Theoretical insight into the photodegradation of a disulfide bridged cyclic tetrapeptide in solution and subsequent fast unfolding-refolding events

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 15, 2010, Pages 5206-5214

  Chen, Xuebo ^a   Gao, Lianghui ^a   Fang, Weihai ^a   Phillips, David Lee ^b  

^a BEIJING NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF HONG KONG   (Hong Kong)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDES; GROUND STATE; HYDROGEN BONDS; METHANOL; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; PEPTIDES; PHOTOEXCITATION; REACTION KINETICS; TWO DIMENSIONAL;

BOND FISSIONS; CONICAL INTERSECTION; DECAY CHANNELS; DISULFIDE BONDS; ENERGY CONSUMPTION; ENERGY TRANSPORT; FEMTOSECOND TIME SCALE; HEAT DISSIPATION; HIGH ENERGY; HOT MOLECULES; METHANOL MOLECULES; ORIGINAL STRUCTURES; PEPTIDE BACKBONES; PEPTIDE BONDS; PHOTO-INDUCED; POLAR SOLVENTS; QUANTUM MECHANICAL/MOLECULAR MECHANICAL CALCULATIONS; REACTION COORDINATES; REFOLDING; SEMI-EMPIRICAL QM/MM MOLECULAR DYNAMICS; SOLVENT CAGES; STRUCTURAL ARCHITECTURE; STRUCTURAL CHANGE; TETRAPEPTIDE; THERMAL MOTION; TWO DIMENSIONAL MODEL;

ORGANIC SOLVENTS;

EID: 77951112593     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp1003616     Document Type: Article

References (64)

1. Hershko, A.; Ciechanover, A.; Rose, I. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1979, 76, 3107-3110
2. Ciechanover, A.; Heller, H.; Elias, S.; Haas, A. L.; Hershko, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1980, 77, 1365-1368
3. Hershko, A.; Ciechanover, A.; Heller, H.; Haas, A. L.; Rose, I. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1980, 77, 1783-1786
4. Hershko, A.; Ciechanover, A. Annu. Rev. Biochem. 1982, 51, 335-364
5. Sionkowska, A. J. Photochem. Photobiol., A 2006, 117, 61-67 and references cited therein
6. Chen, X. B.; Fang, W. H.; Fang, D. C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9689-9698
7. Chen, X. B.; Fang, W. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8976-8980
8. Volman, D. H. J. Am. Chem. Soc. 1941, 63, 2000-2002
9. Hayon, E.; Nakashima, M. J. Phys. Chem. 1971, 75, 1910-1914
10. Liu, D.; Fang, W. H.; Fu, X. Y. Chem. Phys. Lett. 2000, 318, 291-297
11. Park, J.; Ha, J. H.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7281-7292
12. Lundell, J.; Krajewska, M.; Rasanen, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6643-6650
13. Back, R. A.; Boden, J. C. Trans. Faraday Soc. 1971, 69, 88
14. Kakumoto, T.; Saito, K.; Imamura, A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 2286-2291
15. Forde, N. R.; Butler, L. J.; Abrash, S. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8954-8968
16. Petersen, C.; Dahl, N. H.; Jensen, S. K.; Thgersen, J.; Keiding, S. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3339-3344
17. Schmidt, B.; Hogg, P. J. BMC Struct. Biol. 2007, 7, 49-61
18. Jakob, U.; Muse, W.; Eser, Bardwell, J. C. Cell 1999, 96, 341-352
19. Lee, C.; Lee, S. M.; Mukhopadhyay, P.; Kim, S. J.; Lee, S. C.; Ahn, W. S.; Yu, M. H.; Storz, G.; Ryu, S. E. Nat. Struct Mol. Biol. 2004, 11, 1179-1185
20. Yang, Y.; Song, Y. L.; Loscalzo, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 10813-10817
21. Lu, H. S. M.; Volk, M.; Kholodenko, Y.; Gooding, E.; Hochstrasser, R. M.; DeGrado, W. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7173-7180
22. Volk, M. Eur. J. Org Chem. 2001, 2606-2621 and references cited therein
23. Volk, M.; Kholodenko, Y.; Lu, H. S. M.; Gooding, E. A.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8607-8616
24. Kolano, C.; Helbing, J.; Kozinski, M.; Sander, W.; Hamm, P. Nature 2006, 444, 469-472
25. Kolano, C.; Helbing, J.; Bucher, G.; Sander, W.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11297-11302
26. Nöting, B.; Golbik, R.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 10668-10672
27. Phillips, C. M.; Mizutani, Y.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 7292-7296
28. Ballew, R. M.; Sabelko, J.; Gruebele, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 5759-5764
29. Balakrishnan, G.; Hu, Y.; Case, M. A.; Spiro, T. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19877-19883
30. Mikhonin, A. V.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13789-13795
31. Jas, G. S.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 261-272
32. Ervin, J.; Sabelko, J.; Gruebele, M. J. Photochem. Photobiol. B 2000, 54, 1-15
33. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Sieg, A.; Schrader, T.; Zinth, W.; Renner, C.; Behrendt, R.; Moroder, L.; Wachtveitl, J.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 6452-6457
34. Bredenbeck, J.; Helbing, J.; Behrendt, R.; Renner, C.; Moroder, L.; Wachtveitl, J.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8654-8660
35. Helbing, J.; Bregy, K.; Bredenbeck, J.; Pfister, R.; Hamm, P.; Huber, R.; Wachtveitl, J.; De Vico, L.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8823-8834
36. Andruniow, T.; Fantacci, S.; Angelis, F. D.; Ferre, N.; Olivucci, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6077-6081
37. Case, D. A.; Pearlman, D. A.; Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E., III.; Ross, W. S.; Simmerling, C. L.; Darden, T. A.; Merz, K. J.; Stanton, R. V.; Cheng, A. L.; Vincent, J. J.; Crowley, M.; Tsui, V.; Radmer, R. J.; Duan, Y.; Pitera, J.; Massova, I.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K.; Kollman, P. A. AMBER 6; University of California: San Francisco, 1999.
38. Feller, S. E.; Zhang, Y. H.; Pastor, R. W.; Brooks, B. R. J. Chem. Phys. 1995, 103, 4613-4621
39. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
40. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38
41. 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.; 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.; González, C.; Pople, J. A. Gaussian03, revision D.02; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2004.
42. Andersson, K.; Barysz, M.; Bernhardsson, A.; Blomberg, M. R. A.; Carissan, Y.; Cooper, D. L.; Cossi, M.; Fleig, T.; Flscher, M. P.; Gagliardi, L.; de Graaf, C.; Hess, B. A.; Karlström, G.; Lindh, R.; Malmqvist, P.-Å.; Neogrády, P.; Olsen, J.; Roos, B. O.; Schimmelpfennig, B.; Schtz, M.; Seijo, L.; Serrano-Andrés, L.; Siegbahn, P. E. M.; Stlring, J.; Thorsteinsson, T.; Veryazov, V.; Wierzbowska, M.; Widmark, P. O. MOLCAS version 7.1; University of Lund: Sweden, 2008.
43. Ponder, J.; Richards, W. F. M. J. Comput. Chem. 1987, 8, 1016-1024
44. Ferré, N.; Cembran, A.; Garavelli, M.; Olivucci, M. Theor. Chem. Acc. 2004, 112, 335-341
45. Stewart, J. J. P. J. Mol. Model. 2007, 13, 1173-1213
46. MOPAC (Molecular Orbital PACkage), http://openmopac.net/ (Accessed March 2010).
47. Kretsinger, R. H. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 514-516
48. Borics, A.; Murphy, R. F.; Lovas, S. Biopolymers 2006, 85, 1-10
49. Besley, N. A.; Oakley, M. T.; Cowan, A. J.; Hirst, J. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13502-13511
50. Nielsen, E. B.; Schellman, J. A. J. Phys. Chem. 1967, 71, 2297-2304
51. Besley, N. A.; Hirst, J. D. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 10791-10797
52. DelBene, J. E. J. Chem. Phys. 1975, 62, 1961-1970
53. Sobolewski, A. L. Photochem. Photobiol. 1995, 89, 89-97
54. Kauss, M.; Webb, S. P. J. Chem. Phys. 1997, 107, 5771-5775
55. Rocha, W. R.; Martins, V. M.; Coutinho, K.; Canuto, S. Theor. Chem. Acc. 2002, 108, 31-37
56. Bash, H.; Robin, M. B.; Kuebler, N. A. J. Chem. Phys. 1968, 49, 5007-5018
57. Brenner, V.; Piuzzi, F.; Dimicoli, I.; Tardivel, B.; Mos, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 2463-2466
58. Botan, V.; Backus, E. H. G.; Pfister, R.; Moretto, A.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Nguyen, P. H.; Stock, G.; Hamm, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 12749-12754
59. Scott, T. W.; Liu, S. N. J. Phys. Chem. 1989, 93, 13932-1396
60. Ernsting, N. P. Chem. Phys. Lett. 1990, 166, 221-226
61. Borisevich, N. A.; Lysak, N. A.; Melnichuk, S. V.; Tikhomirov, S. A.; Tolstorozhev, G. B. In Ultrafast Phenomena in Spectroscopy; Klose, E.; Wilhelmi, B., Eds.; Springer-Verlag: Berlin/ Heidelberg, 1990; Vol. 49, pp 276 - 281.
62. Hirata, Y.; Niga, Y.; Okada, T. Chem. Phys. Lett. 1994, 221, 283-288
63. Marqusee, S.; Robbins, V. H.; Baldwin, R. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 5286-5290
64. Frauenfelder, H.; Fenimore, P. W.; Chen, G.; Mcmahon, B. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15469-14472