Low-energy-barrier proton transfer induced by electron attachment to the guanine···cytosine base pair

ChemPhysChem

Volumn 11, Issue 4, 2010, Pages 880-888

  Szyperska, Anna ^a   Rak, Janusz ^a   Leszczynski, Jerzy ^b   Li, Xiang ^c   Ko, Yeon Jae ^c   Wang, Haopeng ^c   Bowen, Kit H ^c  

^a UNIVERSITY OF GDA SK   (Poland)

^b JACKSON STATE UNIVERSITY   (United States)

^c JOHNS HOPKINS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Density functional calculations; Nucleobases; Photoelectron spectroscopy; Proton transfer; Radical ions

Indexed keywords

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIMERS; ISOMERS; NEGATIVE IONS; PHOTOELECTRONS; PHOTONS; POSITIVE IONS; PROTON TRANSFER; QUANTUM CHEMISTRY;

COMBINATORIAL APPROACH; COMPUTATIONAL PROBLEM; NUCLEOBASES; PHOTOELECTRON SPECTRUM; QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS; RADICAL IONS; VERTICAL DETACHMENT ENERGIES; WATSON-CRICK BASE PAIRS;

PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 77949322122     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.200900810     Document Type: Article

References (77)

1. D. D. Eley, D. I. Spivey, Trans. Faraday Soc. 1962, 58, 411-415.
2. C. Wan, T. Fiebig, S. O. Kelley, C. R. Treadway, J. K. Barton, A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 6014-6019.
3. T. Takada, K. Kawai, X. Cai, A. Sugimoto, M. Fujitsuka, T. Majima, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1125-1129.
4. F. D. Lewis, H. Zhu, P. Daublain, B. Cohen, M. R. Wasielewski, Angew. Chem. 2006, 118, 8150-8153;
5. F. D. Lewis, H. Zhu, P. Daublain, B. Cohen, M. R. Wasielewski, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7982-7985.
6. D. B. Hall, R. E. Holmlin, J. K. Barton, Nature 1996, 382, 731-735.
7. M. E. Nunez, D. B. Hall, J. K. Barton, Chem. Biol. 1999, 6, 85-97.
8. D. Ly, L. Sanii, G. B. Schuster, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9400-9410.
9. K. Nakatani, S. Sando, I. Saito, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2172-2177.
10. R. E. Holmlin, P. J. Dandliker, J. K. Barton, Angew. Chem. 1997, 109, 2830-2848;
11. R. E. Holmlin, P. J. Dandliker, J. K. Barton, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2714-2730.
12. P. J. Dandliker, R. E. Holmlin, J. K. Barton, Science 1997, 275, 1465-1468.
13. D. Svozil, P. Jungwirth, Z. Havlas, Collect. Czech. Chem. Commun. 2004, 69,1395-1428.
14. H. W. Fink, C. Schönenberger, Nature 1999, 398, 407-410.
15. H. W. Fink, Cell. Mol. Life Sci. 2001, 58, 1-3.
16. N. Robertson, C. A. McGowan, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 96-103.
17. T. Carell, C. Behrens, J. Gierlich, Org. Biomol. Chem. 2003, 1, 2221-2228.
18. M. A. O'Neill, J. K. Barton in Charge Transfer in DNA: From Mechanism to Application (Eds.: H. A. Wagenknecht), Wiley, New York, 2005, pp. 27-75.
19. G. B. Schuster, Acc. Chem. Res. 2000, 33, 253-260.
20. B. Giese in Topics in Current Chemistry: Long-Range Charge Transfer in DNA I, (Ed.: G. B. Schuster), Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, 2004, 236, pp. 27-44.
21. B. Giese, B. Carl, T. Carl, T. Carell, C. Behrens, U. Hennecke, O. Schiemann, E. Feresin, Angew. Chem. 2004, 116, 1884-1887;
22. B. Giese, B. Carl, T. Carl, T. Carell, C. Behrens, U. Hennecke, O. Schiemann, E. Feresin, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 1848-1851.
23. S. Breeger, U. Hennecke, T. Carell, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1302-1303.
24. C. Haas, K. Käling, M. Cichon, N. Rahe, T. Carell, Angew. Chem. 2004, 116, 1878-1880;
25. C. Haas, K. Käling, M. Cichon, N. Rahe, T. Carell, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 1842-1844.
26. C. Behrens, T. Carell, Chem. Commun. 2003, 1632-1633.
27. T. Ito, S. E. Rokita, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15552-15559.
28. M. Tanaka, K. Ohkubo, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12372-12373.
29. B. Boudaiffa, P. Cloutier, D. Hunting, M. A. Huels, L. Sanche, Science 2000, 287, 1658-1660.
30. L. Sanche, Eur. Phys. J. D 2005, 35, 367-390.
31. N. A. Oyler, L. Adamowicz, J. Phys. Chem. 1993, 97, 11122-11123.
32. M. D. Sevilla, B. Besler, A. O. Colson, J. Phys. Chem. 1994, 98, 2215.
33. C. DesfranÅois, V. Periquet, Y. Bouteiller, J. P. Schermann, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1274-1278.
34. J. H. Hendricks, S. A. Lyapustina, H. L. de Clercq, J. T. Snodgrass, K. H. Bowen, J. Chem. Phys. 1996, 104, 7788-7791.
35. J. Schiedt, R. Weinkauf, D. M. Neumark, E. W. Schlag, Chem. Phys. 1998, 239, 511-524.
36. V. Periquet, A. Moreau, S. Carles, J. P. Schermann, C. DesfranÅois, J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 2000, 106, 141-151.
37. X. Li, K. H. Bowen, M. Haranczyk, R. A. Bachorz, K. Mazurkiewicz, J. Rak, M. Gutowski, J. Chem. Phys. 2007, 127, 174309/1-174309/6.
38. M. Haranczyk, M. Gutowski, X. Li, K. H. Bowen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007,104,4804-4807.
39. M. Haranczyk, M. Gutowski, Angew. Chem. 2005, 117, 6743-6746;
40. M. Haranczyk, M. Gutowski, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6585-6588.
41. M. Haranczyk, M. Gutowski, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 699-706.
42. R. A. Bachorz, J. Rak, M. Gutowski, Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2116-2125.
43. S. T. Stokes, X. Li, A. Grubisic, Y. J. Ko, K. H. Bowen, J. Chem. Phys. 2007, 127, 084321/1-084321/6.
44. N. A. Richardson, J. Gu, S. Wang, Y. Xie, H. F. Schaefer III, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4404-4411.
45. X. Li, L. Sanche, M. D. Sevilla, Radiat. Res. 2006, 165, 721-729.
46. D. Radisic, K. H. Bowen, I. Dabkowska, P. Storoniak, J. Rak, M. Gutowski, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6443-6450.
47. A. Szyperska, J. Rak, J. Leszczynski, X. Li, Y. J. Ko, H. Wang, K. H. Bowen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2663-2669.
48. J. Rak, K. Mazurkiewicz, M. Kobyłecka, P. Storoniak, M. Harańczyk, I. Da̧bkowska, R. A. Bachorz, M. Gutowski, D. Radisic, S. T. Stokes, S. N. Eustis, D. Wang, X. Li, Y. J. Ko, K. H. Bowen in Radiation Induced Molecular Phenomena in Nucleic Acids: A Comprehensive Theoretical and Experimental Analysis (Eds.: M. K. Shukla, J. Leszczynski), Springer-Verlag, Amsterdam, 2008, pp. 619-667.
49. M. Harańczyk, R. A. Bachorz, J. Rak, M. Gutowski, D. Radisic, S. T. Stokes, J. M. Nilles, K. H. Bowen, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7889-7895.
50. M. Gutowski, I. Da̧bkowska, J. Rak, S. Xu, J. M. Nilles, D. Radisic, K. H. Bowen, Jr., Eur. Phys. J. D 2002, 20, 431-439.
51. M. Haranczyk, J. Rak, M. Gutowski, D. Radisic, S. T. Stokes, J. M. Nilles, K. H. Bowen, Isr. J. Chem. 2004, 44, 157-170.
52. M. Harańczyk, I. Da̧bkowska, J. Rak, M. Gutowski, J. M. Nilles, S. T. Stokes, D. Radisic, K. H. Bowen, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6919-6921.
53. I. Da̧bkowska, J. Rak, M. Gutowski, J. M. Nilles, D. Radisic, K. H. Bowen, Jr., J. Chem. Phys. 2004, 120, 6064-6071.
54. I. Da̧bkowska, J. Rak, M. Gutowski, D. Radisic, S. T. Stokes, J. M. Nilles, K. H. Bowen, Jr., Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4351-4357.
55. M. Harańczyk, J. Rak, M. Gutowski, D. Radisic, S. T. Stokes, K. H. Bowen, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13383-13391.
56. M. D. Sevilla, B. Besler, A. O. Colson, J. Phys. Chem. 1995, 99, 1060-1063.
57. X. Li, Z. Cai, M. D. Sevilla, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1596-1603.
58. A. Kumar, M. Knapp-Mohammady, P. C. Mishra, S. Suhai, J. Comput. Chem. 2004, 25, 1047-1059.
59. A. O. Colson, B. Besler, D. M. Close, M. D. Sevilla, J. Phys. Chem. 1992, 96, 661-668.
60. J. Smets, A. F. Jalbout, L. Adamowicz, Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 342-346.
61. N. A. Richardson, S. S. Wesolowski, H. F. Schaefer III, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10163-10170.
62. X. Li, Z. Cai, M. D. Sevilla, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10115-10123.
63. J. Gu, Y. Xie, H. F. Schaefer III, J. Chem. Phys. 2007, 127, 155107/1-155107/6.
64. M. Piacenza, S. Grimme, J. Comput. Chem. 2004, 25, 83-99.
65. W. Liang, H. Li, X. Hu, S. Han, Chem. Phys. 2006, 328, 93-102.
66. G. Fogarasi, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1381-1390.
67. K. Mazurkiewicz, M. Harańczyk, M. Gutowski, J. Rak, D. Radisic, S. N. Eustis, D. Wang, K. H. Bowen, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1216-1224.
68. A. Abo-Riziq, L. Grace, E. Nir, M. Kabelac, P. Hobza, M. S. de Vries, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 20-23.
69. O. C. Thomas, W. J. Zheng, K. H. Bowen, J. Chem. Phys. 2001, 114, 5514-5519.
70. R. C. Bilodeau, M. Scheer, H. K. Haugen, J. Phys. B 1998, 31, 3885-3891.
71. S. T. Stokes, A. Grubisic, X. Li, Y. J. Ko, K. H. Bowen, J. Chem. Phys. 2008, 128, 044314/1-044314/5.
72. A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
73. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
74. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys Rev. B 1988, 37, 785-789.
75. J. C. Rienstra-Kiracofe, G. S. Tschumper, H. F. Schaefer III, S. Nandi, G. B. Ellison, Chem. Rev. 2002, 102, 231-282.
76. Gaussian 03, Revision B.05, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.
77. G. Schaftenaar, J. H. Noordik, J. Comput. Aided. Mol. Des. 2000, 14, 123-134.