Measurements of heme relaxation and ligand recombination in strong magnetic fields

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 31, 2009, Pages 10923-10933

  Zhang, Zhenyu ^a   Benabbas, Abdelkrim ^a   Ye, Xiong ^a   Yu, Anchi ^a   Champion, Paul M ^a  

^a NORTHEASTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COOLING; GLYCEROL; HEMOGLOBIN; LIGANDS; MAGNETIC FIELD MEASUREMENT; MAGNETIC FIELDS; MAGNETIC MATERIALS; PHOTOLYSIS; PORPHYRINS; SPIN DYNAMICS;

ARRHENIUS; BINDING REACTIONS; BRANCHING RATIO; CO REBINDING; DETECTION LIMITS; ELECTRONIC GROUND STATE; HEME COMPOUND; HEME MODELS; HORSE-RADISH PEROXIDASE; NON-RADIATIVE; OPTICAL RESPONSE; PREFACTORS; RECOMBINATION KINETICS; SPIN SELECTION; SPIN-FLIP; STRONG MAGNETIC FIELDS; SUPEREXCHANGES; WEAK MAGNETIC FIELDS;

CARBON MONOXIDE;

CARBON MONOXIDE; FERROUS ION; HEME; HORSERADISH PEROXIDASE; LIGAND; MYOGLOBIN; NITROGEN OXIDE; OXYGEN;

ANIMAL; ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; HORSE; MAGNETISM; METABOLISM; PROTEIN BINDING;

ANIMALS; CARBON MONOXIDE; FERROUS COMPOUNDS; HEME; HORSERADISH PEROXIDASE; HORSES; LIGANDS; MAGNETICS; MODELS, MOLECULAR; MYOGLOBIN; NITROGEN OXIDES; OXYGEN; PROTEIN BINDING;

EID: 68149158647     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9031805     Document Type: Article

References (71)

1. Ortiz de Montellano, P. R., CYTOCHROME P450: Structure, Mechanism and Biochemistry, 3rd ed.; Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, 2005.
2. Bredt, D. S.; Snyder, S. H. Annu. Rev. Biochem. 1994, 63, 175-195.
3. Gilles-Gonzalez, M. A.; Ditta, G. S.; Helinski, D. R. Nature 1991, 350, 170-2.
4. Aono, S.; Nakajima, H. Coord. Chem. Rev. 1999, 192, 267-282.
5. Dioum, E. M.; Rutter, J.; Tuckerman, J. R.; Gonzalez, G.; Gilles-Gonzalez, M. A.; McKnight, S. L. Science 2002, 298, 2385-2387.
6. Strickland, N.; Harvey, J. N. J. Phys. Chem. B. 2007, 111, 841-852.
7. Franzen, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 16754-16759.
8. Frauenfelder, H.; Wolynes, P. G. Science 1985, 229, 337-345.
9. Petrich, J. W.; Poyart, C.; Martin, J. L. Biochemistry 1988, 27, 4049-4060.
10. Redi, M. H.; Gerstman, B. S.; Hopfield, J. J. Biophys. J. 1981, 35, 471-484.
11. Ye, X.; Ionascu, D.; Gruia, F.; Yu, A.; Benabbas, A.; Champion, P. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14682-14687.
12. Bertini, I.; Luchinat, C.; Turano, P.; Battaini, G.; Casella, L. Chemistry 2003, 9, 2316-22.
13. Pauling, L.; Coryell, C. D Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1936, 22, 210-216.
14. Roder, H.; Berendzen, J.; Bowne, S. F.; Frauenfelder, H.; Sauke, T. B.; Shyamsunder, E.; Weissman, M. B. Proc. Nati. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81, 2359-2363.
15. Gerstman, B.; Austin, R. H.; Hopfield, J. J. Phys. Rev. Lett. 1981, 47, 1636-1639.
16. Antonini, E.; Brunori, M. Hemoglobin and Myoglobin in their Reactions with Ligands; North-Holland Publishing Co: Amsterdam-London, The Netherlands, 1971.
17. Austin, R. H.; Beeson, K. W.; Eisenstein, L.; Frauenfelder, H.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1975, 14, 5355-5373.
18. Springer, B. A.; Sligar, S. G.; Olson, J. S.; Phillips, J. G. N. Chem. Rev. 1994, 94, 699-714.
19. Sage, J. T.; Champion, P. M.; Suslick, K. S. In Comprehensive Supramolecular Chemistry; Pergamon: Oxford, U. K., 1996; p 171-218.
20. Srajer, V.; Teng, T. Y.; Ursby, T.; Pradervand, C.; Ren, Z.; Adachi, S.; Schildkamp, W.; Bourgeois, D.; Wulff, M.; Moffat, K. Science 1996, 274, 1726-1729.
21. Ye, X.; Yu, A. C.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1444-1445.
22. Yu, A.; Ye, X.; Ionascu, D.; Cao, W.; Champion, P. M. Rev. Sci. Instrum. 2005, 75, 114301.
23. Anfinrud, P. A.; Han, C.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 8387-8391.
24. Miller, L. M.; Chance, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9662-9669.
25. Vos, M. H. Biochim. Biophys. Acta 2008, 1777, 15-31.
26. Kruglik, S. G.; Jasaitis, A.; Hola, K.; Yamashita, T.; Liebl, U.; Martin, J. L.; Vos, M. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 7408-7413.
27. Zhu, L. Y.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Science 1994, 266, 629-632.
28. Rosca, F.; Kumar, A. T. N.; Ye, X.; Sjodin, T.; Demidov, A. A.; Champion, P. M. J. Phys. Chem. A. 2000, 104, 4280-4290.
29. Liebl, U.; Lipowski, G.; Negrerie, M.; Lambry, J. C.; Martin, J. L.; Vos, M. H. Nature 1999, 401, 181-184.
30. Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T. Y.; Schmidt, M.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Pradervand, C.; Schildkamp, W.; Wulff, M.; Moffat, K. Biochemistry 2001, 40, 13802-13815.
31. Zhu, L.; Sage, J. T.; Rigos, A. A.; Morikis, D.; Champion, P. M. J. Mol. Biol. 1992, 224, 207-215.
32. Tian, W. D.; Sage, J. T.; Champion, P. M.; Chien, E.; Sligar, S. G. Biochemistry 1996, 35, 3487-3502.
33. Yang, F.; Phillips, G. N., Jr. J. Mol. Biol. 1996, 256, 762-774.
34. Ye, X.; Demidov, A. A.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5914-5924.
35. Henry, E. R.; Sommer, J. H.; Hofrichter, J.; Eaton, W. A. J. Mol. Biol. 1983, 166, 443-451.
36. Walda, K. N.; Liu, X. Y.; Sharma, V. S.; Magde, D. Biochemistry 1994, 33, 2198-2209.
37. Armstrong, M. R.; Ogilvie, J. P.; Cowan, M. L.; Nagy, A. M.; Miller, R. J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 4990-4994.
38. Dadusc, G.; Ogilvie, J. P.; Schulenberg, P.; Marvet, U.; Miller, R. J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 6110-6115.
39. Ye, X. O.; Demidov, A.; Rosca, F.; Wang, W.; Kumar, A.; Ionascu, D.; Zhu, L. Y.; Barrick, D.; Wharton, D.; Champion, P. M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8156-8165.
40. Zhang, Y.; Fujisaki, H.; Straub, J. E. J. Chem. Phys. 2009, 130.
41. Henry, E. R.; Eaton, W. A.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 8982-8986.
42. Mizutani, Y.; Kitagawa, T. Science 1997, 278, 443-446.
43. Sagnella, D. E.; Straub, J. E. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7057-7063.
44. Balasubramanian, S.; Lambright, D. G.; Marden, M. C.; Boxer, S. G. Biochemistry 1993, 32, 2202-2212.
45. Tian, W. D.; Sage, J. T.; Srajer, V.; Champion, P. M. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 408-411.
46. Ionascu, D.; Gruia, F.; Ye, X.; Yu, A. C.; Rosca, F.; Beck, C.; Demidov, A.; Olson, J. S.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16921-16934.
47. Shreve, A. P.; Franzen, S.; Simpson, M. C.; Dyer, R. B. J. Phys. Chem. B. 1999, 37, 7969-7975.
48. Harvey, J. N. Faraday Disc. 2004, 127, 165-177.
49. Greene, B. I.; Hochstrasser, R. M.; Weisman, R. B.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 5255-5259.
50. Weiss, J. J. Nature 1964, 202, 83-4.
51. Goddard, W. A.; Olafson, B. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 2335-9.
52. Harvey, J. N. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12401-12402.
53. Szabo, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 2108-11.
54. Cao, W.; Ye, X.; Sjodin, T.; Christian, J. F.; Demidov, A. A.; Berezhna, S.; Wang, W.; Barrick, D.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Biochemistry 2004, 43, 11109-11117.
55. Gruia, F.; Kubo, M.; Ye, X.; Lonascu, D.; Lu, C.; Poole, R. K.; Yeh, S. R.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5231-5244.
56. Rosca, F.; Kumar, A. T. N.; Ionascu, D.; Ye, X.; Demidov, A. A.; Sjodin, T.; Wharton, D.; Barrick, D.; Sligar, S. G.; Yonetani, T.; Champion, P. M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 3540-3552.
57. Ye, X.; Yu, A. C.; Georgiev, G. Y.; Gruia, F.; Ionascu, D.; Cao, W. X.; Sage, J. T.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5854-5861.
58. Kumar, A. T. N.; Zhu, L.; Christian, J. F.; Demidov, A. A.; Champion, P. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7847-7856.
59. Srajer, V.; Reinish, L.; Champion, P. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6656-6670.
60. Postlewaite, J. C.; Miers, J. B.; Dlott, D. D. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1248-1255.
61. Martin, J. L.; Migus, A.; Poyart, C.; Lecarpentier, Y.; Astier, R.; Antonetti, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, 80, 173-177.
62. Maltempo, M. M. J. Chem. Phys. 1974, 61, 2540-2547.
63. Champion, P. M.; Sievers, A. J. J. Chem. Phys. 1980, 72, 1569-1582.
64. Huynh, B. H.; Papaefthymoiu, G. C.; Yen, C. S.; Groves, J. L.; Wu, C. S. J. Chem. Phys. 1974, 61, 3750-3758.
65. Cao, W.; Ye, X.; Georgiev, G. Y.; Berezhna, S.; Sjodin, T.; Demidov, A. A.; Wang, W.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Biochemistry 2004, 43, 7017-7027.
66. Silkstone, G.; Jasaitis, A.; Vos, M. H.; Wilson, M. T. Dalton Trans. 2005, 3489-3494.
67. Silkstone, G.; Jasaitis, A.; Wilson, M. T.; Vos, M. H. J. Biol. Chem. 2007, 282, 1638-49.
68. Rubtsov, I. V.; Zhang, T. Q.; Nakajima, H.; Aono, S.; Rubtsov, G. I.; Kumazaki, S.; Yoshihara, K. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10056-10062.
69. Kumazaki, S.; Nakajima, H.; Sakaguchi, T.; Nakagawa, E.; Shinohara, H.; Yoshihara, K.; Aono, S. J. Biol. Chem. 2000, 275, 38378-38383.
70. Berinstain, A. B.; English, A. M.; Hill, B. C.; Sharma, D. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9649-9651.
71. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. J. Biol. Inor. Chem. 1997, 2, 531-536.