Theoretical studies on the color-tuning mechanism in retinal proteins

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 3, Issue 2, 2007, Pages 605-618

  Fujimoto, Kazuhiro ^a   Hayashi, Shigehiko ^a,b   Hasegawa, Jun Ya ^a,c   Nakatsuji, Hiroshi ^a,c  

^a KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^b JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

^c Quantum Chemistry Research Institute Kyoto   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 34848877217     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct6002687     Document Type: Article

References (79)

1. Kandori, H.; Schichida, Y.; Yoshisawa, T. Biochemistry (Moscow) 2001, 66, 1197.
2. Mathies, R. A.; Lugtenburg, J. In Handbook of Biological Physics; Stavenga, D. G., Grip, W. J. d., Pugh, E. N., Eds.; Elsevier Science B. V.: Amsterdam, 2000.
3. Stavenga, D. G.; Grip, W. J. d.; Pugh, E. N. In Molecular Mechanisms in Viral Transduction; Elsevier Science: New York, 2000.
4. Nakanishi, K.; Crouch, R. Isr. J. Chem. 1995, 35, 253.
5. Kleinschmidt, J.; Harosi, F. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 9181.
6. Irving, C. S.; Byers, G. W.; Leermakers, P. A. Biochemistry 1970, 9, 858.
7. Blatz, P. E.; Liebman, P. A. Exp. Eye Res. 1973, 17, 573.
8. Honig, B.; Kinur, U.; Nakanishi, K.; Balogh-Nair, V.; Gawinowicz, M. A.; Arnaboldi, M.; Motto, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 7084.
9. Schulten, K.; Dinur, U.; Honig, B. J. Chem. Phys. 1980, 73, 3927.
10. Béjá, O.; Spudich, E. N.; Spudich, J. L.; Leclerc, M.; DeLong, E. F. Nature 2001, 411, 786.
11. Lin, S. W.; Kochendoerfer, G. G.; Carroll, K. S.; Wang, D.; Mathies, R.; Sakmar, T. P. J. Biol. Chem. 1998, 273, 24583.
12. Okada, T.; Fujiyoshi, Y.; Silow, M.; Navarro, J.; Landau, E. M.; Shichida, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2002, 99, 5982.
13. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H. T.; Cartailler, J. P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899.
14. Royant, A.; Nollert, P.; Edman, K.; Neutze, R.; Landau, E. M.; Pebay-Peyroula, E. Navarro, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 10131.
15. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Pebay-Peyroula, E.; Royant, A.; Landau, E. M.; Navarro, J.; Schulten, K. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10124.
16. Schreiber, M.; Buss, V.; Sugihara, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12045.
17. Wanko, M.; Hoffmann, M.; Strodel, P.; Koslowski, A.; Thiel, W.; Neese, F.; Frauenheim, T.; Elstner, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3606.
18. Andruniów, T.; Ferré, N.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 17908.
19. Fujimoto, K.; Hasegawa, J.; Hayashi, S.; Kato, S.; Nakatsuji, H. Chem. Phys. Lett. 2005, 414, 239.
20. Kandori, H. Chem. Ind. 1995, 18, 735.
21. Mathies, R.; Stryer, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 2169.
22. Warshel, A. J. Phys. Chem. 1979, 83, 1640.
23. Sakurai, M.; Sakata, K.; Saito, S.; Nakajima, S.; Inoue, Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3108.
24. Warshel, A.; Chu, Z. T. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9857.
25. Houjou, H.; Inoue, Y.; Sakurai, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 867.
26. Hayashi, S.; Ohmine, I. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10678.
27. Vreven, T.; Morokuma, K. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 125.
28. Ferré, N.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6868.
29. Gascon, J. A.; Batista, V. S. Biophys. J. 2004, 87, 2931.
30. Nakayama, K.; Nakano, H.; Hirao, K. Int. J. Quantum Chem. 1998, 66, 157.
31. Hufen, J.; Sugihara, M.; Buss, V. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20419.
32. Sugihara, M.; Hufen, J.; Buss, V. Biochemistry 2006, 45, 801.
33. Houjou, H.; Koyama, K.; Wada, M.; Sameshima, K.; Inoue, Y. Sakurai, M. Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 162.
34. Sugihara, M.; Buss, V.; Entel, P.; Elstner, M.; Frauenheim, T. Biochemistry 2002, 41, 15259.
35. Okada, T.; Sugihara, M.; Bondar, A.; Elstner, M.; Entel, P.; Buss, V. J. Mol. Biol. 2004, 342, 571.
36. Chizhov, I.; Schmies, G.; Seidel, R.; Sydor, J. R.; Lüttenberg, B.; Engelhard, M. Biophys. J. 1998, 75, 999.
37. Birge, R. R.; Zhang, C. F. J. Chem. Phys. 1990, 92, 7178.
38. Nakatsuji, H.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 1978, 68, 2053.
39. Nakatsuji, H. Chem. Phys. Lett. 1978, 59, 362.
40. Nakatsuji, H. Chem. Phys. Lett. 1979, 67, 329.
41. Nakatsuji, H. Chem. Phys. Lett. 1979, 67, 334.
42. Nakatsuji, H. In Computational Chemistry - Reviews of Current Trends; Leszcynski, J., Ed.; World Scientific: Singapore, 1997.
43. Ehara, M.; Hasegawa, J.; Nakatsuji, H. In Theory and Applications of Computational Chemistry; Dykstra, C., Frenking, G., Kim, K., Scuseria, G., Eds.; Elsevier Science: New York, 2006.
44. Nakatsuji, H. Chem. Phys. 1983, 75, 425.
45. Neese, F. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9428.
46. Lee, H. M.; Kim, J.; Kim, C. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6549.
47. Andersen, L. H.; Nielsen, I. B.; Kristensen, M. B.; Ghazaly, M. O. A. E.; Haacke, S.; Nielsen, M. B.; Petersen, M. Å. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12347.
48. Nielsen, I. B.; Lammich, L.; Andersen, L. H. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 018304.
49. Gao, J.; Truhlar, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 467.
50. Gogonea, V.; Suárez, D.; van der Vaart, A.; Merz, K. W. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 217.
51. Cui, Q.; Karplus, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3093.
52. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700.
53. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227.
54. Warshel, A.; Chu, Z. T.; Hwang, J.-K. Chem. Phys. 1991, 158, 303.
55. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2002, 83, 1281.
56. Dunning, T. H., Jr.; Hey, P. J. In Method of Electronic Structure Theory; Shaefer, H. F., III, Ed.; Plenum Press: New York, 1977; p 1.
57. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049.
58. Jorgensen, W. L.; Chandreskhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1982, 79, 926.
59. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
60. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R. J. A.; Montgomery, J.; 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.; Kiene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G.; 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, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
61. Balashov, S. P.; Govindjee, R.; Kono, M.; Imasheva, E.; Lukashev, E.; Ebrey, T. G.; Crouch, R. K.; Menick, D. R.; Feng, Y. Biochemistry 1993, 32, 10331.
62. Ikeura, Y.; Shimono, K.; Iwamoto, M.; Sudo, Y.; Kamo, N. Photochem. Photobiol. 2003, 77, 96.
63. Aton, B.; Doukas, A. G.; Callender, R. H.; Becher, B.; Ebrey, T. G. Biochemistry 1977, 16, 2995.
64. Ren, L.; Martin, C. H.; Wise, K. J.; Gillespie, N. B.; Luecke, H.; Lanyi, J. K.; Spudich, J. L.; Birge, R. R. Biochemistry 2001, 40, 13906.
65. Hoffmann, M.; Wanko, M.; Strodel, P.; König, P. H.; Frauenheim, T.; Schulten, K.; Thiel, W.; Tajkhorshid, E.; Elstner, M. J. Am. Chem. Sci. 2006, 128.
66. Blatz, P. E.; Mohler, J. H.; Navangul, H. V. Biochemistry 1972, 11, 848.
67. Dukkipati, A.; Kusnetzow, A.; Babu, K. R.; Ramos, L.; Singh, D.; Knox, B. E.; Birge, R. R. Biochemistry 2002, 41, 9842.
68. Teller, D. C.; Okada, T.; Behnke, C. A.; Palczewski, K.; Stenkamp, R. E. Biochemistry 2001, 40, 7761.
69. Palczewski, K.; Kumasaka, T.; Hori, T.; Behnke, C. A.; Motoshima, H.; Fox, B. A.; Trong, I. L.; Teller, D. C.; Okada, T.; Stenkamp, R. E.; Yamamoto, M.; Miyano, M. Science 2000, 289.
70. Röhrig, U. F.; Guidoni, L.; Laio, A.; Frank, I.; Rothlisberger, U. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15328.
71. Röhrig, U. F.; Guidoni, L.; Rothlisberger, U. Biochemistry 2002, 41, 10799.
72. Saam, J.; Tajkhorshid, E.; Hayashi, S.; Schulten, K. Biophys. J. 2002, 83, 3097.
73. Eilers, M.; Reeves, P. J.; Ying, W.; Khorana, H. G.; Smith, S. O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 487;
74. Verhoeven, M. A.; Creemers, A. F. L.; Bovee-Geurts, P. H. M.; Grip, W. J. d.; Lugtenburg, J.; Groot, H. J. M. d. Biochemistry 2001, 40, 3283.
75. Baasov, T.; Friedman, N.; Sheves, M. Biochemistry 1987, 26, 3210.
76. Furutani, Y.; Shichida, Y.; Kandori, H. Biochemistry 2003, 42, 9619.
77. Bondar, A.; Fischer, S.; Smith, J. C.; Elstner, M.; Suhai, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14668.
78. Freedman, K. A.; Becker, R. S. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 1245.
79. Cembran, A.; González-Luque, R.; Altoè, P.; Merchán, M.; Bernardi, F.; Olivucci, M.; Garavelli, M. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6597.