Extracting the time scales of conformational dynamics from single-molecule single-photon fluorescence statistics

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 16, 2007, Pages 4220-4226

  Shang, Jianyuan ^a   Geva, Eitan ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AUTOCORRELATION; CONFORMATIONS; MACROMOLECULES; PHOTOEXCITATION; PHOTONS; QUENCHING;

AUTOCORRELATION FUNCTION; CONFORMATIONAL DYNAMICS; PHOTON EMISSION;

FLUOROPHORES;

EID: 34248397688     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp067657c     Document Type: Article

References (83)

1. Fersht, A. Structure and Mechanism in Protein Science: A Guide to Enzyme Catalysis and Protein Folding; Freeman and Company: New York, 1998.
2. Bloomfield, V. A.; Crothers, D. M.; Tinoco, I. Nucleic Acids: Structures, Properties, and Functions; University Science Books: Sausalito, CA, 2000.
3. Edman, L.; Mets, Ü.; Rigler, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 6710.
4. Nie, S.; Zare, R. N. Annu. Rev. Biophys. Struct. 1997, 26, 567.
5. Jia, Y.; Sytnik, A.; Li, L.; Vladimirov, S.; Cooperman, B. S.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 7932.
6. Bopp, M. A.; Jia, Y.; haran, G.; Morlino, E. A.; Hochstrasser, R. M. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 7.
7. Xie, X. S.; Trautman, J. K. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 441.
8. Geva, E.; Skinner, J. L. Chem. Phys. Lett. 1998, 288, 225.
9. Lu, H. P.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 1998, 282, 1877.
10. Weiss, S. Science 1999, 283, 1676.
11. Dahan, M.; Deniz, A. A.; Ha, T.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Chem. Phys. 1999, 247, 85.
12. Hu, D.; Yu, J.; Wong, K.; Bagchi, B.; Rossky, P.; Barabara, P. F. Nature 2000, 405, 1030.
13. Moerner, W. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 910.
14. Russel, R.; Zhuang, X. W.; Babcock, H. P.; Millet, I. S.; Doniach, S.; Chu, S.; Herschlag, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 155.
15. Yang, H.; Luo, G.; Karnchanaphanurach, P.; Louie, T.; Rech, I.; Cova, S.; Xun, L.; Xie, X. S. Science 2003, 302, 262.
16. Bartley, L. E.; Zhuang, X. W.; Das, R.; Chu, S.; Herschlag, D. J. Mol. Biol. 2003, 6, 923.
17. Zhuang, X. W.; Reif, M. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 88.
18. Chu, S. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2003, 361, 689.
19. Haran, G.; Vöhringer, P. ChemPhysChem 2005, 6, 755.
20. Sherman, E.; Haran, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 11539.
21. Ha, T. Biochemistry 2004, 43, 4055.
22. Kubelka, J.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 76.
23. Fernandez, J. M.; Li, H. Chem. Phys. 2004, 303, 1674.
24. Boukobza, E.; Sonnenfeld, A.; Haran, G. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12165.
25. Xie, Z.; Srividya, N.; Sosnick, T. R.; Pan, T.; Scherer, N. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 534.
26. Berglund, A. J.; Doherty, A. C.; Mabuchi, H. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 068101.
27. zhisong Wang.; Makarov, D. E. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5617.
28. Ariunbold, G. O.; Agarwal, G. S.; Wang, Z.; Scully, M. O.; Walther, H. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2402.
29. Mukamel, S. Phys. Rev. A 2003, 68, 063821.
30. Barsegov, V.; Chernyak, V.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 4240.
31. Barkai, E.; Jung, Y.; Silbey, R. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 207403.
32. He, Y.; Barkai, E. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 068302.
33. He, Y.; Barkai, E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 184703.
34. Flomenbom, O.; Klafter, J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064903.
35. Onuchic, J. N.; Wang, J.; Wolynes, P. G. Chem. Phys. 1999, 247, 175.
36. Brown, F. L. H. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 028302.
37. Zheng, Y.; Brown, F. L. H. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 238305.
38. Agmon, N. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7830.
39. Ha, T.; Enderle, T.; Oglertee, D. F.; Chemla, D. S.; Selvin, P. R.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 6264.
40. Ha, T.; Ting, A. Y.; Liang, J.; Denize, A. A.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Chem. Phys. 1999, 247, 107.
41. Ha, T.; Ting, A. Y.; Liang, J.; Caldwell, D. B.; Denize, A. A.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 893.
42. Ha, T.; Zhuang, X.; Kim, H. D.; Orr, J. W.; Williamson, J. R.; Chu, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 9077.
43. Jia, Y.; Talaga, D. S.; Lau, W. L.; Lu, H. S. M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 1999, 247, 69.
44. 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.
45. Ishii, Y.; Yoshida, T.; Funatsu, T.; Wazawa, T.; Yanagida, T. Chem. Phys. 1999, 247, 163.
46. 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.
47. 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. Sei. U.S.A. 2000, 97, 5179.
48. Weiss, S. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 724.
49. Ying, L.; Wallace, M. L.; Balasubramainian, S.; Klenerman, D. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5171.
50. Brasselet, S.; Peterman, E. J. G.; Miyawaki, A.; Moerner, W. E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3676.
51. Zhuang, X.; Kim, H.; Pereira, M. J.; Babcock, H. P.; Walter, N. G.; Chu, S. Science 2002, 296, 1473.
52. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Eaton, W. A. Nature 2002, 419, 743.
53. Lipman, E. A.; Schuler, B.; Bakajin, O.; Eaton, W. A. Science 2003, 307, 1233.
54. Haran, G. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, R1291.
55. Rhoades, E.; Gussakovsky, E.; Haran, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3197.
56. Rhoades, E.; Cohen, M.; Schuler, B.; Haran, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 726, 14686.
57. Slaughter, B. D.; Allen, M. W.; Unruh, J. R.; Bieber-Urbauer, R. J.; Johnson, C. K. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10388.
58. Hodak, J. H.; Downey, C. D.; Fiore, J. L.; Pardi, A.; Nesbitt, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 10505.
59. Sabanayagam, C. R.; Eid, J. S.; Meller, A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 224708.
60. Liu, H.-W.; Cosa, G.; Landes, C. F.; Zeng, Y.; Kovaleski, B. J.; Mullen, D. G.; Barany, G.; Musier-Forsyth, K.; Barbara, P. F. Biophys. J. 2005, 89, 3470.
61. Kuzmenkina, E. V.; Heyes, C. D.; Nienhaus, G. U. J. Mol. Biol. 2006, 257, 313.
62. Srinivas, G.; Yethiraj, A.; Bagchi, B. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2475.
63. Srinivas, G.; Bagchi, B. J. Chem. Phys. 2002, 116, 837.
64. Srinivas, G.; Bagchi, B. Phys. Chem. Commun. 2002, 5, 59.
65. Yang, H.; Witkoskie, J. B.; Cao, J. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 11010.
66. Gopich, I. V.; Szabo, A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5058.
67. Gopich, I. V.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 2003, 118, 454, 455.
68. Gopich, I. V.; Szabo, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014707.
69. Wang, D.; Geva, E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1626.
70. Shang, J.; Geva, E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16340.
71. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 2, 55.
72. Dexter, D. L. J. Chem. Phys. 1953, 27 (5), 836.
73. Lakowicz, J. R. Principles of fluorescence spectroscopy; Plenum Publishing Corporation: New York, 1999.
74. Andrews, D. L.; Demidov, A. A. Resonance energy transfer; Wiley: New York, 1999.
75. Scholes, G. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 57.
76. Luo, G.; Andricioaei, I.; Xie, X. S.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9363.
77. Yang, S. L.; Xie, X. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10965.
78. Yang, H.; Xie, X. S. Chem. Phys. 2002, 284, 423.
79. Makarov, D. E.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 10126.
80. Shang, J.; Geva, E. J. Phys. Chem. B. Submitted for publication.
81. Guo, Z.; Thirumalai, D. J. Mol. Biol. 1996, 263, 323-343.
82. Klimov, D. K.; Betancourt, M. R.; Thirumalai, D. Folding Des. 1998, 3, 481-496.
83. Walqwist, A.; Covell, D. G.; Thirumalai, D. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 427.