Toward understanding the photochemistry of photoactive yellow protein: A CASPT2/CASSCF and quantum theory of atoms in molecules combined study of a model chromophore in vacuo

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 5, Issue 11, 2009, Pages 3032-3038

  Coto, P B ^a   Roca Sanjuan D ^a   Serrano Andres L ^a   Martin Pendas A ^b   Marti S ^c   Andres J ^c  

^a UNIVERSITY OF VALENCIA   (Spain)

^b UNIVERSITY OF OVIEDO   (Spain)

^c UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 73949102282     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct900401z     Document Type: Article

References (57)

1. Hellingwerf, K. J.; Hendriks, J.; Gensch, T. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1082.
2. Cusanovich, M. A.; Meyer, T. E. Biochemistry 2003, 42, 4759.
3. Molina, V.; Merchán, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001, 98, 4299-4304.
4. Thompson, M. J.; Bashford, D.; Noodleman, L.; Getzoff, E. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8186-8194.
5. Yamada, A.; Ishikura, T.; Yamato, T. Proteins 2004, 55, 1063-1069.
6. Groenhof, G.; Bouxin-Cademartory, M.; Hess, B.; de Visser, S. P.; Berendsen, H. J. C.; Olivucci, M.; Mark, A. E.; Robb, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 128, 4228-4233.
7. Groenhof, G.; Schäfer, L. V.; Boggio-Pasqua, M.; Grubmüller, H.; Robb, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3250-3251.
8. Heyne, K.; Mohammed, O. F.; Usman, A.; Dreyer, J.; Nibbering, E. T. J.; Cusanovich, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18100-18106.
9. Matsuura, A.; Sato, H.; Houjou, H.; Saito, S.; Hayashi, T.; Sakurai, M. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1623-1630.
10. Gromov, E. V.; Burghardt, I.; Köppel, H.; Cederbaum, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6798-6806.
11. Gromov, E. V.; Burghardt, I.; Hynes, J. T.; Köppel, H.; Cederbaum, L. S. J. Photochem. Photobiol. A 2007, 190, 241-257.
12. Coto, P. B.; Martí, S.; Oliva, M.; Olivucci, M.; Merchán, M.; Andrés, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7153-7156.
13. Ko, C.; Virshup, A. M.; Martínez, T. J. Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 272-277.
14. van Wilderen, L. J. G. W.; van der Horst, M. A.; van Stokkum, I. H. M.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R.; Groot, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15050-15055.
15. Changenet-Barret, P.; Plaza, P.; Martin, M. M.; Chosrowjan, H.; Taniguchi, S.; Mataga, N.; Imamoto, Y.; Kataoka, M. Chem. Phys. Lett. 2007, 434, 320-325.
16. See, among others: (a) He, Z.; Martin, C. H.; Birge, R.; Freed, K. F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2939-2952.
17. Sergi, A.; Grüning, M.; Ferrario, M.; Buda, F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4386-4391.
18. Yoda, M.; Houjou, H.; Inoue, Y.; Sakurai, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9887-9895.
19. Yamada, A.; Yamamoto, S.; Yamato, T.; Kakitani, T. THEOCHEM 2001, 536, 195-201.
20. Unno, M.; Kumauchi, M.; Sasaki, J.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. Biochemistry 2002, 41, 5668-5674.
21. Ko, C.; Levine, B.; Toniolo, A.; Manohar, L.; Olsen, S.; Werner, H.-J.; Martínez, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12710-12711.
22. Toniolo, A.; Granucci, G.; Martínez, T. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3822-3830.
23. Unno, M.; Kumauchi, M.; Sasaki, J.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2837-2845.
24. Chosrowjan, H.; Taniguchi, S.; Mataga, N.; Unno, M.; Yamauchi, S.; Hamada, N.; Kumauchi, M.; Tokunaga, F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2686-2698.
25. Premvardhan, L. L.; Buda, F.; van der Horst, M. A.; Lührs, D. C.; Hellingwerf, K. J.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5138-5148.
26. El-Mashtoly, S. F.; Unno, M.; Kumauchi, M.; Hamada, N.; Fujiwara, K.; Sasaki, J.; Imamoto, Y.; Kataoka, M.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. Biochemistry 2004, 43, 2279-2287.
27. Li, Q.-S.; Fang, W.-H. Chem. Phys. 2005, 313, 71-75.
28. Gromov, E. V.; Burghardt, I.; Köppel, H.; Cederbaum, L. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4623-4631.
29. de Groot, M.; Buma, W. J.; Gromov, E. V.; Burghardt, I.; Köppel, H.; Cederbaum, L. S. J. Chem. Phys. 2006, 125, 204303(17).
30. Unno, M.; Kumauchi, M.; Tokunaga, F.; Yamauchi, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2719-2726.
31. Muguruza González, E.; Guidoni, L.; Molteni, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 4556-4563.
32. Rocha-Rinza, T.; Christiansen, O.; Rajput, J.; Gopalan, A.; Rahbek, D. B.; Andersen, L. H.; Bochenkova, A. V.; Granovsky, A. A.; Bravaya, K. B.; Nemukhin, A. V.; Christiansen, K. L.; Brøndsted Nielsen, M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 9442-9449.
33. Lee, I.-R.; Lee, W.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 258-262.
34. Bader, R. F. W. Atoms in Molecules: A Quantum Theory; Oxford University Press: New York, 1994; pp 1-438.
35. Roos, B. O.; Fülscher, M. P.; Malmqvist, P.-Å; Serrano-Andrés, L.; Pierloot, K.; Merchán, M. Adv. Chem. Phys. 1996, 93, 219-331.
36. Coto, P. B.; Strambi, A.; Ferré, N.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 17154-17159.
37. Coto, P. B.; Sinicropi, A.; De Vico, L.; Ferré, N.; Olivucci, M. Mol. Phys. 2006, 104, 983-991.
38. Strambi, A.; Coto, P. B.; Ferré, N.; Olivucci, M. Theor. Chem. Acc. 2007, 118, 185-191.
39. Strambi, A.; Coto, P. B.; Frutos, L. M.; Ferré, N.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3382-3388.
40. Coto, P. B.; Strambi, A.; Olivucci, M. Chem. Phys. 2008, 347, 483-491.
41. El-Gezawy, H.; Rettig, W.; Danel, A.; Jonusauskas, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18699-18705.
42. Pierloot, K.; Dumez, B.; Widmark, P. O.; Roos, B. O. Theor. Chim. Acta 1995, 90, 87-114.
43. Forsberg, N.; Malmqvist, P.-Å. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 196-204.
44. Karlström, G.; Lindh, R.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Ryde, U.; Veryazov, V.; Widmark, P.-O.; Cossi, M.; Schimmelpfennig, B.; Neogrady, P.; Seijo, L. Comput. Mater. Sci. 2003, 28, 222-239.
45. Biegler-König, F. W.; Bader, R. F. W.; Ting-Hua, T. J. Comput. Chem. 1982, 3, 317-328.
46. Cassam-Chenaï, P.; Jayatilaka, D. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 213-218.
47. Popelier, P. L. A. Struct. Bonding (Berlin) 2005, 115, 1-56.
48. Wang, Y.-G.; Wiberg, K. B.; Werstiuck, N. H. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 3592-3601.
49. Bader, R. F. W.; Matta, C. F. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 8385-8394.
50. Sommerfeld, T.; Riss, U. V.; Meyer, H.-D.; Cederbaum, L. S.; Engels, B.; Suter, H. U. J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 1998, 31, 4107-4122.
51. Epifanovski, E.; Polyakov, I.; Grigorenko, B.; Nemukhin, A.; Krylov, A. I. J. Chem. Theor. Comput. 2009, 5, 1895-1906.
52. Nielsen, I. B.; Boyé-Péronne, S.; El Ghazaly, M. O. A.; Kristensen, M. B.; Brøndsted Nielsen, S.; Andersen, L. H. Biophys. J. 2005, 89, 2597-2604.
53. Filippi, C.; Zaccheddu, M.; Buda, F. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2074-2087.
54. Klessinger, M.; Michl, J. Excited States and Photochemistry of Organic Molecules; VCH Publishers Inc.: New York, 1995; p 247.
55. Tatchen, J.; Gilka, N.; Marian, C. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 5029-5221.
56. It is interesting to note that data of ref 17 show the existence of a long-lived (58 ps) intermediate that could match with triplet state population
57. Martín-Pendás, A.; Francisco, E.; Blanco, M. A.; Gatti, C. Chem.sEur. J. 2007, 13, 9362-9371.