Dynamics of water and ions near DNA: Comparison of simulation to time-resolved stokes-shift experiments

Journal of the American Chemical Society

Volumn 131, Issue 5, 2009, Pages 1724-1735

  Sen, Sobhan ^a   Andreatta, Daniele ^b   Ponornarev, Sergei Y ^c   Beveridge, David L ^c   Berg, Mark A ^b  

^a UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA   (United States)

^b JAWAHARLAL NEHRU UNIVERSITY   (India)

^c WESLEYAN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; DYNAMICS; EXPERIMENTS; GENES; MOLECULAR DYNAMICS; NUCLEIC ACIDS; SOLVENT EXTRACTION;

COUNTERION; COUNTERIONS; CROSS-CORRELATIONS; DYNAMIC DISTRIBUTION; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; POLARIZATION MODELS; POWER-LAW; STANDARD METHOD; STOKES SHIFT; STRETCHED EXPONENTIAL; SUBNANOSECOND TIME SCALE; TIME CONSTANTS; TIME-AVERAGED; TIME-RESOLVED;

SIMULATORS;

COUNTERION; DNA; SOLVENT; WATER;

ARTICLE; DNA DETERMINATION; ELECTRIC FIELD; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR INTERACTION; MOLECULAR MODEL; POLARIZATION; QUANTITATIVE ANALYSIS; SIGNAL DETECTION; SIMULATION; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPARATIVE STUDY; COMPUTER SIMULATION; ELECTROMAGNETIC FIELD;

COMPUTER SIMULATION; DNA; ELECTROMAGNETIC FIELDS; MODELS, CHEMICAL; WATER;

EID: 67749095036     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja805405a     Document Type: Article

References (67)

1. Ball. P. Chem. Rev. 2008, 108, 74.
2. Pal. S. K.; Zewail. A. H. Chem. Rev. 2004, 104, 2099.
3. Bagchi, B. Chem. Rev. 2005, 105, 3197.
4. Berg, M. A.; Coleman, R. S.; Murphy, C. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 1229.
5. Nilsson, L.; Halle, B. Proc. Natl. Acad. Set U.S.A. 2005, 102., 13867.
6. Golosov. A. A.; Karplus, M. U'hys. Chem. B 2007, 111, 1482.
7. Pal, S.; Maiti. P. K.; Bagchi. B.; Hynes. J. T. J. Phys. Chem. B 2006. 110. 26396.
8. Furse, K. E.; Corcelli, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13103.
9. Andreatta, D.; Sen, S.; Pérez Lustres, J. L.; Kovalenko, S. A.; Ernsting, N. P.; Murphy. C. J.; Coleman, R. S.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6885.
10. Andreatta, D.; Pérez Lustres, J. L.; Kovalenko, S. A.; Ernsting, N. P.; Murphy, C. J.; Coleman, R. S.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7270.
11. Makarov, V.; Pettitt, B. M.; Feig, M. Acc. Chem, Res. 2002, 35, 376.
12. Auffinger. P.; Hshem, Y. Curr. Opin. Struct. Biol 2007, 17. 325.
13. Pal, S.; Maiti, P. K.; Bagchi, B. J. Chem. Phys. 2006, 125, 234903.
14. Changenet-Barret, P.; Choma, C. T.; Gooding, E. F.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9322.
15. Toptygin, D.; Savtchenko, R. S.; Meadow, N. D.; Brand, L. /. Phys. Chem. B 2001, 105. 2043.
16. Pal, S. K.; Mandal, D.; Sukul, D.; Sen, S.; Bhattacharyya, K. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1438.
17. Cohen, B. E.; McAnaney. T. B.; Park, E. S.; Jan, Y. N.: Boxer. S. G.: Jan, L. Y. Science 2002, 296, 1700.
18. Mandal, D.; Sen, S.; Sukul, D.; Bhattacharrya, K.; Mandal, A. K.; Banerjee, R.: Roy. S. J. Phys. Chem. B 2002', 106, 10741.
19. Petushkov, V. N.; van Stokkum. I. H. M.; Gobets, B.; van Mourik. F.; Lee, J.; van Grondelle, R.; Visser, A. J. Phys. Client. B 2003, 107, 10934.
20. Lampa-Pastirk. S.; Beck. W. F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16288.
21. Guha, S.; Sahu. K.; Roy, D.; Mondal. S. K.; Roy. S.; Bhattacharvva, K. Biochemistry 2005, 44, 8940.
22. Xu, J. J. Am. Chem. Soc. 2006. 128. 1214.
23. Qiu, W. H.; Kao. Y. T.; Zhang, L. Y.; Yang, Y.; Wang, L. J.; Stites, W. E.; Zhong, D. P.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 13979.
24. Toptvgin. D.; Gronenborn, A. M.; Brand, L. U'hys. Chem. B 2006. /10, 26292.
25. Zhang, L.; Wang. L.; Kao. Y.-T.; Qiu, W.; Yang, Y.; Okobiah, O.; Zhong, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104. 18461.
26. Bandvopadhyay, S.; Chakraborty, S.; Balasubramanian, S.; Bagchi, B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127. 4071.
27. Li, T.; Hassanali, A. A.; Kao, Y. T.; Zhong, D.; Singer, S. J..J. Am. Chem. Soc. 2007. 129, 3376.
28. Wan, C. Z.: Fiebig. T.; Kellev, S. O.; Treadway. C. R.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6014.
29. O'Neill, M. A.; Becker, H.-C; Wan, C; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42. 5896.
30. O'Neill. M. A.; Barton. J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11471.
31. Berlin, Y. A.; Buring, A. L.; Siebbles, L. D. A.; Ratner. M. A. J.; Phys. Chem. A 2001, 105, 5666.
32. Barnett, R. N.: Cleveland, C. L.; Jov. A.; Landman, U.; Schuster. G. B. Science 2001, 294, 567.
33. Young. M. A.; Javaram, B.; Beveridge, D. L. J. Phxs. Chem. 1998, 102, 7666.
34. Young, M. A.; Ravishanker, G.; Beveridge, D. L. Biophys. J. 1997, 73, 2313.
35. Young. M. A.; Javaram, B.; Beveridge, D. L.J. Am. Chem. Soc. 1997. 119. 59.
36. Coleman, R. S.; Madaras, M. L. J. Org. Chem. 1998, 63, 5700.
37. Sen, S.; Gearheart. L.; Rivers, E.; Lui. H.; Coleman, R. S.; Murphy, C. J.: Berg, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13248.
38. Sen, S.; Paraggio. N. A.; Gearheart, L. A.; Connor, E. E.; Issa, A.; Coleman, R. S.; Wilson, D. M.; Wyatt. M. D.; Berg, M. A. Biophys. J. 2005, 89, 4129.
39. Somoza. M. I.; Andreatta. D.; Coleman. R. S.; Murphy, C. J.; Berg. M. A. Nucleic Acids Res. 2004, 32, 2495.
40. Brauns. E. B.; Madaras, M. L.; Coleman. R. S.; Murphy. C. J.; Berg, M. A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 158101.
41. Brauns, E. B.; Madaras, M. L.; Coleman, R. S.; Murphy. C. J.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11644.
42. Ponomarey, S. Y.; Thayer, K. M.; Beveridge, D. L. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 2004,101,14771.
43. Reynolds, L.; Gardecki, J. A.; Frankland, S. J. V.; Horng, M. L.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10337.
44. Carter, E. A.; Hynes, J. T. J. Chem. Phys. 1991, 94, 5961.
45. Chowdhury, A.; Locknar, S. A.; Premvardhan, L. L.; Peteanu, L. A. J. Phys. Chem. A 1999. 103, 9614.
46. Cave. R. J.; Castner. E. W. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 12117.
47. Samanta. A.; Fessenden, R. W. J. Phys. Chem. 2000, 104, 8577.
48. Moog. R. S.; Davis. W. W.; Ostrowski, S. G.; Wilson, G. L. Chem. Phys. Lett. 1999, 299, 265.
49. Moylan, C. R. J. Phys. Chem. 1994, 98, 13513.
50. Parkanyi, C; Antonious, M. S.; Aaron, J.-J.; Buna, M.; Tine, A.; Cisse, L. Spectrosc. Lett. 1994, 27, 439.
51. Ravi. M.; Soujanya. T.; Samanta. A.; Radhakrichnan. T. P. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 2739.
52. Memkovich, N. A.; Reis. H.; Baumann. W. J. Luminesc. 1997. 71, 255.
53. McCarthy. P. K.; Blanehard. G. J. Phys. Chem. 1993, 97, 12205.
54. Garzillo, C; Improta, R.; Peluso, A. J. Mol Struct. 1998, 426, 145.
55. Cave, R. J.; Castner, E. W. Private communication.
56. Manning, G. S. Bjophys. J. 2006, 90, 3208.
57. Frauenfelder, H; Parak, F.; Young, R. D. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1988. 17, 451.
58. Trieb, M.; Rauch, C; Wellenzohn, B.; Wibowo, F.; Loerting, T.; Liedl, K. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2470.
59. Beveridge, D. L.; Dixit, S. B.; Barreiro, G.; Thayer, K. M. Biopolymers 2004, 73, 380.
60. Loring, R. F.; Yan, Y. J.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5840.
61. Loring, R. F.; Yan, Y. J.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. 1987, 91, 1302.
62. Jimenez, R.; Fleming, G. R.; Kumar. P. V.; Maroncelli. M. Nature 1994, 369, 471.
63. Bernhard, W.; Callen, H. B. Mod. Phys. 1959, 31, 1017.
64. Pal, S. K.; Zhao, L. A.; Zewail. A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 8113.
65. Kopka. M. L.; Fratini, A. V.; Drew. H. R.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1983, 163. 129.
66. Feig, M.; Pettitt, B. M. Biopolymers 1998, 48, 199.
67. Halle. B.; Denisov, V. P. Biopolymers 2000, 48, 210.