Systematic study of the influence of base-step parameters on the electronic coupling between base-pair dimers: Comparison of A-DNA and B-DNA forms

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 112, Issue 30, 2008, Pages 7106-7114

  Ivanova, Anela ^a,b   Shushkov, Philip ^a,b   Rösch, Notker ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^b UNIVERSITY OF SOFIA   (Bulgaria)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIMERS; DNA; GENES; OLIGOMERS; ORGANIC ACIDS; SENSITIVITY ANALYSIS; STANDARDS;

AB-INITIO; BASE PAIRS; COUPLING ELEMENTS; DATA BASE; DATA SETS; ELECTRON HOLES; ELECTRONIC COUPLING ELEMENTS; ELECTRONIC COUPLINGS; GEOMETRY CHANGES; HOLE TRANSFER; KEY PARAMETERS; NUCLEOTIDE SEQUENCING; RELATIVE ORIENTATION; SYSTEMATIC STUDY; WATSON-CRICK BASE PAIRS;

NUCLEIC ACIDS;

DNA;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION;

DNA; MODELS, MOLECULAR; NUCLEIC ACID CONFORMATION;

EID: 49349113639     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8031513     Document Type: Article

References (69)

1. (a) Patel, N. K.; Cina, S.; Burroughes, J. H. IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2002, 8, 346-361.
2. (b) Peumans, P.; Yakimov, A.; Forrest, S. R. J. Appl. Phys. 2003, 93, 3693-3723.
3. (c) Sanchez, C.; Lebeau, B.; Chaput, F.; Boilot, J. P. Adv. Mater. 2003, 15, 1969-1994.
4. (d) Guldi, D. M.; Rahman, A.; Sgobba, V.; Ehli, C. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 471-487.
5. (e) Claves, D. J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 1221-1238.
6. (a) Jortner, J. J. Chem. Phys. 1976, 64, 4860-4867.
7. (b) Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767-792.
8. (c) Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148-13168.
9. (a) Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759-12765.
10. (b) Schuster, G. B.; Landman, U. Top. Curr. Chem. 2004, 236, 139-161.
11. (c) Berlin, Y. A.; Kurnikov, I. V.; Beratan, D.; Ratner, M. A.; Burin, A. L. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 1-36.
12. (d) Rösch, N.; Voityuk, A. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 37-72.
13. (a) Treadway, C. R.; Hill, M. G.; Barton, J. K. Chem. Phys. 2002, 281, 409-428.
14. (b) Lewis, F. D.; Wasielewski, M. R. Top. Curr. Chem. 2004, 236, 45-65.
15. (c) Giese, B. Top. Curr. Chem. 2004, 236, 27-44.
16. (a) Risser, S. M.; Beratan, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2508-2510.
17. (b) Priyadarshy, S.; Beratan, D. N.; Risser, S. M. Int. J. Quantum Chem. 1996, 23, 1789-1795.
18. (a) Voityuk, A. A.; Rösch, N.; Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9740-9745.
19. (b) Voityuk, A. A.; Siriwong, K.; Rösch, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5421-5425.
20. (c) Voityuk, A. A.; Jortner, J.; Bixon, M.; Rösch, N. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5614-5620.
21. (d) Voityuk, A. A.; Rösch, N. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5607-5616.
22. (e) Rak, J.; Voityuk, A. A.; Marquez, A.; Rösch, N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7919-7926.
23. (a) Troisi, A.; Orlandi, G. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 509-518.
24. (b) Troisi, A.; Orlandi, G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2093-2101.
25. (a) Bixon, M.; Jortner, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12556-12567.
26. (b) Grozema, F. C.; Siebbeles, L. D. A.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A. ChemPhysChem. 2002, 6, 536-539.
27. (c) Bixon, M.; Jortner, J. Russ. J. Electrochem. 2003, 39, 3-8.
28. (a) Reid, G. D.; Whittaker, D. J.; Day, M. A.; Turton, D. A.; Kayser, V.; Kelly, J. M.; Beddard, G. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5518-5527.
29. (b) Beljonne, D.; Pourtois, G.; Ratner, M. A.; Bredas, J.-L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14510-14517.
30. (c) Mehrez, H.; Anantram, M. P. Phys. Rev. B 2005, 71, 115405.
31. (d) Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 15-19.
32. (e) Eng, M. P.; Albinsson, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5626-5629.
33. (f) Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2007, 439, 162-165.
34. (g) Kerisit, S.; Rosso, K. M.; Dupuis, M.; Valiev, M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11363-11375.
35. (a) Zhang, W.; Govorov, A. O.; Ulloa, S. E. Phys. Rev. B 2002, 66, 060303.
36. (b) Bouvier, B.; Dognon, J.-P.; Lavery, R.; Markovitsi, D.; Millie, P.; Onidas, D.; Zakrzewska, K. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13512-13522.
37. (c) Yamada, H.; Starikov, E. B.; Hennig, D.; Archilla, J. F. R. Eur. Phys. J. E 2005, 17, 149-154.
38. (a) Hennig, D.; Starikov, E. B.; Archilla, J. F. R.; Palmero, F. J. Biol. Phys. 2004, 30, 227-238.
39. (b) Albuquerque, E. L.; Lyra, M. L.; de Moura, F. A. B. F. Physica A 2006, 370, 625-631.
40. (c) Ritze, H.-H.; Hobza, P.; Nachtigallova, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1672-1675.
41. (a) Sanii, L.; Schuster, G. B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11545-11546.
42. (b) Crespo-Hernandez, C. E.; Arce, R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1062-1070.
43. Lazrek, M.; Bicout, D. J.; Jaziri, S.; Kats, E. JETP Lett. 2005, 82, 407-411.
44. Shimazaki, T.; Asai, Y.; Yamashita, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1295-1303.
45. Ivanova, A.; Jezierski, G.; Rösch, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 414-421.
46. Krummel, A. T.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13991-14000.
47. (a) Porath, D.; Cuniberti, G.; Di Felice, R. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 183-227.
48. (b) Kawakami, T.; Taniguchi, T.; Hamamoto, T.; Kitagawa, Y.; Okumura, M.; Yamaguchi, K. Int. J. Quantum Chem. 2005, 105, 655-671.
49. (c) Mahapatro, A. K.; Jeong, K. J.; Lee, G. U.; Janes, D. B. Nanotechnology 2007, 18, Art. No 195202.
50. (a) Egli, M.; Gryaznov, S. M. Cell. Mol. Life Sci. 2000, 57, 1440-1456.
51. (b) Obika, S. Chem. Pharm. Bull. 2004, 52, 1399-1404.
52. (c) Wengel, J.; Petersen, M.; Frieden, M.; Koch, T. Lett. Pept. Sci. 2004, 10, 237-253.
53. (a) Jensen, G. A.; Singh, S. K.; Kumar, R.; Wengel, J.; Jacobsen, J. P. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2001, 2, 1224-1232.
54. (b) Ellemann Nielsen, K. M.; Petersen, M.; Hakansson, A. E.; Wengel, J.; Jacobsen, J. P. Chem. - Eur. J. 2002, 8, 3001-3009.
55. (c) Nielsen, K. E.; Rasmussen, J.; Kumar, R.; Wengel, J.; Jacobsen, J. P.; Petersen, M. Bioconjugate Chem. 2004, 15, 449-457.
56. (a) Diekmann, S. J. Mol. Biol. 1989, 205, 787-791.
57. (b) Lu, X.-J.; Olson, W. K. Nucleic Acids Res. 2003, 31, 5108-5121.
58. Tong, G. S. M.; Kurnikov, I. V.; Beratan, D. N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2381-2392.
59. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.;, 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.; 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 C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
60. Fuller, W.; Wilkins, M. H. F.; Wilson, H. R.; Hamilton, L. D.; Arnott, S. J. Mol. Biol. 1965, 12, 60-80.
61. Arnott, S.; Campbell Smith P. J.; Chandraseharan, R. In Handbook of Biochemistry and Molecular Biology, Nucleic Acids, 3rd ed.; Fasman, G.P., Ed.; CRC Press; Cleveland, OH, 1976; Vol. II, pp 411-422.
62. Gorin, A. A.; Zhurkin, V. B.; Olson, W. K. J. Mol. Biol. 1995, 247, 34-48.
63. Voityuk, A. A.; Rösch, N. Israel J. Chem. 2004, 44, 109-117.
64. Cave, R. J.; Newton, M. D. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9213-9226.
65. Blancafort, L.; Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6426-6432.
66. Seidel, C. A.; Schulz, A.; Sauer, M. H. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5541-5553.
67. (a) Hess, S.; Götz, M.; Davis, W. B.; Michel-Beyerle, M. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10046-10055.
68. (b) O'Neill, M. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13053-13066.
69. (c) Wan, C. Z.; Xia, T. B.; Becker, H. C.; Zewail, A. H. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 158-163.