How does the relocation of internal water affect resonance raman spectra of rhodopsin? an insight from casscf/amber calculations

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 5, Issue 11, 2009, Pages 3096-3104

  Andruniów, Tadeusz ^a   Olivucci, Massimo ^b,c  

^a WROCLAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Poland)

^b UNIVERSITY OF SIENA   (Italy)

^c BOWLING GREEN STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 73949153397     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct900071c     Document Type: Article

References (53)

1. Mathies, R. A.; Lugtenburg, J. In Handbook of Biological Physics; Stavenga, D. G., De Grip, W. J., Pugh, N. A., Jr., Eds.; Elsevier: New Amsterdam, The Netherlands, 2000; Vol. 3, pp 55-90.
2. Palczewski, K.; Kumasaka, T.; Hori, T.; Behnke, C. A.; Motoshima, H.; Fox, B. A.; Le Trong, I.; Teller, D. C.; Okada, T.; Stenkamp, R. E.; Yamamoto, M.; Miyano, M. Science 2000, 289, 739-745.
3. Teller, D. C.; Okada, T.; Behnke, C. A.; Palczewski, K.; Stenkamp, R. E. Biochemistry 2001, 40, 7761-7772.
4. Okada, T.; Fujiyoshi, Y.; Silow, M.; Navaro, J.; Landau, E. M.; Shichida, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5982-5987.
5. Okada, T.; Sugihara, M.; Bondar, A. N.; Elstner, M.; Entel, P.; Buss, V. J. Mol. Biol. 2004, 342, 571-583.
6. Strambi, A.; Coto, P. B.; Ferré, N.; Olivucci, M. Theor. Chem. Acc. 2007, 118, 185-191.
7. Palings, I.; Pardoen, J. A.; Van der Berg, E.; Winkel, C.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1987, 26, 2544-2556.
8. Lin, S. W.; Groesbeek, M.; van der Hoef, I.; Verdegem, P.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2787-2806.
9. Kochendoerfer, G. G.; Lin, S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. Trends. Biochem. Sci. 1999, 24, 300-305.
10. Kandori, H.; Schichida, Y.; Yoshisawa, T. Biochemistry (Moscow) 2001, 66, 1197-1209.
11. Ferré, N.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6868-6869.
12. Andruniów, T.; Ferré, N.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 17908-17913.
13. Frutos, L. M.; Andruniów, T.; Ferré, N.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 7764-7769.
14. Birge, R. R.; Murray, L. P.; Pierce, B. M.; Akita, H.; Baloghnair, V.; Findsen, L. A.; Nakanishi, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1985, 82, 4117-4121.
15. Yan, E. C. Y.; Kazmi, M. A.; Ganim, Z.; Hou, J. M.; Pan, D. H.; Chang, B. S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 9262-9267.
16. Yan, E. C. Y.; Kazmi, M. A.; De, S.; Chang, B. S. W.; Seibert, C.; Marin, E. P.; Mathies, R. A.; Sakmar, T. P. Biochemistry 2002, 41, 3620-3627.
17. Ludeke, S.; Beck, R.; Yan, E. C. Y.; Sakmar, T. P.; Siebert, F.; Vogel, R. J. Mol. Biol. 2005, 353, 345-356.
18. Martinez-Mayorga, K.; Pitman, M. C.; Grossfield, A.; Feller, S. E.; Brown, M. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16502-16503.
19. Rohrig, U. F.; Guidoni, L.; Rothlisberger, U. Biochemistry 2002, 41, 10799-10809.
20. Han, M.; Dedecker, B. S.; Smith, S. O. Biophys. J. 1993, 65, 899-906.
21. Hall, K. F.; Vreven, T.; Frisch, M. J.; Beapark, M. J. J. Mol. Biol. 2008, 383, 106-121.
22. Fahmy, K.; Jager, F.; Beck, M.; Zvyaga, T. A.; Sakmar, T. P.; Siebert, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 10206-10210.
23. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
24. Sinicropi, A.; Andruniów, T.; Ferré, N.; Basosi, R.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11534-11535.
25. Andruniów, T.; Fantacci, S.; De Angelis, F.; Ferré, N.; Olivucci, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6077-6081.
26. Lumento, F.; Zanirato, V.; Fusi, S.; Busi, E.; Latterini, L.; Elisei, F.; Sinicropi, A.; Andruniów, T.; Ferré, N.; Basosi, R.; Olivucci, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 412-420.
27. Jamroz, M. H. Vibrational Energy Distribution Analysis VEDA 4; Warszawa, 2004.
28. Albrecht, A. C. J. Chem. Phys. 1961, 34, 1476-1484.
29. Manneback, C. Physica 1951, XVII, 1001-1010.
30. Negri, F.; Orlandi, G. Electronic and vibronic spectra of molecular systems: models and simulations based on quantum chemically computed molecular parameters. In Computational Photochemistry; Olivucci, M., Ed.; Elsevier: New Amsterdam, The Netherlands, 2005; Vol. 16, pp 129-169.
31. Andruniow, T.; Pawlikowski, M. Acta Phys. Polon. 1996, 93, 707-715.
32. Andruniow, T.; Pawlikowski, M.; Zgierski, M. Z. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 845-851.
33. Tonks, D. L.; Page, J. B. Chem. Phys. Lett. 1979, 66, 449-453.
34. Blazej, D. C.; Peticolas, W. L. J. Chem. Phys. 1980, 72, 3134-3142.
35. Chinsky, L.; Laigle, A.; Peticolas, W. L.; Turpin, P.-Y. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1-5.
36. Peticolas, W. L.; Rush, T., III J. Comput. Chem. 1995, 16, 1261-1270.
37. Neugebauer, J.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2004, 120, 11564-11577.
38. Lee, S.-Y.; Heller, E. J. Chem. Phys. 1979, 71, 4777-4788.
39. Meyers, A. B.; Mathies, R. A.; Tannor, D. J.; Heller, E. J. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3857-3866.
40. Myers, A. B. J. Raman Spectrosc. 1997, 28, 389-401.
41. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheesman, 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.; 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.; People, J. A. Gaussian03, reVision C02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
42. Ponder, J. W.; Richards, F. M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 1016-1024.
43. Pan, D.; Ganim, Z.; Kim, J. E.; Verhoeven, M. A.; Lugtenberg, J.; Mathies, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4857-4864.
44. Touw, S. I. E.; De Groot, H. J. M.; Buda, F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13560-13572.
45. Aquino, A. J. A.; Barbatti, M.; Lischka, H. ChemPhysChem 2006, 7, 2089-2096.
46. Palings, I.; Van der Berg, E. M. M.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. A. Biochemistry 1989, 28, 1498-1507.
47. Yan, E. C. Y.; Ganim, Z.; Kazmi, M. A.; Chang, B. S. W.; Sakmar, T. P.; Mathies, R. A. Biochemistry 2004, 43, 10867-10876.
48. Kim, J. E.; Mc Camant, D. W.; Zhu, L.; Mathies, R. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1240-1249.
49. Kukura, P.; Mc Camant, D. W.; Yoon, S.; Wandschneider, D. B.; Mathies, R. A. Science 2005, 310, 1006-1009.
50. Pan, D.; Mathies, R. A. Biochemistry 2001, 40, 8557-8562.
51. B3LYP/6-31g* Hessian calculations on the CASSCF/Amber optimized ground-state equilibrium structure. For DFT vibrational frequencies 0.97 scaling factor was employed.
52. Eyring, G.; Curry, B.; Broek, A.; Lugtenburg, J.; Mathies, R. Biochemistry 1982, 21, 384-393.
53. Söderhjelm, P.; Husberg, C.; Strambi, A.; Olivucci, M.; Ryde, U. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 649-658.