Trapped water molecule in the charge separation of a bacterial reaction center

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 38, 2008, Pages 12124-12133

  Ivashin, Nikolai ^a   Larsson, Sven ^b  

^a B I STEPANOV INSTITUTE OF PHYSICS   (Belarus)

^b CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION; ABSORPTION SPECTROSCOPY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; ISOMERS; MOLECULES; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; RATE CONSTANTS; SEPARATION;

BACTERIAL REACTIONS; CHARGE SEPARATION; CHARGE SEPARATION PROCESS; DENSITY-FUNCTIONAL; GEOMETRY OPTIMIZATIONS; IMIDAZOL; INTERSTITIAL WATERS; LOW-FREQUENCY OSCILLATIONS; RHODOBACTER SPHAEROIDES; ROTATIONAL MOTIONS; WATER MOLECULES;

WATER ABSORPTION;

EID: 53849108819     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp711924f     Document Type: Article

References (80)

1. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. J. Mol. Biol. 1984, 180, 385.
2. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. Nature 1985, 318, 618.
3. Michel, H.; Epp, O.; Deisenhofer, J. EMBO J. 1986, 5, 2445.
4. Chang, C. H.; Tiede, D.; Tang, J.; Smith, U.; Norris, J. R.; Schiffer, M. FEBS Lett. 1986, 205, 82.
5. Allen, J. P.; Feher, G.; Yeates, T. O.; Rees, D. C.; Deisenhofer, J.; Michel, H. Proc Natl. Acad. Sci. USA 1986, 83, 8589.
6. Shuvalov, V. A.; Yakovlev, A. G. FEBS Lett. 2003, 540, 26-34.
7. Shuvalov, V. A.; Klevanik, A. V.; Sharkov, A. V.; Matveetz, Yu.A.; Krakov, P. G. FEBS Lett. 1978, 91, 135-139.
8. Holzapfel, W.; Finkele, U.; Kaiser, W.; Oesterhelt, D.; Scheer, H.; Stilz, H. U.; Zinth, W. Chem. Phys. Lett. 1989, 160, 1.
9. Holzapfel, W.: Finkele, U.; Kaiser, W.; Oesterhelt, D.; Scheer, H.; Stilz, H. U.; Zinth, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 160, 5168-5172.
10. Fleming, G. R.; Martin, J. L.; Breton, J. Nature 1988, 333, 190-192.
11. Breton, J.; Martin, J. L.; Migus, A.; Antonetti, A.; Orszag, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 5121-5125.
12. Larsson, S.; Braga, M.; Broo, A.; Källebring, B. Int. J. Quantum Chem. 1991, 18, 99-118.
13. Ivashin, N.; Källebring, B.; Larsson, S.; Hansson, O. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5017.
14. Ivashin, N.; Larsson, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3996-4009.
15. Vos, M. H.; Lambry, J.-C.; Robles, St.J.; Youvan, D. G.; Breton, J.; Martin, J.-L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 8885-8889.
16. Vos, M. H.; Lambry, J.-C.; Robles, St.J.; Youvan, D. G.; Breton, J.; Martin, J.-L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 89, 613-617.
17. Vos. M. H.; Rappaport, F.; Lambry, J.-C.; Breton, J.; Martin, J.-L. Nature 1993, 363, 320-325.
18. Vos, M. H.; Jones, M. R.; Hunter, C. N.; Breton, J.; Lambry, J.-C.; Martin, J.-L. Biochemistry 1994, 33, 6750-6757.
19. Vos, M. H.; Jones, M. R.; Breton, J.; Lambry, J.-C.; Martin, J.-L. Biochemistry 1996, 35, 2687-2692.
20. Streltsov, A. M.; Aartsma, T. J.; Hoff, A. J.; Shuvalov, V. A. Chem. Phys. Lett. 1997, 266, 347-352.
21. Boxer, S. G.; Stanley, R. J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 859-863.
22. Streltsov, A. M.; Yakovlev, A. G.; Shkuropatov, A.Ya.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 1996, 383, 129.
23. Kennis, J. T. M.; Shkuropatov, A.Ya.; Hoff, A. J.; van Stokkum, I. H. M.; Gast, P.; Hoff, A. J.; Shuvalov, V. A.; Aartsma, T. J. Biochemistry 1997, 36, 16231-16238.
24. Streltsov, A. M.; Vulto, S. I. E.; Shkuropatov, A. Y.; Hoff, A. J.; Aartsma, T. J.; Shuvalov, V. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7293-7298.
25. Spörlein, S.; Zinth, W.; Wachtveitl, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7492-7496.
26. (a) Spörlein, S.; Zinth, W.; Meyer, M.; Scheer, H.; Wachtveitl, J. Chem. Phys. Lett. 2000, 322, 454-464.
27. Yakovlev, A. G.; Shkuropatov. A.Ya.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 2000, 466, 209-212.
28. Parson, W. W.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc 1987, 109, 6152-6163.
29. (a) Alden, R. G.; Parson, W. W.; Chu, Z. T.; Warshel, A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16761-16770.
30. (b) Parson, W. W.; Chu, Z. T.; Warshel, A. Photosynth. Res. 1998, 55, 147-152.
31. Parson, W. W.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10474-10483.
32. (a) Parson, W. W.; Warshel, A. Chem. Phys. 2004, 296, 201.
33. Reimers. J. R.; Shapley, W. A.; Rendell. A. P.; Hush, N. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3249-3261.
34. Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3262-3277.
35. Palaniappan, V.; Aldema, M. A.; Frank, H. A.; Bocian, D. F. Biochemistry 1992, 31, 11050-11058.
36. Palaniappan, V.; Schenk, C. C.; Bocian, D. F. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17049-17058.
37. Rischel, C.; Spiedel, D.; Ridge, J. P.; Jones, M. R.; Breton, J.; Lambry, J.-C.; Martin, J.-L.; Vos, M. H. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12306-12311.
38. Czarnecki, K.; Diers, J. R.; Chynvat, V.; Erickson, J. P.; Frank, H. A.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 415-426.
39. Czarnecki, K.; Chynwat, V.; Erickson, J. P.; Frank, H. A.; Bocian, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2594-2595.
40. Hamm, P.; Zinth, W. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13537-13544.
41. Yakovlev, A. G.; Shkuropatov, A.Ya.; Shuvalov, V. A. Biochemistry 2002, 41, 14019-14027.
42. Yakovlev, A. G.; Jones, M. R.; Potter, J. A.; Fyfe, P. K.; Vasilieva, L. G.; Shkuropatov, A. Y.; Shuvalov, V. A. Chem. Phys. 2005, 319, 297-307.
43. Källebring, B.; Larsson, S. Chem. Phys. Lett. 1987, 138, 76-82.
44. (a) Larsson, S.; Källebring, B. Int. J. Quantum Chem. 1990, 17, 189-206.
45. Stowell, M. H. B.; McPhillips, T. M.; Rees, D. C.; Soltis. S. M.; Abresch, E.; Feher, G. Science 1997, 276, 812-816.
46. Vos. M. H.; Jones, M. R.; Martin, J.-L. Chem. Phys. 1998, 233, 179-190.
47. Robert, B.; Lutz, M. Biochemistry 1988, 27, 5108-5114.
48. Ermler, U.; Fritzsch, G.; Buchanan, S. K.; Michel, H. Structure 1994, 2, 925-936.
49. Ermler, U.; Michel, H.; Schiffer. M. SJ. Bioenerg. Biomembr. 1994, 26, 5-15.
50. Potter, J. A.; Fyfe, P. K.; Frolov, D.; Wakeham, M. C.; van Grondelle, R.; Robert, B.; Jones, M. R. J. Biol. Chem. 2005, 280, 27155-27164.
51. Ridge, J. P.; Fyfe, P. K.; McAuley, K. E.; van Brederode, M. E.; Robert, B.; van Grondelle, R.; Isaacs, N. W.; Cogdell, R. J.; Jones, M. R. Biochem. J. 2000, 351, 567-578.
52. Yakovlev, A. G.; Shkuropatov, A.Ya.; Shuvalov, V. A. Biochemistry 2002, 41, 2667-2674.
53. Gaussian 03, Revision A. I Frisch, M. J.; Tracks, 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.; J.; 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.; Kiene, 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, Inc.: Pittsburgh PA, 2003.
54. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
55. Muller-Dethlefs, K.; Hobza, P. Chem. Rev. 2000, 100, 143.
56. Lii, J. H.; Ma, B. Y.; Allinger, N. L. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1593.
57. Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F. Chem. Rev. 1988, 88, 899.
58. King, B. F.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1995, 103, 333.
59. Weinhold, F. THEOCHEM J. Mol. Struct. 1997, 398, 181.
60. Weinhold, F. Natural bond Orbital Methods. In Encyclopedia of Computational Chemistry; Schleyer, P. v. R., Allinger, N. L., Clark, T., Gasteiger, J., Kollman, P. A., Schaefer, H. F., III, Schreiner, P. R., Eds.; John Wiley & Sons: Chichester, U.K., 1998; Vol. 3, 1792.
61. Ridley, J.; Zerner, M. Theoret. Chim. Acta 1973, 32, 111,
62. 1976, 42, 323.
63. Thompson, M. A.; Zerner, M. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8210.
64. Sumi, H.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4894-4914.
65. Cherepanov, D. A.; Krishtalik, L. I.; Mulkidjanian, A. Y. Biophys. J. 2001, 80, 1033-1049.
66. Bixon, M.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 1470-1482.
67. Lucke, A.; Mak, C. H.; Egger, R.; Ankerhold, J.; Stockburger, J.; Grabert, H. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8397-8408.
68. Shelly, K. R.; Golovich, E. C.; Beck, W. F. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20586-20595.
69. Shelly, K. R.; Carson, E. A.; Beck, W. F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11810-11811.
70. Marcus, R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155.
71. Dressier, K.; Umlauf, E.; Schmidt, S.; Hamm, P.; Zinth, W.; Buchanan, S.; Michel, H. Chem. Phys. Lett. 1991, 183, 270.
72. Arlt, T.; Bibikova, M.; Penzkofer, H.; Oesterhelt, D. J.; Zinth, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12060-12065.
73. Huppmann, P.; Spörlein, S.; Bibikova, M.; Oesterhelt, D.; Wachtveitl, J.; Zinth, W. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8302-8309.
74. Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. 1986, 90, 3795-3800.
75. Kestner, N. R.; Logan, J.; Jortner, J. J. Phys. Chem. 1974, 78, 2148.
76. Kubo, R.; Toyozawa, Y. Prog. Theor. Phys. 1966, 13, 160.
77. Huppmann, P.; Arlt, H.; Penzkofer, H.; Schmidt, S.; Bibikova, M.; Dohse, B.; Oesterhelt, D.; Wachtveitl, J.; Zinth, W. Biophys. J. 2002, 82, 3186-3197.
78. Maroti, P.; Kirmaier, C.; Wraight, C.; Holten, D.; Pearlstein, R. M. Biochim. Biophys. Acta 1985, 810, 132-139.
79. Wang, H.; Lin, S.; Allen, J. P.; Williams, J. C.; Blankert, S.; Laser, C.; Woodbury, N. W. Science 2007, 316, 747-750.
80. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Sinning, I.; Michel, H. J. Mol. Biol. 1995, 246, 429-157.