Conical intersection dynamics in solution: The chromophore of Green Fluorescent Protein

Faraday Discussions

Volumn 127, Issue , 2004, Pages 149-163

  Toniolo, A ^a,b   Olsen, S ^a   Manohar, L ^a   Martinez T J ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b UNIVERSITY OF PISA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GREEN FLUORESCENT PROTEIN;

AB INITIO CALCULATION; CHEMICAL BOND; CONFERENCE PAPER; ELECTRIC POTENTIAL; ENERGY TRANSFER; GAS ANALYSIS; ISOMERIZATION; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR INTERACTION; MOLECULAR MECHANICS; PHOTODYNAMICS; QUANTUM MECHANICS; SOLVATION;

GREEN FLUORESCENT PROTEINS; LUMINESCENT PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; QUANTUM THEORY; SOLVENTS; THERMODYNAMICS;

EID: 5644244488     PISSN: 13596640     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b401167h     Document Type: Conference Paper

References (112)

1. M. Kiessinger and J. Michl, Excited States and Photochemistry of Organic Molecules, VCH Publishers Inc., New York, 1995.
2. M. A. Robb, F. Bernardi and M. Olivucci, Pure Appl. Chem., 1995, 67, 783.
3. D. R. Yarkony, J. Phys. Chem. A, 2001, 105, 6277.
4. M. Ben-Nun and T. J. Martinez, Adv. Chem. Phys., 2002, 121, 439.
5. M. R. Manaa and D. R. Yarkony, J. Chem. Phys., 1993, 99, 5251.
6. M. J. Bearpark, M. A. Robb and H. B. Schlegel, Chem. Phys. Lett., 1994, 223, 269.
7. M. Garavelli, F. Bernardi, M. Olivucci, T. Vreven, S. Klein, P. Celani and M. A. Robb, Faraday Discuss., 1998, 110, 51.
8. A. Migani, M. A. Robb and M. Olivucci, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 2804.
9. M. Ben-Nun, F. Molnar, K. Schulten and T. J. Martínez, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 1769.
10. D. R. Yarkony, J. Chem. Phys., 2001, 114, 2601.
11. A. Toniolo, G. Granucci and T. J. Martinez, J. Phys. Chem. A, 2003, 107, 3822.
12. D. Laage, I. Burghardt, T. Sommerfeld and J. T. Hynes, J. Phys. Chem. A, 2003, 107, 11 271.
13. D. Laage, I. Burghardt, T. Sommerfeld and J. T. Hynes, Chem Phys Chem, 2003, 4, 61.
14. I. Burghardt, D. Laage and J. T. Hynes, J. Phys. Chem. A, 2003, 107, 11 292.
15. G. C. Schatz, Rev. Mod. Phys., 1989, 61, 669.
16. M. Ben-Nun and T. J. Martínez, J. Chem. Phys., 1998, 108, 7244.
17. T. J. Martínez, M. Ben-Nun and R. D. Levine, J. Phys. Chem., 1996, 100, 7884.
18. T. J. Martínez, M. Ben-Nun and G. Ashkenazi, J. Chem. Phys., 1996, 104, 2847.
19. T. J. Martínez, Chem. Phys. Lett., 1997, 272, 139.
20. T. J. Martínez and R. D. Levine, J. Chem. Phys., 1996, 105, 6334.
21. T. J. Martínez and R. D. Levine, Chem. Phys. Lett., 1996, 259, 252.
22. J. Quenneville, M. Ben-Nun and T. J. Martínez, J. Photochem. Photobiol. A, 2001, 144, 229.
23. M. Ben-Nun, J. Quenneville and T. J. Martínez, J. Phys. Chem. A, 2000, 104, 5161.
24. M. Ben-Nun and T. J. Martínez, Chem. Phys. Lett., 1998, 298, 57.
25. C. Ko, B. Levine, A. Toniolo, L. Manohar, S. Olsen, H.-J. Werner and T. J. Martinez, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 12710.
26. T. Schultz, J. Quenneville, B. Levine, A. Toniolo, T. J. Martinez, S. Lochbrunner, M. Schmitt, J. P. Shaffer, M. Z. Zgierski and A. Stolow, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 8098.
27. M. Ben-Nun and T. J. Martínez, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 6299.
28. K. K. Baeck and T. J. Martinez, Chem. Phys.Lett., 2003, 375, 299.
29. J. A. Pople, D. P. Santry and G. A. Segal, J. Chem. Phys., 1965, 43, S129.
30. G. A. Segal, Semiempirical Methods of Electronic Structure Calculation, Plenum Press, New York, 1977.
31. M. J. S. Dewar and W. Thiel, J. Am. Chem. Soc., 1977, 99, 4899.
32. M. J. S. Dewar, E. G. Zoebisch, E. F. Healy and J. J. P. Stewart, J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 3902.
33. A. Warshel and M. Levitt, J. Mol. Biol., 1976, 103, 227.
34. M. J. Field, P. A. Bash and M. Karplus, J. Comput. Chem., 1990, 11, 700.
35. J. L. Gao, Acc. Chem. Res., 1996, 29, 298.
36. U. C. Singh and P. A. Kollman, J. Comput. Chem., 1986, 7, 718.
37. A. Toniolo, M. Ben-Nun and T. J. Martínez, J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 4679.
38. T. Carrington, Acc. Chem. Res., 1974, 7, 20.
39. G. Herzberg and H. C. Longuet-Higgins, Discuss. Faraday Soc., 1963, 35, 77.
40. T. Carrington, Faraday Discuss., 1972, 53, 27.
41. E. Teller, J. Phys. Chem., 1937, 41, 109.
42. E. Teller, Isr. J. Chem., 1969, 7, 227.
43. H. C. Longuet-Higgins, Mol. Phys., 1963, 6, 445.
44. N. J. Turro, Modern Molecular Photochemistry, Benjamin/Cummings, Menlo Park, 1978.
45. A. Gilbert and J. Baggot, Essentials of Molecular Photochemistry, CRC Press, Boca Raton, 1991.
46. R. M. Weiss and A. Warshel, J. Am. Chem. Soc., 1979, 101, 6131.
47. A. Warshel, Nature, 1976, 260, 679.
48. A. Toniolo, B. Levine, A. Thompson, J. Quenneville, M. Ben-Nun, J. Owens, S. Olsen, L. Manohar and T. J. Martinez, in Computational Methods in Organic Photochemistry, ed. A. Kutateladze, Marcel-Dekker, New York, 2004, p. in press.
49. M. Persico, G. Granucci, S. Inglese, T. Laino and A. Toniolo, J. Mol. Struct. (THEOCHEM), 2003, 621, 119.
50. N. M. Webber, L. Konstantin, L. Litvinenko and S. R. Meech, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 8036.
51. M. Zimmer, Chem. Rev., 2002, 102, 759.
52. C. W. Cody, D. C. Prasher, W. M. Westler, F. G. Prendergast and W. W. Ward, Biochemistry, 1993, 32, 1212.
53. S. Kojima, T. Hirano, H. Niwa, M. Ohashi, S. Inouye and F. I. Tsuji, Tetrahedron Lett., 1997, 38, 2875.
54. B. R. Branchini, J. O. Lusins and M. Zimmer, J. Biomol. Struct. Dyn., 1997, 14, 441.
55. B. G. Reid and G. C. Flynn, Biochemistry, 1997, 36, 6786.
56. H. Niwa, S. Inouye, T. Hirano, T. Matsuno, S. Kojima, M. Kubota, M. Ohashi and F. I. Tsuji, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 13617.
57. T. Takada, K. Iida, T. Awaji, K. Itoh, R. Takahashi, A. Shibui, K. Yoshida, S. Sugano and G. Tsujimoto, Nat. Biotechnol., 1997, 15, 453.
58. A. Miyawaki, J. Llopis, R. Heim, J. M. McCaffrey, J. A. Adams, M. Ikura and R. Y. Tsien, Nature, 1997, 388, 882.
59. C. Kaether, T. Salm, M. Glombick, W. Almers and H. Gerdes, Eur. J. Cell Biol., 1997, 74, 133.
60. B. P. Cormack, R. H. Valdivia and S. Falkow, Gene, 1996, 173, 33.
61. C. Martin, T. Yuan, G. Euskirchen, W. Ward, D. C. Prasher and C. Douglas, Science, 1994, 263, 802.
62. M. Ikawa, S. Yamada, T. Nakanishi and M. Okabe, FEBS Lett., 1998, 430, 83.
63. M. Kneen, J. Farinas, Y. Li and A. S. Verkman, Biophys. J., 1998, 74, 1591.
64. G. Miesenböck, D. A. De Angelis and J. E. Rothman, Nature, 1998, 394, 192.
65. S. Nomura and Y. Harada, FEMS Microbiol. Lett., 1998, 167, 287.
66. R. B. Robey, O. Ruiz, A. V. P. Santos, J. Ma, F. Kear, L.-J. Wang, C.-J. Li, A. A. Bernardo and J. A. L. Arruda, Biochemistry, 1998, 37, 9894.
67. J. Liu, Y. Wang, A. A. Szalay and A. Escher, Luminescence, 2000, 15, 45.
68. S. Ritzenthaler, E. Suzuki and A. Chiba, Nat. Neurosci., 2000, 3, 1012.
69. B. N. Smith, B. W. Banfield, C. A. Smeraski, C. L. Wilcox, F. E. Dudek, L. W. Enquist and G. E. Pickard, Proc. Natl. Acad. Sci., 2000, 97, 9264.
70. J. Lippincott-Schwartz, E. Snapp and A. Kenworthy, Nat. Rev., 2001, 2, 444.
71. C. N. Stewart, Plant Cell Rep., 2001, 20, 376.
72. P. Matthews, S. Thornton, F. Gubler, R. White and J. Jacobsen, Func. Plant. Bio., 2002, 29, 1037.
73. E. S. Ruthazer and H. T. Cline, Real-Time Imag., 2002, 8, 175.
74. G. H. Patterson and J. Lippincott-Schwartz, Science, 2002, 297, 1873.
75. R. A. G. Cinelli, V. Pellegrini, A. Ferrari, P. Faraci, R. Nifosi, M. Tyagi, M. Giacca and F. Beltram, Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 3353.
76. Y. You, Y. He, P. Borrows, S. Forrest, N. Petasis and M. Thompson, Adv. Mater., 2000, 12, 1678.
77. C. J. Bardeen, V. J. Vladislav, V. Yakovlev, J. A. Squier and K. R. Wilson, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 13023.
78. L. H. Andersen, A. Lapierre, S. B. Nielsen, I. B. Nielsen, S. U. Pedersen, U. V. Pedersen and S. Tomita, Eur. Phys. J. D, 2002, 20, 597.
79. S. B. Nielsen, A. Lapierre, J. U. Andersen, U. V. Pedersen, S. Tomita and L. H. Anderson, Phys. Rev. Lett., 2001, 87, 228 102/1.
80. V. Helms, C. Winstead and P. W. Langhoff, J. Mol. Struct. (THEOCHEM), 2000, 506, 179.
81. A. F. Bell, X. He, R. M. Wachter and P. J. Tonge, Biochemistry, 2000, 39, 4423.
82. R. Y. Tsien, Ann. Rev. Biochem., 1998, 67, 509.
83. M. Chattoraj, B. A. King, G. U. Bublitz and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci., 1996, 93, 8362.
84. W. W. Ward and S. H. Bokman, Biochemistry, 1982, 21, 4535.
85. W. Ward, H. J. Prentice, A. F. Roth, C. W. Cody and S. C. Reeves, Photochem. Photobiol., 1982, 35, 803.
86. G. Striker, V. Subramaniam, C. A. M. Seidel and A. Volkmer, J. Phys. Chem. B, 1999, 103, 8612.
87. S. Kojima, H. Ohkawa, T. Hirano, S. Maki, H. Niwa, M. Ohashi, S. Inouye and F. I. Tsuji, Tetrahedron Lett., 1998, 39, 5239.
88. D. Mandai, T. Tahara, N. M. Webber and S. R. Meech, Chem. Phys. Lett., 2002, 358, 495.
89. K. L. Litvinenko, N. M. Webber and S. R. Meech. Chem. Phys. Lett., 2001, 346, 47.
90. W. Weber, V. Helms, J. A. McCammon and P. W. Langhoff, Proc. Natl. Acad. Sci., 1999, 96, 6177.
91. A. A. Voituyk, M. Michel-Beyerle and N. Rösch, Chem. Phys. Lett., 1998, 296, 269.
92. E. M. Navarro, F. Negri and M. Olivucci, J. Am. Chem. Soc., 2004, in press.
93. C. H. Martin and K. F. Freed, J. Chem. Phys., 1996, 105, 1437.
94. G. Granucci and A. Toniolo, Chem. Phys. Lett., 2000, 325, 79.
95. J. J. P. Stewart, MOPAC 2000, Fujitsu Limited, Tokio, Japan, 1999.
96. L. X. Dang and B. M. Pettitt, J. Phys. Chem., 1987, 91, 3349.
97. E. J. Heller, J. Chem. Phys., 1981, 75, 2923.
98. W. J. Hehre, R. Ditchfield and J. A. Pople, J. Chem. Phys., 1972, 56, 2257.
99. J. F. Stanton and R. J. Bartlett, J. Chem. Phys., 1993, 98, 7029.
100. H.-J. Werner, P. J. Knowles, J. Almlöf, R. D. Amos, A. Berning, D. L. Cooper, M. J. O. Deegan, A. J. Dobbyn, F. Eckert, S. T. Elbert, C. Hampel, R. Lindh, A. W. Lloyd, W. Meyer, A. Nicklass, K. Peterson, R. Pitzer, A. J. Stone, P. R. Taylor, M. E. Mura, P. Pulay, M. Schütz, H. Stoll and T. Thorsteinsson, MOLPRO 98.1, 1998.
101. W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling and B. P. Flannery, Numerical Recipes, Cambridge University Press, Cambridge, 1992.
102. P. Celani and H.-J. Werner, J. Chem. Phys., 2000, 112, 5546.
103. B. O. Roos, Acc. Chem. Res., 1999, 32, 137.
104. A. Follenius-Wund, M. Bourotte, M. Schmitt, F. Iyice, H. Lami, J.-J. Bourguignon, J. Haiech and C. Pigault, Biophys. J., 2003, 85, 1839.
105. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramaniam, T. M. Jovin and S. Völker, Nat. Struct. Biol., 1999, 6, 557.
106. R. S. H. Liu, D. Mead and A. E. Asato, J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 6609.
107. R. S. H. Liu and A. E. Asato, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, 82, 259.
108. R. S. H. Liu and D. T. Browne, Acc. Chem. Res., 1986, 19, 42.
109. R. S. H. Liu, Acc. Chem. Res., 2001, 34, 555.
110. J. Quenneville and T. J. Martínez, J. Phys. Chem. A, 2003, 107, 829.
111. M. Ben-Nun and T. J. Martínez, Chem. Phys., 2000, 259, 237.
112. W. Humphrey, A. Dalke and K. Schulten, J. Mol. Graph., 1996, 14, 33.