TDDFT study of the electronic structure, absorption and emission spectra of the light emitters of the amazing firefly bioluminescence and solvation effects on the spectra

Chinese Journal of Chemistry

Volumn 26, Issue 1, 2008, Pages 55-64

  Ren, Ai Min ^a,b   Guo, Jing Fu ^c   Feng, Ji Kang ^a   Zou, Lu Yi ^a   Li, Zhong Wei ^a   Goddard, John David ^b  

^a JILIN UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF GUELPH   (Canada)

^c NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Bioluminescence; Oxyluciferin; Solvent effect; Time dependent density function theory (TDDFT)

Indexed keywords

EID: 39749091244     PISSN: 1001604X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cjoc.200890038     Document Type: Article

References (26)

1. Seliger, H. H.; McElroy, W. D. Arch. Biochem. Biophys. 1960, 88, 136.
2. Viviani, V. R. Cell. Mol. Life Sci. 2002, 59, 1833.
3. Branchini, B. R.; Southworth, T. L.; Murtiashaw, M. H.; Magyar, R. A.; Gonzalez, S. A.; Ruggiero, M. C.; Stroh, J. G. Biochemistry 2004, 43, 7255.
4. McCapra, F.; Gilfoyle, D. J.; Young, D. W.; Church, N. J.; Spencer, P. In Bioluminescence and Chemiluminescence: Fundamentals and Applied Aspects, Eds.: Campbell, A. K.; Kricka, L. J.; Stanley, P. E., John Wiley and Sons, Chichester, 1994, p. 387.
5. Orlova, G.; Goddard, J. D.; Brovko, L. Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6962.
6. White, E. H.; Rapaport, E.; Seliger, H. H.; Hopkins, T. A. Bioorg. Chem. 1971, 1, 92.
7. Branchini, B. R.; Murtiashaw, M. H.; Magyar, R. A.; Portier, N. C.; Ruggiero, M. C.; Stroh, J. G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2112.
8. (a) DeLuca, M. Biochemistry 1969, 8, 160.
9. (b) Ugarova, N. N.; Brovko, L. Y. Russ. Chem. Bull. 2001, 50, 1752.
10. (c) Ugarova, N. N.; Brovko, L. Y. Luminescence 2002, 17, 321.
11. (d) Gandelman, O. A.; Brovko, L. Y.; Ugarova, N. N.; Chikishev, A. Yu.; Shkurimov, A. P. J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 1993, 19, 187.
12. Sundholm, D. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 480.
13. Furche, F.; Ahlrichs, R.; Wachsmann, C.; Weber, E.; Sobanski, A.; Vogtle, F.; Grimme, S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1717.
14. Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Head-Gordon, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12070.
15. Dreuw, A.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6500.
16. Casida, M. E. In Recent Advances in Density Functional Methods, Part 1, Ed.: Chong, D. P., World Scientific, Singapore, 1995.
17. Gross, E. U. K.; Dobson, J. F.; Petersilka, M. In Density Functional Theory II, Ed.: Nalewajski, R. F., Springer, Heidelberg, 1996.
18. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; AI-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, revision A. 9, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1998.
19. Ren, A. M.; Goddard, J. D. J. Photochem. Photobio. B: Biology. 2005, 81, 163.
20. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Baron, H. P.; Bauernschmitt, R.; Böcker, S.; Deglmann, P.; Ehrig, M.; Eichkorn, K.; Elliott, S.; Furche, F.; Haase, F.; Häser, M.; Horn, H.; Hättig, C.; Huber, C.; Huniar, U.; Kattannek, M.; Köhn, A.; Kölmel, C.; Kollwitz, M.; May, K.; Ochsenfeld, C.; Öhm, H.; Patzelt, H.; Rubner, O.; Schäfer, A.; Schneider, U.; Sierka, M.; Treutler, O.; Unterreiner, B.; Arnim, M. V.; Weigend, F.; Weis, P.; Weiss, H., Turbomole 5.7, University of Karlsruhe, Karlsruhe, 1988.
21. Furche, F.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7433.
22. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; AI-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision A. 1, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003.
23. Tozer, D. J.; Amos, R. D.; Handy, N. C.; Roos, B. O.; Serrano-Andres, L. Mol. Phys. 1999, 97, 859.
24. Wood, K. V.; Lam, Y. A.; Seliger, H. H.; McElroy, W. D. Science 1989, 244, 700.
25. Ugarova, N. J. Biolum. Chemilum. 1989, 4, 406.
26. Viviani, V. R.; Bechara, E. J. H. Photochem. Photobiol. 1995, 62, 490.