Electronic excitations of green fluorescent proteins: Modeling solvatochromatic shifts of red fluorescent protein chromophore model compound in aqueous solutions

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 50, 2007, Pages 14055-14063

  Yan, Weizhong ^a   Zhang, Lidong ^a   Xie, Daiqian ^a   Zeng, Jun ^b  

^a NANJING UNIVERSITY   (China)

^b SICHUAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOCHEMISTRY; CHROMOPHORES; ELECTRIC EXCITATION; FLUORESCENCE; ISOMERIZATION; SPECTROPHOTOMETRY;

CELL BIOLOGY; GREEN FLUORESCENT PROTEINS; MOLECULAR GENETICS; SOLVATOCHROMATIC SHIFTS;

PROTEINS;

EID: 38149130404     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0756202     Document Type: Article

References (62)

1. Tsien, R. Y. Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509.
2. Zhang, J.; Campbell, R. C.; Ting, A. Y.; Tsien, R. Y. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2002, 3, 906.
3. Matz, M. V.; Lukyanov, K. A.; Lukyanov, S. A. BioEssays 2002, 24, 953.
4. Shagin, D. A.; Barsova, E. V.; Yanushevich, Y. G.; Fradkov, A. F.; Lukyanov, K. A.; Labas, Y. A.; Semenova, T. N.; Ugalde, J. A.; Meyers, A.; Nunez, J. M.; Widder, E. A.; Lukyanov, S. A.; Matz, M. V. Mol. Biol. Evol. 2004, 21, 841.
5. Verkhusha, V. V.; Lukyanov, K. A. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 289.
6. Miyawaki, A. Cell. Struct. Funct. 2002, 27, 289.
7. Phillips, G. N. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 1997, 7, 821.
8. Heim, R.; Prasher, D. C.; Tsien. R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 12501.
9. Ward, W. W.; Prentice, H. J.; Roth, A. F.; Cody, C. W.; Reeves, S. C. J. Photochem. Photobiol. 1982, 35, 803.
10. Chattoraj, M.; King, B. A.; Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 8362.
11. Yarbrough, D.; Wachter, R. M.; Kallio, K.; Matz, M. V.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 462.
12. Matz, M. V.; Arkady, F. F.; Labas, Y. A.; Savitsky, A. P.; Zaraisky, A. G.; Markelov, M. L.; Lukyanov, K. A. Nat. Biotechnol. 1999, 17, 969.
13. Gross, L. A.; Baird, G. S.; Hoffman, R. C.; Baldrige, K. K.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 11990.
14. Petersen, J.; Wilmann, P. G.; Beddoe, T.; Oakley, A. J.; Devenish, R. J.; Prescott, M.; Rossjohn, J. J. Biol. Chem. 2003, 278, 44626.
15. Prescott, M.; Ling, M.; Beddoe, T.; Oakley, A. J.; Dove, S.; Hoegh-Gulberg, O.; Devenish, R. J.; Rossjohn, J. Structure (Cambridge) 2003, 11, 275.
16. Wilmann, P. G.; Petersen, J.; Pettikiriarachchi, A.; Buckle, A. M.; Smith, S. C.; Olsen, S.; Perugini, M. A.; Devenish, R. J.; Prescott, M.; Rossjohn, J. J. Mol. Biol. 2005, 349, 223.
17. ( 17) Schenk, A.; Ivanchenko, S.; Rocker, C.; Wiedenmann, J.; Nienhaus, G. U. Biophys. J. 2004, 86, 384.
18. Baird, G. S.; Zacharias, D. A.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sec. U.S.A. 2000, 97, 11984.
19. Xie, D. Q.; Zeng, J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1487.
20. Zhang, L. D.; Xie, D. Q.; Zeng, J. J. Theor. Comput. Chem. 2006, 5, 375.
21. Dong, J.; Solntsev, K. M.; Tolbert, L. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12039.
22. Yazal, J. E.; Prendergast, F. G.; Shaw, D. E.; Pang. Y.-P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11411.
23. Das, A. J.; Hasegawa, J.-Y.; Miyahara, T.; Ehara, M.; Nakatsuji, H. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1421.
24. Olsen, S.; Smith, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2054.
25. He, X.; Bell, A. F.; Tonge, P. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6056.
26. Boye, S.; Nielsen. S. B.; Krogh, H.; Nielsen, I. B.; Pedersen, U. V.; Bell, A. F.; He, X.; Tonge, P. J.; Andersen, L. H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 3021.
27. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Chem. Phys. 1993, 99, 1508.
28. Hush, N. S.; Reimers. J. R. Chem. Rev. 2000, 100, 775.
29. Zeng, J.; Craw, J. S.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. Chem. Phys. Lett. 1993, 206, 323.
30. Zeng, J.; Craw. J. S.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Chem. Phys. 1993, 99, 1482.
31. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Chem. Phys. 1993, 99, 1495.
32. Zeng, J.; Woywod, C.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8618.
33. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 9561.
34. Xie, D. Q.; Ma, X. H.; Zeng, J. Chem. Phys. Lett. 2003, 368, 377.
35. Zeng, J.; Xie, D. Q. J. Comput. Chem. 2004, 25, 813.
36. Xie, D. Q.; Zeng, J. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1487.
37. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 10459.
38. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2059.
39. Zeng, J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19292.
40. Zeng, J.; Craw, J. S.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11075.
41. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
42. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
43. Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439.
44. Olsen, S. C. Ph.D. Thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2004.
45. Martin, M. E.; Negri, F.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5452.
46. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; 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.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; 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 03, revision B.04; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
47. Kincaid, R. H.; Scheraga, H. A. J. Comput. Chem. 1982, 3, 525.
48. McDonald, I. R. Mol. Phys. 1972, 23, 41.
49. Singh, U. C.; Brown, F. K.; Bash, P. A.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 1607.
50. Weiner, S. J.; Kollman, P. A.; Case, D. A.; Singh, U. C.; Ghio, C.; Algona, G.; Profeta, S., Jr.; Weiner, P. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 765.
51. Weiner, S. J.; Kollman, P. A.; Nguyen, D. T.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 230.
52. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
53. Alper, H. E.; Levy, R. M. J. Chem. Phys. 1989, 91, 1242.
54. Eisenberg, D.; Kauzmann, W. The Structure and Properties of Water; Oxford University Press: Oxford, 1969.
55. Friedman, H. L. Mol. Phys. 1975, 29, 1533.
56. van Erp, T. S.; Meijer, E. J. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8831.
57. Asthagiri, D.; Pratt, L. R.; Kress, J. D.; Gomez, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 7229.
58. Bublitz, G. U.; King, B. A.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9370.
59. Reuter, N.; Lin, H.; Thiel, W. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6310.
60. Sinicropi, A.; Andruniow, T.; Ferre, N.; Basosi, R.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11534.
61. Grigorenko, B.; Savitsky, A.; Topol, L.; Burt, S.; Nemukhin, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18635.
62. Altoe, P.; Bernardi, F.; Garavelli, M.; Orlandi, G.; Negri, F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3952.