Toward detecting the formation of a single helical turn by 2D IR cross peaks between the amide-I and -II modes

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 34, 2009, Pages 11775-11786

  Maekawa, Hiroaki ^a   De Poli, Matteo ^b   Moretto, Alessandro ^b   Toniolo, Claudio ^b   Ge, Nien Hui ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF PADOVA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINES; COUPLINGS; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; INFRARED SPECTROSCOPY; ISOTOPES; PEPTIDES;

AB INITIO; AB INITIO CALCULATIONS; CHARGE INTERACTIONS; CROSS PEAKS; EXPERIMENTAL SPECTRA; HAMILTONIAN MODELS; HELICAL PEPTIDE; HYDROGEN-BOND GEOMETRY; IR SPECTRUM; ISOTOPE EFFECT; ISOTOPE SUBSTITUTION; ISOTOPOMERS; LOCAL MODE FREQUENCY; LOCAL MODES; MODEL COMPOUND; NEAREST-NEIGHBOR COUPLING; NEW MODEL; PEPTIDE LINKAGES; STRUCTURAL METHODS; THEORETICAL STUDY; TWO-DIMENSIONAL INFRARED (2D IR); VIBRATIONAL COUPLINGS; VIBRATIONAL EXCITONS;

AMIDES;

EID: 70349249452     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9045879     Document Type: Article

References (72)

1. Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14190.
2. Cho, M. Chem. Rev. 2008, 108, 1331.
3. Ganim, Z.; Chung, H. S.; Smith, A. W.; DeFlores, L. P.; Jones, K. C.; Tokmakoff, A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 432.
4. Hamm, P.; Helbing, J.; Bredenbeck, J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2008, 59, 291.
5. Zhuang, W.; Hayashi, T.; Mukamel, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3750.
6. Maekawa, H.; Toniolo, C.; Moretto, A.; Broxterman, Q. B.; Ge, N.-H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5834.
7. Maekawa, H.; Toniolo, C.; Broxterman, Q. B.; Ge, N.-H. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 3222.
8. Maekawa, H.; Formaggio, F.; Toniolo, C.; Ge, N.-H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6556.
9. Sengupta, N.; Maekawa, H.; Zhuang, W.; Toniolo, C.; Mukamel, S.; Tobias, D. J.; Ge, N.-H. J. Phys. Chem. B, DOI: 10.1021/jp901504r.
10. Arkin, I. T. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 394.
11. Fang, C.; Wang, J.; Kim, Y. S.; Charnley, A. K.; Barber-Armstrong, W.; Smith, A. B., III; Decatur, S. M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10415.
12. Wang, J.; Chen, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7545.
13. Smith, W. S.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 045109.
14. Kim, Y. S.; Liu, L.; Axelsen, P. H.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008, 105, 7720.
15. Shim, S.-H.; Gupta, R.; Ling, Y. L.; Strasfeld, D. B.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 6614.
16. Fang, C.; Senes, A.; Cristian, L.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 16740.
17. Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6884.
18. Mukherjee, P.; Kass, I.; Arkin, I. T.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 3528.
19. Wang, J.; Zhuang, W.; Mukamel, S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5930.
20. Manor, J.; Mukherjee, P.; Lin, Y.-S.; Leonov, H.; Skinner, J. L.; Zanni, M. T.; Arkin, I. T. Structure 2009, 17, 247.
21. Maekawa, H.; De Poli, M.; Toniolo, C.; Ge, N.-H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2042.
22. Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181.
23. Filiaux, F.; De Lozé, C. J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. 1976, 73, 1004.
24. Millhauser, G. L. Biochemistry 1995, 34, 3873.
25. Hashimoto, Y.; Kohri, K.; Kaneko, Y.; Morisaki, H.; Kato, T.; Ikeda, K.; Nakanishi, M. J. Biol. Chem. 1998, 273, 16544.
26. Karle, I. L.; Balaram, P. Biochemistry 1990, 29, 6747.
27. Toniolo, C.; Benedetti, E. Trends Biochem. Sci. 1991, 16, 350.
28. DeFlores, L. P.; Ganim, Z.; Ackley, S. F.; Chung, H. S.; Tokmakoff, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18973.
29. Rubtsov, I. V.; Wang, J.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003, 100, 5601.
30. Zanni, M. T.; Gnanakaran, S.; Stenger, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6520.
31. Sul, S.; Karaiskaj, D.; Jiang, Y.; Ge, N.-H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19891.
32. DeFlores, L. P.; Ganim, Z.; Nicodemus, R. A.; Tokmakoff, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3385.
33. Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11032.
34. Bloem, R.; Dijkstra, A., G.; Jansen, T. I. C.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2008, 129, 055101.
35. Bouř, P.; Michalik, D.; Kapitän, J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144501.
36. Cowan, P. M.; McGavin, S. Nature 1955, 176, 501.
37. De Poli, M. Chemistry Degree Thesis, University of Padova, Padova, Italy, 2007.
38. Murphy, R. C.; Clay, K. L. Methods Enzymol. 1990, 193, 338.
39. Toniolo, C.; Bonora, G. M.; Barone, V.; Bavoso, A.; Benedetti, E.; Di Blasio, B.; Grimaldi, P.; Lelj, F.; Pavone, V.; Pedone, C. Macromolecules 1985, 18, 895.
40. Kennedy, D. F.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Chapman, D. Biochemistry 1991, 30, 6541.
41. Cutmore, E. A.; Hallam, H. E. Spectrochimica Acta A 1969, 25, 1767.
42. Kim, J.-H.; Cho, M. Bull. Korean Chem. Soc. 2003, 24, 1061.
43. Venkatachalapathi, Y. V.; Mierke, D. F.; Taulane, J. P.; Goodman, M. Biopolymers 1987, 26, 763.
44. Ge, N.-H.; Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 962.
45. Ham, S.; Kim, J.-H.; Lee, H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3491.
46. Bouř, P.; Keiderling, T. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11253.
47. Schmidt, J. R.; Corcelli, S. A.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 8887.
48. Jansen, T. I. C.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2006, 124, 044502.
49. Zhuang, W.; Abramavicius, D.; Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3362.
50. Ganim, Z.; Tokmakoff, A Biophys. J. 2006, 91, 2636.
51. Torii, H.; Tatsumi, T.; Tasumi, M. Mikrochim. Acta 1997,14, 531.
52. Besley, N. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10794.
53. Kabsch, W.; Sander, C. Biopolymers 1983, 22, 2577.
54. Torii, H.; Tasumi, M. J. Chem. Phys. 1992, 96, 3379.
55. Hamm, P.; Woutersen, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2002, 75, 985.
56. Jansen, T. I. C.; Dijkstra, A. G.; Watson, T. M.; Hirst, J. D.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2006, 125, 044312.
57. Torii, H.; Tasumi, M. J. Raman Spectrosc. 1998, 29, 81.
58. Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6915.
59. Gorbunov, R. D.; Kosov, D. S.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2005, 122, 224904.
60. 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; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
61. Rubtsov, I. V.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9165.
62. Lee, S.-H.; Krimm, S. Chem. Phys. 1998, 230, 277.
63. Hamm, P.; Lim, M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123.
64. Dijkstra, A. G.; Knoester, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9787.
65. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Kwak, K.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12431.
66. Chen, X. G.; Schweitzer-Stenner, R.; Asher, S. A.; Mirkin, N. G.; Krimm, S. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3074.
67. Krikorian, S. E. J. Phys. Chem. 1982, 86, 1875.
68. Filiaux, F.; De Lozé, C Biopolymers 1972, 11, 2063.
69. Measey, T.; Hagarman, A.; Eker, F.; Griebenow, K.; SchweitzerStenner, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8195.
70. Moran, A.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 506.
71. Andersson, M. P.; Uvdal, P. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2937.
72. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502.