Light harvesting in photosystem II core complexes is limited by the transfer to the trap: Can the core complex turn into a photoprotective mode?

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 13, 2008, Pages 4431-4446

  Raszewski, Grzegorz ^a   Renger, Thomas ^a  

^a FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHLOROPHYLL; ELECTRONS; EMISSION SPECTROSCOPY; ENERGY TRANSFER; LOW TEMPERATURE EFFECTS;

ENERGY ABSORBANCE BANDS; PHOTOPROTECTIVE MODE; ROOM TEMPERATURE;

PHOTOCHEMICAL REACTIONS;

CAROTENOID; CHLOROPHYLL; PLASTOQUINONE;

ARTICLE; CALCULATION; COMPARATIVE STUDY; DISPERSION; DYNAMICS; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY ABSORPTION; ENERGY TRANSFER; EXCITATION; FLUORESCENCE; LIGHT; LOW TEMPERATURE; PHOTOSYNTHESIS; REDUCTION; ROOM TEMPERATURE; SPECTRUM; STRUCTURE ANALYSIS;

ELECTRON TRANSPORT; FLUORESCENCE; LIGHT; MODELS, BIOLOGICAL; MOLECULAR CONFORMATION; PHOTOCHEMISTRY; PHOTOSYSTEM II PROTEIN COMPLEX; TIME FACTORS;

EID: 41549127157     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja7099826     Document Type: Article

References (65)

1. Jordan, P.; Fromme, P.; Witt, H. T.; Klukas, O.; Saenger, W.; Krauss, N. Nature 2001, 411, 909.
2. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghlaouli, K.; Barber, J.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831.
3. Loll, B.; Kern, J.; Saenger, W.; Zouni, A.; Biesiadka, J. Nature 2005, 438, 1040.
4. Dekker, J; van Grondelle, R. Photosynth. Res. 2000, 63, 195.
5. Diner, B. A.; Rappaport, F. Annu. Rev. Plant Biol. 2002, 53, 551.
6. Photosystem II: The Light-Driven Water Plastoquinone Oxidoreductase; Wydrzynski, T., Satoh, K., Eds.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2005.
7. Kern, J.; Renger, G. Photosynth. Res. 2007, 94, 183.
8. Schatz, G. H.; Brock, H.; Holzwarth, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 8414.
9. Schatz, G. H.; Brock, H.; Holzwarth, A. R. Biophys. J. 1988, 54, 397.
10. Barter, L. M. C.; Bianchietti, M.; Jeans, C.; Schilstra, M. J.; Hankamer, B.; Diner, B. A.; Barber, J.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. Biochemistry 2001, 40, 4026.
11. Miloslavina, Y.; Szczepaniak, M.; Müller, M. G.; Sander, J.; Nowaczyk, M.; Rögner, M.; Holzwarth, A. R. Biochemistry 2006, 45, 2436.
12. Holzwarth, A. R., Müller, M. G.; Reus, M.; Nowaczyk, M.; Sander, J.; Rögner, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6895.
13. Broess, K.; Trinkunas, G.; van der Wei-de Wit, C. D.; Dekker, J. P.; van Hoek, A.; van Amerongen, H. Biophys. J. 2006, 91, 3776.
14. Jennings, R. G.; Elli, G.; Garlaschi, F. M.; Santabarbara, S.; Zucchelli, G. Photosynth. Res. 2000, 66, 225.
15. Pawlowicz, N. P.; Groot, M.-L.; Van Stokkum, I. H. M.; Breton, J.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2007, 93, 2732.
16. Groot, M.-L.; Pawlowicz, N. P.; Van Wilderen, L. J. G. W.; Breton, J.; Van Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13087.
17. Andrizhiyevskaya, E. G.; Frolov, D.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4810.
18. Vasilev, S.; Orth, P.; Zouni, A.; Owens, T. G.; Bruce, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 8602.
19. Vasilev, S.; Lee, C. I.; Brudvig, G. W.; Bruce, D. Biochemistry 2002, 41, 12236.
20. Renger, T.; May, V.; Kühn, O. Phys. Rep. 2001, 343, 138.
21. Zhang, W. M.; Meier, T.; Chernyak, V.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 1998, 108, 7763.
22. Yang, M.; Fleming, G. R. Chem. Phys. 2002, 275, 355.
23. Renger, T.; Marcus, R. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8404.
24. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 2, 55.
25. May, V.; Kühn, O. Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems: A Theoretical Introduction: Wiley-VCH: Berlin, Germany, 2000.
26. Renger, T.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9997.
27. Renger, T. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, art no. 188101.
28. Yang, M.; Damjanovic, A.; Vaswani, H. M.; Fleming, G. R. Biophys. J. 2003, 85, 140.
29. Fetisova, Z.; Freiberg, A.; Mauring, K.; Novoderezhkin, V.; Taisova, A.; Timpmann, K. Biophys. J. 1996, 71, 995.
30. Sumi, H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 252.
31. Mukai, K.; Abe, S.; Sumi, H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6096.
32. Scholes, G. D.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1854.
33. Jang, S.; Newton, M. D.; Silbey, R. J. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, art. no. 218301.
34. Müh, F.; Madjet, M. E.; Adolphs, J.; Abdurahman, A.; Rabenstein, B.; Ishikita, H.; Knapp, E. W.; Renger, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16862.
35. Raszewski, G.; Saenger, W.; Renger, T. Biophys. J. 2005, 88, 986.
36. Raszewski, G.; Diner, B. A.; Schlodder, E.; Renger, T. Biophys. J., in press.
37. Groot, M. L.; Frese, R. N.; de Weerd, F. L.; Bromek, K.; Petterson, Å.; Peterman, E. J. G.; van Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Biophys. J. 1999, 77, 3328.
38. de Weerd, F. L.; Palacios, M. A.; Andrizhiyevskaya, E. G.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biochemistry 2002, 41, 15224.
39. Groot, M. L.; Peterman, E. J. G.; van Stokkum, I. H. M.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biophys. J. 1995, 68, 281.
40. Alfonso, M.; Montoya, G.; Cases, R.; Rodriguez, R.; Picorel, R. Biochemistry 1994, 33, 10494.
41. de Weerd, F. L.; van Stokkum, I. H. M.; van Amerongen, H.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2002, 82, 1586.
42. Van, Dorsson, R. J.; Plijter, J. J.; Dekker, J. P., Den, Ouden, A.; Amesz, J. Biochim. Biophys. Acta 1987, 890, 134.
43. Jankowiak, R.; Zazubovich, V.; Rätsep, M.; Matsuzaki, S.; Alfonso, M.; Picorel, R.; Seibert, M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11805.
44. Hughes, J. L.; Picorel, R.; Seibert, M.; Krausz, E. Biochemistry 2006, 45, 12345.
45. Peterman, E. J. G.; van Amerongen, H.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6128.
46. Shen, G.; Vermaas, W. F. J. Biochemistry 1994, 33, 7379.
47. Renger, T.; Marcus, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1809.
48. Adolphs, J.; Renger, T. Biophys. J. 2006, 91, 2778.
49. Renger, T.; Trostmann, I.; Theiss, C.; Madjet, M. E.; Richter, M.; Paulsen, H.; Eichler, H. J.; Knorr, A.; Renger, G. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10487.
50. Renger, T.; May, V. Photochem. Photobiol. 1997, 66, 618.
51. Madjet, M. E.; Abdurahman, A.; Renger, T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 17268.
52. Renger, T.; May, V. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5228.
53. Renger, T.; May, V. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 4381.
54. Müller, M. G.; Niklas, J.; Lubitz, W.; Holzwarth, A. R. Biophys. J 2003, 85, 3899.
55. Creemers, T. M. H.; De Caro, C. A.; Visschers, R. W.; van Grondelle, R.; Völker, S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9770.
56. van Brederode, M. E.; Jones, M. R.; van Mourik, F.; van Stokkum, I. H. M.; van Grondelle, R. Biochemistry 1997, 36, 6855.
57. van Brederode, M. E.; van Mourik, F.; van Stokkum, I. H. M.; Jones, M. R.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 2054.
58. Krausz, E.; Hughes, J. L.; Smith, P.; Pace, R.; Årsköld, S. P. Photochem. Photobiol. Sci. 2005, 4, 744.
59. Frese, R. N.; Germano, M.; de Weerd, F. L.; van Stokkum, I. H. M.; Shuropatov, A. Y.; Shuvalov, V. A.; van Gorkom, H. J.; van Grondelle, R.; Dekker, J. P. Biochemistry 2003, 42, 9205.
60. Booth, P. J.; Crystall, B.; Giorgi, L. B.; Barber, J.; Klug, D. R.; Porter, G. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1016, 141.
61. Hillmann, B.; Moya, I.; Schlodder, E. In Photosynthesis: from Light to Biosphere; Proceedings of the Tenth International Congress on Photosynthesis; Mathis, P., Ed.; Kluwer Academic Publishers: Dodrecht, The Netherlands, 1995; Vol. 1, pp 603-606.
62. Woodbury, N. W.; Parson, W. W. Biochim. Biophys. Acta 1986, 850, 197.
63. Van Mieghem, F.; Brettel, K.; Hillmann, B.; Kamlowski, A.; Rutherford, A. W.; Schlodder, E. Biochemistry 1995, 34, 4789.
64. Noguchi, T.; Plant Cell Physiol. 2002, 43, 1112.
65. Adolphs, J.; Müh, F.; Madjet, M. E.; Renger, T. Photosynth. Res. 2008, 95, 197.