Ab initio study of the electron transfer in an ionized stacked complex of guanines

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 113, Issue 36, 2009, Pages 9881-9890

  Cauëet, Emilie ^a   Liévin, Jacques ^a  

^a UNIVERSITÉ LIBRE DE BRUXELLES   (Belgium)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO STUDY; CHARGE CONFIGURATION; CHARGE MIGRATION; CHARGE TRANSFER PROCESS; ELECTRON TRANSFER; ELECTRONIC COUPLING; ENERGY PROFILE; FIRST EXCITED STATE; GEOMETRICAL PARAMETERS; GLOBAL MINIMA; MOLECULAR PLANES; POSITIVE CHARGES; RADICAL CATIONS; REACTION PATHS; SADDLE POINT; STATIONARY POINTS; TRANSLATION MOTION;

CHARGE TRANSFER; EXCITED STATES; FREE RADICAL REACTIONS; GEOMETRY; ION EXCHANGE; MASS TRANSFER; POTENTIAL ENERGY; POTENTIAL ENERGY SURFACES; QUANTUM CHEMISTRY; TOPOLOGY;

POSITIVE IONS;

CATION; GUANINE;

ARTICLE; BASE PAIRING; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ELECTRON TRANSPORT; QUANTUM THEORY; ROTATION; THERMODYNAMICS;

BASE PAIRING; CATIONS; ELECTRON TRANSPORT; GUANINE; MODELS, MOLECULAR; QUANTUM THEORY; ROTATION; THERMODYNAMICS;

EID: 69949154704     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp902426p     Document Type: Article

References (97)

1. Long-Range Charge Transfer in DNA I; Schuster, G. B., Ed.; Topics in Current Chemistry 236; Springer: New York, 2004.
2. Long-Range Charge Transfer in DNA II; Schuster, G. B., Ed.; Topics in Current Chemistry 237; Springer: New York, 2004.
3. Charge Transfer in DNA: From Mechanism to Application; Wagenknecht, W. A., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2005.
4. Sabin, J. R. Theoretical Studies of the Interaction of Radiation with Biomolecules. In Advances in Quantum Chemistry; Sabin, J. R., Ed.; Academic Press: New York, 2007; Vol.52.
5. Endres, R. G.; Cox, D. L.; Singh, R. R. P. Rev. Mod. Phys. 2004, 76, 195.
6. Porath, D.; Cuniberti, G.; Di Felice, R. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 183.
7. Guo, X.; Gorodetsky, A. A.; Hone, J.; Barton, J. K.; Nuckolls, C. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 163.
8. Ye, Y. J.; Jiang, Y. Int. J. Quantum Chem. 2000, 78, 112.
9. Treadway, C. R.; Hill, M. G.; Barton, J. K. Chem. Phys. 2002, 281, 409.
10. Meggers, E.; Michel-Beyerle, M. E.; Giese, B. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12950.
11. Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759.
12. Giese, B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 631.
13. Berlin, Y. A.; Burin, A. L.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 260.
14. Giese, B. Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 51.
15. Giese, B. Top. Curr. Chem. 2004, 236, 27.
16. Schuster, G. B. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 253.
17. Lewis, F. D.; Letsinger, R. L.; Wasielewski, M. R. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 159.
18. Giese, B. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 612.
19. O'Neill, M. A.; Barton, J. K. Top. Curr. Chem. 2004, 236, 67.
20. Merino, E. J.; Boal, A. K.; Barton, J. K. Curr. Opin. Chem. Biol. 2008, 12, 229.
21. Elias, B.; Genereux, J. C.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 9067.
22. Elias, B.; Shao, F.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1152.
23. Giese, B.; Spichty, M. ChemPhysChem 2000, 1, 195.
24. Grozema, F. C.; Berlin, Y. A.; Siebbeles, L. D. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10903.
25. Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 10322.
26. Berlin, Y. A.; Burin, A. L.; Ratner, M. A. Chem. Phys. 2002, 275, 61.
27. Berlin, Y. A.; Kurnikov, I. V.; Beratan, D. N.; Ratner, M. A.; Burin, A. L. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 1.
28. Rösch, N.; Voityuk, A. A. Top. Curr. Chem. 2004, 237, 37.
29. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 034903.
30. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2008, 451, 153.
31. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 115101.
32. Colson, A. O.; Besler, B.; Close, D. M.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. 1992, 96, 661.
33. Colson, A. O.; Besler, B.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13852
34. Hutter, M.; Clark, T. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7574.
35. Bertran, J.; Oliva, A.; Rodriguez-Santiago, L.; Sodupe, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8159.
36. Li, X.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10115.
37. Li, X.; Cai, Z.; Sevilla, M. D. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 9345.
38. Sugiyama, H.; Saito, I. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7063.
39. Prat, F.; Houk, K. N.; Foote, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 845.
40. Saito, L.; Nakamura, T.; Nakatani, K.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K.; Sugiyama, H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12686.
41. Yoshioka, Y.; Kitagawa, Y.; Takano, Y.; Yamaguchi, K.; Nakamura, T.; Saito, I. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8712.
42. Voityuk, A. A.; Jortner, J.; Bixon, M.; Rösch, N. Chem. Phys. Lett. 2000, 324, 430.
43. Schumm, S.; Prévost, M.; Garcia-Fresnadillo, D.; Lentzen, O.; Moucheron, C.; Kirsch-De Mesmaeker, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2763.
44. Cauët, E.; Dehareng, D.; Liévin, J. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9200.
45. Cauët, E.; Liévin, J. Adv. Quantum Chem. 2007, 52, 121.
46. Conwell, E. M.; Basko, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11441.
47. Olofsson, J.; Larsson, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10398.
48. Kurnikov, I. V.; Tong, G. S. M.; Madrid, M.; Beratan, D. N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7.
49. Senthilkumar, K.; Grozema, F. C.; Guerra, C. F.; Bickelhaupt, F. M.; Siebbeles, L. D. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13658.
50. Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10793.
51. Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17917.
52. Newton, M. D. Chem. Rev. 1991, 91, 767.
53. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2006, 124, 064505.
54. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 15.
55. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2007, 439, 162.
56. Voityuk, A. A.; Rösch, N.; Bixon, M.; Jortner, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9740.
57. Voityuk, A. A.; Siriwong, K.; Rösch, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5421.
58. Voityuk, A. A.; Jortner, J.; Bixon, M.; Rösch, N. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5614.
59. Troisi, A.; Orlandi, G. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 509.
60. Troisi, A.; Orlandi, G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2093.
61. Biancafort, L.; Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6426.
62. Biancafort, L.; Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 4714.
63. Félix, M.; Voityuk, A. A. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 9043.
64. Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 427, 177.
65. Sadowska-Aleksiejew, A.; Rak, J.; Voityuk, A. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 429, 546.
66. Grozema, F. C.; Siebbeles, L. D. A.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A. ChemPhysChem 2002, 3, 536.
67. Senthilkumar, K.; Grozema, F. C.; Guerra, C. F.; Bickelhaupt, F. M.; Lewis, F. D.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A.; Siebbeles, L. D. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14894.
68. Kubar, T.; Elstner, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8788.
69. Voityuk, A. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 045104.
70. Kubar, T.; Woiczikowski, P. B.; Cuniberti, G.; Elstner, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7937.
71. Grozema, F. C.; Tonzani, S.; Berlin, Y. A.; Schatz, G. C.; Siebbeles, L. D. A.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5157.
72. Rooman, M.; Liévin, J.; Buisine, E.; Wintjens, R. J. Mol. Biol. 2002, 319, 67.
73. Wintjens, R.; Biot, C.; Rooman, M.; Liévin, J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 6249.
74. Ditchfield, R.; Hehre, W.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 724.
75. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
76. Hobza, P.; Sponer, J. Chem. Rev. 1999, 99, 3247.
77. Wintjens, R.; Liévin, J.; Rooman, M.; Buisine, E. J. Mol. Biol. 2000, 302, 395.
78. Hobza, P.; Sponer, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11802.
79. Cauët, E.; Rooman, M.; Wintjens, R.; Liévin, J.; Biot, C. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 472.
80. Mignon, P.; Loverix, S.; Geerlings, P. Chem. Phys. Lett. 2005,401, 40.
81. Dickerson, R. E. Nucl. Acids. Res. 1989, 17, 1797.
82. Ruedenberg, K.; Cheung, L. M.; Elbert, S. T. Int. J. Quantum Chem. 1979, 16, 1068.
83. Roos, B. O. Int. J. Quantum Chem. Symp. 1980, 175, 14.
84. Roos, B. O.; Taylor, P.; Siegbahn, P. E. M. Chem. Phys. 1980, 48, 157.
85. Olsen, J.; Roos, B. O.; Jorgensen, P.; Jensen, H. J. A. J. Chem. Phys. 1988, 89, 2185.
86. Knowles, P. J.; Werner, H. J. Chem. Phys. Lett. 1988, 145, 514.
87. Werner, H. J.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5803.
88. Andersson, K.; Malmqvist, P.-A.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483.
89. Andersson, K.; Malmqvist, P.-A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218.
90. Werner, H. J. Mol. Phys. 1996, 89, 645.
91. Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Celani, P.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Hampel, C.; Hetzer, G.; Knowles, P. J.; Korona, T.; Lindh, R.; Lloyd, A. W.; McNicholas, S. J.; Manby, F. R.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; Pitzer, R.; Rauhut,; Schütz, M.; Schumann, U.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T.; Werner, H. J. MOLPRO: A Package of Ab Initio Programs, version 2002.1; University of Birmingham: Birmingham, U.K., 2001.
92. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1962, 36, 3428.
93. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618.
94. Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. Chem. Phys. Lett. 1988 153 503.
95. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
96. Frisch, M. J., Trucks, 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.; 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.; Bakken, V.; 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.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
97. Hunter, C. A.; Lu, X.-J. J. Mol. Biol. 1997, 265, 603.