The vibrational spectrum of the secondary electron acceptor, A1, in photosystem i

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 12, 2008, Pages 3844-3852

  Bender, Shana L ^a   Keough, James M ^a   Boesch, Scott E ^b   Wheeler, Ralph A ^b   Barry, Bridgette A ^a  

^a GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF OKLAHOMA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BEAM PLASMA INTERACTIONS; CHLOROPHYLL; IRON; MOLECULAR SPECTROSCOPY; MOLECULES; PHOTOSYNTHESIS; PORPHYRINS; SEPARATION; SULFUR;

CHARGE SEPARATION (CS); ELECTRON TRANSFER (ET); IRON-SULFUR CLUSTERS; MULTISUBUNIT; OXYGENIC PHOTOSYNTHESIS; PHOTOSYSTEM I (PS I); PHYLLOQUINONE (PHQ); PROTEIN COMPLEXES; REACTION CENTER (RC); SECONDARY ELECTRON (SE); TRANSMEMBRANE (TM);

KETONES;

ANION; BACTERIAL PROTEIN; FREE RADICAL; PHYTOMENADIONE;

ARTICLE; BINDING SITE; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENZYMOLOGY; INFRARED SPECTROSCOPY; METABOLISM; PHOTOSYSTEM I; SYNECHOCYSTIS; VIBRATION;

ANIONS; BACTERIAL PROTEINS; BINDING SITES; FREE RADICALS; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; PHOTOSYSTEM I PROTEIN COMPLEX; SPECTROSCOPY, FOURIER TRANSFORM INFRARED; SYNECHOCYSTIS; VIBRATION; VITAMIN K 1;

EID: 43049159582     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0775146     Document Type: Article

References (103)

1. Holzwarth, A. R.; Muller, M. G.; Niklas, J.; Lubitz, W. Biophys. J. 2006, 90, 552-565.
2. Fromme, P.; Jordan, P.; Krauss, N. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1507, 5-31.
3. Jordan, P.; Fromme, P.; Witt, H. T.; Klukas, O.; Saenger, W.; Krauss, N. Nature 2001, 411, 909-917.
4. Rustandi, R. R.; Snyder, S. W.; Feezel, L. L.; Michalski, T. J.; Norris, J. R.; Thurnauer, M. C.; Biggins, J. Biochemistry 1990, 29, 8030-8032.
5. Rigby, S. E. J.; Evens, M. C. W.; Heathcote, P. Biochemistry 1996, 35, 6651-6656.
6. Joliot, P.; Joliot, A. Biochemistry 1999, 38, 11130-11136.
7. Boudreaux, B.; MacMillan, F.; Teutloff, C.; Agalarov, R.; Gu, F.; Grimaldi, S.; Bittl, R.; Brettel, K.; Redding, K. J. Biol. Chem. 2001, 276, 37299-37306.
8. Guergova-Kuras, M.; Boudreaux, B.; Joliot, A.; Joliot, P.; Redding, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 4437-4442.
9. Purton, S.; Stevens, D. R.; Muhiuddin, I. P.; Evans, M. C. W.; Carter, S.; Rigby, S. E. J.; Heathcote, P. Biochemistry 2001, 40, 2167-2175.
10. Rigby, S. E. J.; Muhiuddin, I. P.; Evans, M. C. W.; Purton, S.; Heathcote, P. Biochim. Biophys. Acta 2002, 7556, 13-20.
11. Ramesh, V. M.; Gibasiewicz, K.; Lin, S.; Bingham, S. E.; Webber, A. N. Biochemistry 2004, 43, 1369-1375.
12. Bautista, J. A.; Rappaport, F.; Guergova-Kuras, M.; Cohen, R. O.; Golbeck, J. H.; Wang, J. Y.; Beal, D.; Diner, B. A. J. Biol. Chem. 2005, 280, 20030-20041.
13. Poluektov, O. G.; Paschenko, S. V.; Utschig, L. M.; Lakshmi, K. V.; Thurnauer, M. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11910-11911.
14. Santabarbara, S.; Heathcote, P.; Evans, M. C. W. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1708, 283-310.
15. Santabarbara, S.; Kuprov, I.; Fairclough, W. V.; Purton, S.; Hore, P. J.; Heathcote, P.; Evans, M. C. W. Biochemistry 2005, 44, 2119-2128.
16. Ali, K.; Santabarbara, S.; Heathcote, P.; Evans, M. C. W.; Purton, S. Biochim. Biophys. Acta 2006 1757, 1623-1633.
17. Li, Y.; van der Est, A.; Lucas, M. G.; Ramesh, V. M.; Gu, F.; Petrenko, A.; Lin, S.; Webber, A. N.; Rappaport, F.; Redding, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.SA. 2006, 103, 2144-2149.
18. Santabarbara, S.; Kuprov, I.; Hore, P. J.; Casai, A.; Heathcote, P.; Evans, M. C. W. Biochemistry 2006, 45, 7389-7403.
19. Ramesh, V. M.; Gibasiewicz, K.; Lin, S.; Bingham, S. E.; Webber, A. N. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1767, 151-160.
20. Klughammer, C.; Klughammer, B.; Pace, R. Biochemistry 1999, 38, 3726-3732.
21. Xu, W.; Chitnis, P. R.; Valieva, A.; van der Est, A.; Brettel, K.; Guergova-Kuras, M.; Pushkar, Y. N.; Zech, S. G.; Stehlik, D.; Shen, G.; Zybailov, B.; Golbeck, J. H. J. Biol. Chem 2003, 278, 27876-27887.
22. Xu, W.; Chitnis, P.; Valieva, A.; van der Est, A.; Pushkar, Y. N.; Krzystyniak, M.; Teutloff, C.; Zech, S. G.; Bittl, R.; Stehlik, D.; Zybailov, B.; Shen, G.; Golbeck, J. H. J. Biol. Chem 2003, 278, 27864-27875.
23. Cohen, R. O.; Shen, G.; Golbeck, J. H.; Xu, W.; Chitnis, P. R.; Valieva, A. I.; van der Est, A.; Pushkar, Y.; Stehlik, D. Biochemistry 2004, 43, 4741-4754.
24. Dashdorj, N.; Xu, W.; Cohen, R. O.; Golbeck, J. H.; Savikhin, S. Biophys. J. 2005, 88, 1238-1249.
25. Agalarov, R.; Klaus, B. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1604, 7-12.
26. Teutloff, C.; Bittl, R.; Lubitz, W. Appl. Magn. Res. 2004, 26, 5-21.
27. Pushkar, Y. N.; Golbeck, J. H.; Stehlik, D.; Zimmermann, H. J. Phys. Chem B 2004, 108, 9439-9448.
28. Pushkar, Y.; Stehlik, D.; van Gastel, M.; Lubitz, W. J. Mol. Struct. 2004, 700, 233-241.
29. Deisenhofer, J.; Michel, H. Science 1989, 245, 1463-1473.
30. Kamlowski, A.; Altenberg-Greulich, B.; van der Est, A.; Zeck, S. G.; Bittl, R.; Fromme, P.; Lubitz, W.; Stehlik, D. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8278-8287.
31. Allen, J. P.; Feher, G.; Yeates, T. O.; Komiya, H.; Rees, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988, 85, 8487-8491.
32. Brettel, K. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1318, 322-373.
33. Itoh, S.; Iwaki, M.; Ikegami, I. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1507, 115-138.
34. Feldman, K. S.; Hester, D. K., II; Golbeck, J. H. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 4891-4894.
35. van der Est, A. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1507, 212-225.
36. Karyagina, I.; Pushkar, Y.; Stehlik, D.; van der Est, A.; Ishikita, H.; Knapp, E. W.; Jagannathan, B.; Agalarov, R.; Golbeck, J. Biochemistry 2007, 46, 10804-10816.
37. Hastings, G.; Sivakumar, V. Biochemistry 2001, 40, 3681-3689.
38. Sivakumar, V.; Wang, R.; Hastings, G. Biochemistry 2005, 44, 1880-1893.
39. Bandaranayake, K. M. P.; Sivakumar, V.; Wang, R.; Hastings, G. Vib. Spectrosc. 2006, 42, 78-87.
40. Bandaranayake, K. M. P.; Wang, R.; Hastings, G. Biochemistry 2006, 45, 4121-4127.
41. Bandaranayake, K. M. P.; Wang, R.; Johnson, T. W.; Hastings, G. Biochemistry 2006, 45, 12733-12740.
42. Warren, P. V.; Parrett, K. G.; Warden, J. T.; Golbeck, J. H. Biochemistry 1990, 29, 6545-6550.
43. van der Est, A.; Bock, C.; Golbeck, J.; Brettel, K.; Setif, P.; Stehlik, D. Biochemistry 1994, 33, 11789-11797.
44. Shen, G.; Antonkine, M. L.; van der Est, A.; Vassiliev, I. R.; Brettel, K.; Bittl, R.; Zech, S. G.; Zhao, J.; Stehlik, D.; Bryant, D. A.; Golbeck, J. H. J. Biol. Chem. 2002, 277, 20355-20366.
45. Razeghifard, M. R.; Kim, S.; Patzlaff, J. S.; Hutchison, R. S.; Krick, T.; Ayala, I.; Steenhuis, J. J.; Boesch, S. E.; Wheeler, R. A.; Barry, B. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9790-9800.
46. Rippka, R.; Derulles, J.; Waterbury, J. B.; Herdman, M.; Stanier, R. J. Gen. Microbiol. 1979, 111, 1-61.
47. Barry, B. A. Methods Enzymol. 1995, 258, 303-319.
48. Kim, S.; Sacksteder, C. A.; Bixby, K. A.; Barry, B. A. Biochemistry 2001, 40, 15384-15395.
49. Parrett, K. G.; Mehari, T.; Warren, P. G.; Golbeck, J. H. Biochim. Biophys. Acta 1989, 973, 324-332.
50. Parrett, K. G.; Mehari, T.; Golbeck, J. H. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1015, 341-352.
51. Warren, P. V.; Golbeck, J. H.; Warden, J. T. Biochemistry 1993, 32, 849-857.
52. Piccioni, R.; Bellemare, G.; Chua, N. Mediods of Polyacrylamide Gel Electrophoresis in the Analysis and Preparation of Plant Polypeptides. In Methods in Chloroplast Molecular Biology; Edelman, H., Hallick, R. B., Chua, N.-H., Eds.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1982; pp 985-1014.
53. Kruip, J.; Chitnis, P.; Lagoutte, B.; Rögner, M.; Boekema, E. J. J. Biol. Chem. 1997, 272, 17061-17069.
54. Kim, S.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4980-4981.
55. Barry, B. A.; Babcock, G. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 7099-7103.
56. Kim, S.; Patzlaff, J.; Krick, T.; Ayala, I.; Sachs, R. K.; Barry, B. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9720-9727.
57. Patzlaff, J. S.; Barry, B. A. Biochemistry 1996, 35, 7802-7811.
58. Kim, S.; Barry, B. A. Biophys. J. 1998, 74, 2588-2600.
59. Sacksteder, C. A.; Bender, S. L.; Barry, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7879-7890.
60. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1312-1311.
61. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502-16513.
62. Slater, J. C. Quantum Theory of Molecules and Solids; McGraw-Hill: New York, 1974; Vol. 4.
63. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
64. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211.
65. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
66. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. v. R.; Pople, J. A. Ab Initio Molecular Orbital Theory; John Wiley & Sons: New York, 1986.
67. Helgaker, T.; Taylor, P. R. Modern Electronic Structure Theory, Part II; Yarkony, D. R., Ed.; World Scientific: Singapore, 1995; Vol. 2, pp 725-856.
68. Boesch, S. E.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 8125-8134.
69. Boesch, S. E.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8351-8359.
70. Boesch, S. E.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5799-5804.
71. Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Comput. Chem. 1998, 19, 1663-1674.
72. Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. Comput. Phys. Commun. 1998, 113, 78-84.
73. Wise, K. E.; Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 1160-1165.
74. 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 D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
75. Schlegel, H. B. J. Comput. Chem. 1982, 3, 214-218.
76. Wasikowski, C.; Klemm, S. XMOL, version 1.3.1; Research Equipment, Inc. d.b.a. Minnesota Supercomputer Center, Inc., 1993.
77. Wise, K. E.; Pate, J. B.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4764-4772.
78. York, S. S.; Boesch, S. E.; Wheeler, R. A.; Freeh, R. Macromolecules 2003, 36, 7348-7351.
79. Golbeck, J. H. In The Molecular Biology of Cyanobacteria; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, The Netherlands, 1994; Vol. 1, pp 319-360.
80. Brettel, K.; Leibl, W. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1507, 100-114.
81. Shen, G.; Zhao, J.; Reimer, S. K.; Antonkine, M. L.; Cai, Q.; Weiland, S. M.; Golbeck, J. H.; Bryant, D. A. J. Biol. Chem. 2002, 277, 20343-20354.
82. Vassiliev, I. R.; Jung, Y.-S.; Mamedov, M. D.; Semenov, A. Y.; Golbeck, J. H. Biophys. J. 1997, 72, 301-315.
83. Brettel, K.; Golbeck, J. H. Photosynth. Res. 1995, 45, 183-193.
84. Breton, J.; Nabedryk, E.; Leibl, W. Biochemistry 1999, 38, 11585-11592.
85. Bauscher, M.; Maentele, W. J. Phys. Chem. 1992, 96, 11101-11108.
86. Breton, J.; Burie, J.-R.; Berthomieu, C.; Berger, G.; Nabedryk, E. Biochemistry 1994, 33, 4953-4965.
87. Breton, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11318-11323.
88. Grotjohann, I.; Fromme, P. Photosynth. Res. 2005, 85, 51-72.
89. Pushkar, Y. N.; Ayzatulin, O.; Stehlik, D. Appl. Magn. Res. 2005, 28, 195-211.
90. Hanley, J.; Deligiannakis, Y.; MacMillan, F.; Bottin, H.; Rutherford, A. W. Biochemistry 1997, 36, 11543-11549.
91. van der Est, A.; Prisner, T.; Bittl, R.; Fromme, P.; Lubitz, W.; Moebius, K.; Stehlik, D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1437-1443.
92. MacMillan, F.; Hanley, J.; van der Weerd, L.; Knupling, M.; Un, S.; Rutherford, A. W. Biochemistry 1997, 36, 9297-9303.
93. Kaupp, M. Biochemistry 2002, 41, 2895-2900.
94. Suydam, I. T.; Boxer, S. G. Biochemistry 2003, 42, 12050-12055.
95. Plokhotnichenko, A. M.; Radechenko, E. D.; Stepanian, S. G.; Adamowicz, L. Recent Res. Devel. Phys. Chem. 1998, 2, 1087-1104.
96. Hermansson, K. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4695-4702.
97. Hobza, P.; Havias, Z. Chem. Rev. 2000, 100, 4253-4264.
98. McCarthy, W.; Smets, J.; Adamowicz, L.; Plokhotnichenko, A. M.; Radechenko, E. D.; Sheina, G. G.; Stepanian, S. G. Mol. Phys. 1997, 91, 513-525.
99. Saeki, M.; Akagi, H.; Fujii, M. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1176-1183.
100. Lee, C.; Park, K. H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 114508/1-114508/16.
101. Miles, H. T.; Frazier, J. Biochemistry 1978, 17, 2920-2927.
102. Liquier, J.; Taillandier, E. Infrared Spectroscopy of Biomolecules; Manstch, H. H., Chapman, D., Eds.; Wiley-Liss: New York, 1996; pp 131-158.
103. Maevsky, A. A.; Sukhorukov, B. I. Nucleic Acids Res. 1980, 8, 3029-3042.