. Fayer Chem. Phys. Lett. 1986 125 507
11. L. W. Molenkamp D. A. Wiersma J. Chem. Phys. 1985 83 1
12. M. Berg C. A. Walsh L. R. Narasimhan K. A. Littau M. D. Fayer J. Chem. Phys. 1988 88 1564
13. C. A. Walsh M. Berg L. R. Narasimhan M. D. Fayer J. Chem. Phys. 1987 86 77
14. C. A. Walsh M. Berg L. R. Narasimhan M. D. Fayer Chem. Phys. Lett. 1986 130 6
15. D. T. Leeson D. A. Wiersma Phys. Rev. Lett. 1995 74 2138
16. D. T. Leeson D. A. Wiersma K. Fritsch J. Friedrich J. Phys. Chem. B 1997 101 6331
17. X. J. Jordanides M. J. Lang X. Song G. R. Fleming J. Phys. Chem. B 1999 103 7995
18. D. M. Jonas M. J. Lang Y. Nagasawa T. Joo G. R. Fleming J. Phys. Chem. 1996 100 12660
19. D. Zigmantas E. L. Read T. Mancal T. Brixner A. T. Gardiner R. J. Cogdell G. R. Fleming Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 12672
20. D. Zimdars A. Tokmakoff S. Chen S. R. Greenfield M. D. Fayer T. I. Smith H. A. Schwettman Phys. Rev. Lett. 1993 70 2718
21. C. W. Rella A. Kwok K. D. Rector J. R. Hill H. A. Schwettmann D. D. Dlott M. D. Fayer Phys. Rev. Lett. 1996 77 1648
22. C. W. Rella K. D. Rector A. S. Kwok J. R. Hill H. A. Schwettman D. D. Dlott M. D. Fayer J. Phys. Chem. 1996 100 15620
23. A. Tokmakoff D. Zimdars R. S. Urdahl R. S. Francis A. S. Kwok M. D. Fayer J. Phys. Chem. 1995 99 13310
24. A. Tokmakoff M. D. Fayer Acc. Chem. Res. 1995 28 437
25. K. A. Merchant D. E. Thompson M. D. Fayer Phys. Rev. Lett. 2001 86 3899
26. M. Khalil N. Demirdoven A. Tokmakoff Phys. Rev. Lett. 2003 90 047401(4)
27. J. B. Asbury T. Steinel C. Stromberg S. A. Corcelli C. P. Lawrence J. L. Skinner M. D. Fayer J. Phys. Chem. A 2004 108 1107
28. J. B. Asbury T. Steinel M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2004 108 6544
29. J. Zheng K. Kwak J. B. Asbury X. Chen I. Piletic M. D. Fayer Science 2005 309 1338
30. M. T. Zanni R. M. Hochstrasser Curr. Opin. Struct. Biol. 2001 11 516
31. Y. S. Kim R. M. Hochstrasser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 11185
32. M. C. Asplund M. T. Zanni R. M. Hochstrasser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 8219
33. M. T. Zanni S. Gnanakaran J. Stenger R. M. Hochstrasser J. Phys. Chem. B 2001 105 6520
34. M. Khalil N. Demirdoven A. Tokmakoff J. Chem. Phys. 2004 121 362
35. M. F. DeCamp L. DeFlores J. M. McCracken A. Tokmakoff K. Kwac M. Cho J. Phys. Chem. B 2005 109 11016
36. J. Zheng K. Kwak X. Chen J. B. Asbury M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2977
37. J. B. Asbury T. Steinel K. Kwak S. Corcelli C. P. Lawrence J. L. Skinner M. D. Fayer J. Chem. Phys. 2004 121 12431
38. C. J. Fecko J. D. Eaves J. J. Loparo A. Tokmakoff P. L. Geissler Science 2003 301 1698
39. K. D. Rector C. W. Rella A. S. Kwok J. R. Hill S. G. Sligar E. Y. P. Chien D. D. Dlott M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 1997 101 1468
40. K. A. Merchant W. G. Noid D. E. Thompson R. Akiyama R. F. Loring M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2003 107 4
41. J. B. Asbury T. Steinel M. D. Fayer Chem. Phys. Lett. 2003 381 139
42. J. B. Asbury T. Steinel M. D. Fayer J. Lumin. 2004 107 271
43. M. D. Fayer Annu. Rev. Phys. Chem. 1982 33 63
44. J. B. Asbury T. Steinel C. Stromberg K. J. Gaffney I. R. Piletic A. Goun M. D. Fayer Chem. Phys. Lett. 2003 374 362
45. J. B. Asbury T. Steinel M. D. Fayer J. Lumin. 2004 107 217
46. R. R. Ernst, G. Bodenhausen and A. Wokaun, Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions, Oxford University Press, Oxford, 1987
47. A. Ansari J. Berendzen D. Braunstein B. R. Cowen H. Frauenfelder M. K. Hong I. E. T. Iben J. B. Johnson P. Ormos T. B. Sauke R. Scholl A. Schulte P. J. Steinbach J. Vittitow R. D. Young Biophys. Chem. 1987 26 337
48. W. S. Caughey H. Shimada M. G. Choc M. P. Tucker Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1981 78 2903
49. K. D. Rector J. R. Engholm C. W. Rella J. R. Hill D. D. Dlott M. D. Fayer J. Phys. Chem. A 1999 103 2381
50. W. D. Tian J. T. Sage P. M. Champion E. Chien S. G. Sligar Biochemistry 1996 35 3487
51. G. N. Phillips, Jr M. L. Teodoro T. Li B. Smith J. S. Olson J. Phys. Chem. B 1999 103 8817
52. M. D. Fayer Annu. Rev. Phys. Chem. 2001 52 315
53. D. Morikis P. M. Champion B. A. Springer S. G. Sligar Biochemistry 1989 28 4791
54. E. Oldfield K. Guo J. D. Augspurger C. E. Dykstra J. Am. Chem. Soc. 1991 113 7537
55. I. J. Finkelstein A. Goj B. L. McClain A. M. Massari K. A. Merchant R. F. Loring M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2005 109 16959
56. A. M. Massari I. J. Finkelstein M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2006 128 3990
57. C. Rovira B. Schulze M. Eichinger J. D. Evanseck M. Parrinello Biophys. J. 2001 81 435
58. R. Elber M. Karplus Science 1987 235 318
59. D. Vitkup D. Ringe G. A. Petsko M. Karplus Nat. Struct. Biol. 2000 7 34
60. B. Kushkuley S. S. Stavrov Biophys. J. 1997 72 899
61. J. C. Kendrew R. E. Dickerson B. E. Strandberg R. G. Hart D. R. Davies D. C. Phillips V. C. Shore Nature 1960 185 422
62. G. S. Kachalova A. N. Popov H. D. Bartunik Science 1999 284 473
63. J. Vojtechovsky K. Chu J. Berendzen R. M. Sweet I. Schlichting Biophys. J. 1999 77 2153
64. K. A. Merchant W. G. Noid R. Akiyama I. Finkelstein A. Goun B. L. McClain R. F. Loring M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2003 125 13804
65. S. T. Roberts J. J. Loparo A. Tokmakoff J. Chem. Phys. 2006 125 084502
66. T. G. Spiro I. H. Wasbotten J. Inorg. Biochem. 2005 99 34
67. S. Mukamel Annu. Rev. Phys. Chem. 2000 51 691
68. S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, Oxford University Press, New York, 1995
69. P. Hamm and R. M. Hochstrasser, in Ultrafast Infrared and Raman Spectroscopy, ed., M. D. Fayer, Marcel Dekker Inc., New York, 2001, vol. 26, p. 273
70. R. B. Williams R. F. Loring M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2001 105 4068
71. A. M. Massari I. J. Finkelstein B. L. McClain A. Goj X. Wen K. L. Bren R. F. Loring M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14279
72. Y. S. Bai M. D. Fayer Phys. Rev. B 1989 39 11066
73. J. Schmidt N. Sundlass J. Skinner Chem. Phys. Lett. 2003 378 559
74. I. J. Finkelstein H. Ishikawa S. Kim A. M. Massari M. D. Fayer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 2637
75. W. D. Tian J. T. Sage P. M. Champion J. Mol. Biol. 1993 233 155
76. D. P. Braunstein K. Chu K. D. Egeberg H. Frauenfelder J. R. Mourant G. U. Nienhaus P. Ormos S. G. Sligar B. A. Springer R. D. Young Biophys. J. 1993 65 2447
77. E. Park S. Andrews S. G. Boxer J. Phys. Chem. 1999 103 9813
78. R. Jimenez G. Salazar J. Yin T. Joo F. E. Romesberg Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 3803
79. B. Ma M. Shatsky H. J. Wolfson R. Nussinov Protein Sci. 2002 11 184
80. H. Frauenfelder B. H. McMahon R. H. Austin K. Chu J. T. Groves Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 2370
81. P. Mukherjee I. Kass I. T. Arkin M. T. Zanni Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 3528
82. A. W. Smith H. S. Chung Z. Ganim A. Tokmakoff J. Phys. Chem. B 2005 109 17025
83. N. C. Veitch Phytochemistry 2004 65 249
84. A. T. Smith N. C. Veitch Curr. Opin. Chem. Biol. 1998 2 269
85. N. C. Veitch A. T. Smith Adv. Inorg. Chem. 2000 51 107
86. S. M. Aitken J. L. Turnbull M. D. Percival A. M. English Biochemistry 2001 40 13980
87. S. D. Dalosto N. V. Prabhu J. M. Vanderkooi K. A. Sharp J. Phys. Chem. B 2003 107 1884
88. A. D. Kaposi N. V. Prabhu S. D. Dalosto K. A. Sharp W. W. Wright S. S. Stavrov J. M. Vanderkooi Biophys. Chem. 2003 106 1
89. E. S. Park S. S. Andrews R. B. Hu S. G. Boxer J. Phys. Chem. B 1999 103 9813
90. J. B. Summers H. Mazdiyasni J. H. Holms J. D. Ratajczyk R. D. Dyer G. W. Carter J. Med. Chem. 1987 30 574
91. G. H. Carlsson P. Nicholls D. Svistunenko G. I. Berglund J. Hajdu Biochemistry 2005 44 635
92. A. Henriksen M. Gajhede P. Baker A. T. Smith J. F. Burke Acta Crystallogr., Sect. D 1995 51 121
93. B. D. Howes H. A. Heering T. O. Roberts F. Schneider-Belhadadd A. T. Smith G. Smulevich Biopolymers 2001 62 261
94. M. Khajehpour T. Troxler J. M. Vanderkooi Biochemistry 2003 42 2672
95. G. Smulevich A. Feis C. Indiani M. Becucci M. P. Marzocchi J. Biol. Inorg. Chem. 1999 4 39
96. A. Henriksen D. J. Schuller K. Meno K. G. Welinder A. T. Smith M. Gajhede Biochemistry 1998 37 8054
97. I. E. Holzbaur A. M. English A. A. Ismail J. Am. Chem. Soc. 1996 118 3354
98. W. J. Ingledew P. R. Rich Biochem. Soc. Trans. 2005 33 886
99. S. Hashimoto H. Takeuchi Biochemistry 2006 45 9660
100. K. Kwak J. Zheng H. Cang M. D. Fayer J. Phys. Chem. B 2006 110 19998
101. J. Zhang M. D. Fayer J. Am. Chem. Soc. 2006
102. J. R. Zheng K. Kwak J. Asbury X. Chen I. R. Piletic M. D. Fayer Science 2005 309 1338
103. J. March, Advanced Organic Chemistry, John Wiley and Sons, New York, 1985
104. W. J. Orville-Thomas, Internal Rotation in Molecules, John Wiley and Sons, 1974
105. T. A. Weber J. Chem. Phys. 1978 69 2347
106. D. Brown J. H. R. Clarke J. Chem. Phys. 1990 92 3062
107. R. O. Rosenberg B. J. Berne D. Chandler Chem. Phys. Lett. 1980 75 162
108. R. Edberg D. J. Evans G. P. Morris J. Chem. Phys. 1987 87 5700
109. J. Ramirez M. Laso J. Chem. Phys. 2001 115 7285
110. J. Zheng K. Kwak J. Xie M. D. Fayer Science 2006 1951
111. A. Streitwieser and R. W. Taft, Progress in Physical Organic Chemistry, John Wiley and Sons, New York, 1968
112. D. Chandler J. Chem. Phys. 1978 68 2959
113. L. M. Jackman and F. A. Cotton, Dynamic Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, Academic Press, New York, 1975
114. B. Cohen S. Weiss J. Phys. Chem. 1983 87 3606
115. J. J. Turner F. W. Grevels S. M. Howdle J. Jacke M. T. Haward W. E. Klotzbucher J. Am. Chem. Soc. 1991 113 8347
116. R. A. MacPhail H. L. Strauss J. Chem. Phys. 1985 82 1156
117. H. L. Strauss J. Am. Chem. Soc. 1992 114 905
118. N. E. Levinger P. H. Davis P. Behera D. J. Myers C. Stromberg M. D. Fayer J. Chem. Phys. 2003 118 1312
119. M. Khalil A. Tokmakoff Chem. Phys. 2001 266 213
120. N. Demirdoven M. Khalil O. Golonzka A. Tokmakoff J. Phys. Chem. A 2001 105 8030
121. I. N. Levine, Physical Chemistry, McGraw-Hill Book Company, New York, 1978
122. V. Pophristic L. Goodman Nature 2001 411 565
123. F. M. Bickelhaupt E. J. Baerends Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 4183