π stack structure and hole transfer couplings in DNA hairpins and DNA. A combined QM/MD study

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 27, 2008, Pages 8181-8187

  Siriwong, Khatcharin ^a   Voityuk, Alexander A ^b  

^a Department of Chemistry Faculty of Science Khon Kaen University ^*  (Thailand)

^b UNIVERSITY OF GIRONA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGE TRANSFER; CHROMOPHORES; COUPLINGS; DNA; GENES; ION EXCHANGE; MASS TRANSFER; NUCLEIC ACIDS; OLIGOMERS; ORGANIC ACIDS; POLYMERS; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

CHARGE-TRANSFER RATE; DNA DOMAINS; DNA HAIRPINS; DNA OLIGOMERS; ELECTRONIC COUPLINGS; ELECTRONIC PARAMETERS; HOLE TRANSFER; KEY CHARACTERISTICS; MD TRAJECTORIES; NORMAL SEQUENCES; SPECTROSCOPIC STUDIES; STACK STRUCTURES; TIME SCALING;

DNA SEQUENCES;

EID: 49149121997     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp802222e     Document Type: Article

References (52)

1. Long-range Electron Transfer in DNA. Top. Curr. Chem.; Schuster, G. B., Ed.; Springer: Berlin, 2004; Vols. 236and 237.
2. Kelley, S. O.; Barton, J. K. Science 1999, 283, 375.
3. Schuster, G. B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 253.
4. Giese, B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 631.
5. Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759.
6. Lewis, F. D.; Letsinger, R. L.; Wasielewski, M. R. Acc Chem. Res. 2001, 34, 159.
7. Lewis, F. D.; Wu, Y.; Zhang, L.; Zuo, X.; Hayes, R. T.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8206.
8. Lewis, F. D.; Zhu, H.; Daublain, P.; Fiebig, T.; Raytchev, M.; Wang, Q.; Shafirovich, V. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 791.
9. Lewis, F. D.; Daublain, P.; Cohen, B.; Vura-Weis, J.; Shafirovich, V.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15130.
10. Lewis, F. D.; Zhang, L.; Liu, X.; Zuo, X.; Tiede, D. M.; Long, H.; Schatz, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 127, 14445.
11. Grozema, F. C.; Tonzani, S.; Berlin, Y. A.; Schatz, G. C.; Siebbeles, L. D. A.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5157.
12. Beljonne, D.; Pourtois, G.; Ratner, M. A.; Bredas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14510.
13. Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7207.
14. Voityuk, A. A.; Rösch, N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3013.
15. Olofsson, J.; Larsson, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10398.
16. Grozema, F. C.; Siebbeles, L. D. A.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A. ChemPhysChem. 2002, 3, 536.
17. Roche, S. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 108101.
18. Voityuk, A. A. J. Chem Phys. 2005, 122, 204904.
19. Voityuk, A. A.; Siriwong, K.; Rösch, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5421.
20. Troisi, A.; Orlandi, G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2093.
21. Wan, C. Z.; Fiebig, T.; Kelley, S. O.; Treadway, C. R.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6014.
22. O'Neill, M. A.; Becker, H. C.; Wan, C. Z.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5896.
23. Berlin, Y. A.; Burin, A. L.; Siebbeles, L. D. A.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5666.
24. Berlin, Y. A.; Kurnikov, I. V.; Beratan, D. N.; Ratner, M. A.; Burin, A. L. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 1.
25. Senthilkumar, K.; Grozema, F. C.; Guerra, C. F.; Bickelhaupt, F. M.; Lewis, F. D.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A.; Siebbeles, L. D. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14894.
26. Rak, J.; Sadowska-Aleksiejew, A.; Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 429, 546.
27. Orozco, M.; Perez, A.; Noy, A.; Luque, F. J. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 350.
28. Norberg, J.; Nilsson, L. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 465.
29. Voityuk, A. A. In Computational studies of RNA and DNA; Šponer, J., Lankas, F., Eds.; SpringenDordrecht, 2006; pp 485-512.
30. Lewis, J. P.; Cheatham, T. E.; Starikov, E. B.; Wang, H.; Sankey, O. F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2581.
31. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 045104.
32. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 115101.
33. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E., III; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Merz, K. M.; Pearlman, D. A.; Crowley, M.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Wang, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.; Seabra, G.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Wu, X.; Brozell, S.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Yang, L.; Tan, C.; Mongan, J.; Hornak, V.; Cui, G.; Beroza, P.; Mathews, D. H.; Schafmeister, C.; Ross, W. S.; Kollman, P. A. AMBER 9; University of California: San Francisco, 2006.
34. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049.
35. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
36. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
37. Beveridge, D. L.; Barreiro, G.; Byun, K. S.; Case, D. A.; Cheatham, T. E., III; Dixit, S. B.; Giudice, E.; Lankas, F.; Lavery, R.; Maddocks, J. H.; Osman, R.; Seibert, E.; Sklenar, H.; Stoll, G.; Thayer, K. M.; Varnai, P.; Young, M. A. Biophys. J. 2004, 87, 3799.
38. Beveridge, D. L.; Barreiro, G.; Byun, K. S.; Case, D. A.; Cheatham, T. E., III; Dixit, S. B.; Giudice, E.; Lankas, F.; Lavery, R.; Maddocks, J. H.; Osman, R.; Siebert, E.; Sklenar, H.; Stoll, G.; Thayer, K. M.; Varnai, P.; Young, M. A. Biophys. J. 2004, 87, 3799. The DNA trajectory database was accessed through the following link: http://humphry.chem.wesleyan. edu: 8080/MDDNA/June 2007.
39. Lu, X.-J.; Olson, W. K. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 5108.
40. Biancafort, L.; Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6426.
41. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 427, 177.
42. Ridley, J. E.; Zerner, M. C. Theor. Chim. Acta 1973, 15, 134.
43. Cave, R. J.; Newton, M. D. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9213.
44. Cave, R. J.; Newton, M. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15.
45. Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17917.
46. Egli, M.; Tereshko, V.; Mushudov, R.; Sanishvili, R.; Liu, X.; Lewis, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10842.
47. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
48. Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767.
49. Troisi. A.: Nitzan, A.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5782.
50. Troisi, A. Mol. Simul. 2006, 32, 707.
51. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2007, 439, 162.
52. Liang, C.; Newton, M. D. J. Phys. Chem. 1992, 96, 2855.