Analysis of hydrogen tunneling in an enzyme active site using von Neumann measurements

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 6, Issue 5, 2010, Pages 1698-1710

  Sumner, Isaiah ^a   Iyengar, Srinivasan S ^a  

^a INDIANA UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 77952384960     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct900630n     Document Type: Article

References (85)

1. Hynes, J. T.; Klinman, J. P.; Limbach, H.-H.; Schowen, R. L. Hydrogen-Transfer Reactions; Wiley-VCH: New York, 2007.
2. Isaacs, N. Physical Organic Chemistry; Wiley & Sons: New York, 1995.
3. Sheridan, R. Quantum Mechanical Tunneling in Organic Reactive Intermediates; Wiley-Interscience: Hoboken, NJ, 2007.
4. Bell, R. P. The Proton in Chemistry; Cornell University Press: Ithaca, NY, 1973.
5. Brunton, G.; Griller, D.; Barclay, L. R. C.; Ingold, K. U. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 6803
6. Nagel, Z.; Klinman, J. Chem. Rev. 2006, 106 (8) 3095-3118
7. Warshel, A. Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 1997.
8. Garcia-Viloca, M.; Gao, J.; Karplus, M.; Truhlar, D. G. Science 2004, 303, 5655
9. Hammes-Schiffer, S.; Benkovic, S. J. Ann. Rev. Biochem. 2006, 75, 519
10. Antoniou, D.; Basner, J.; Nunez, S.; Schwartz, S. Chem. Rev. 2006, 106 (8) 3170-3187
11. Cha, Y.; Murray, C. J.; Klinman, J. P. Science 1989, 243, 1325
12. Bahnson, B. J.; Colby, T. D.; Chin, J. K.; Goldstein, B. M.; Klinman, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 12797
13. Liang, Z. X.; Klinman, J. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 648
14. Hwang, J.; Chu, Z.; Yadav, A.; Warshel, A. J. Phys. Chem. 1991, 95 (22), 8445 - 8448.
15. Hwang, J. K.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc 1996, 118 (47), 11745 - 11751.
16. Olsson, M. H. M.; Siegbahn, P. E. M.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2820-2828
17. Olsson, M. H. M.; Siegbahn, P. E. M.; Warshel, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 96-99
18. Mavri, J.; Liu, H.; Olsson, M. H. M.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2008, 112 (19) 5950-5954
19. Olsson, M. H. M.; Mavri, J.; Warshel, A. Phil. Tran. R. Soc. B 2006, 361, 1417-1432
20. Olsson, M. H. M.; Parson, W. W.; Warshel, A. Chem. Rev. 2006, 106, 1737-1756
21. Liu, H.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7852-7861
22. Pu, J. Z.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 2006, 106, 3140-3169
23. Hatcher, E.; Soudackov, A. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 187
24. Hatcher, E.; Soudackov, A. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5763-5775
25. Siebrand, W.; Smedarchina, Z. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4185
26. Iyengar, S. S.; Sumner, I.; Jakowski, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7601
27. Dutton, P. L.; Munro, A. W.; Scrutton, N. S.; Sutcliffe, M. J. Phil. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361 (1472) 1293-1294
28. Klinman, J. P. Pure Appl. Chem. 2003, 75, 601
29. Glickman, M. H.; Wiseman, J. S.; Klinman, J. P. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 793-794
30. Antoniou, D.; Schwartz, S. D. Proc. Natl. Acad. Sci. 1997, 94, 12360-12365
31. Lehnert, N.; Solomon, E. I. J. Biol. Inorg. Chem. 2003, 8, 294
32. Tejero, I.; Garcia-Viloca, M.; Gonzalez-Lafont, A.; Lluch, J. M.; York, D. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24708
33. Segraves, E. N.; Holman, T. R. Biochemistry 2003, 42, 5236-5243
34. Garcia-Viloca, M.; Alhambra, C.; Truhlar, D. G.; Gao, J. L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 177-190
35. Billeter, S. R.; Webb, S. P.; Agarwal, P. K.; Iordanov, T.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11262-11272
36. Warshel, A.; Sharma, P.; Kato, M.; Xiang, Y.; Liu, H.; Olsson, M. Chem. Rev. 2006, 106 (8) 3210-3235
37. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. Can. J. Chem. - Rev. Can. Chim. 1999, 77, 1085
38. Meyer, M. P.; Klinman, J. P. Chem. Phys. 2005, 319, 283
39. Gillan, M. J. J. Phys. C 1987, 20, 3621
40. Voth, G. A.; Chandler, D.; Miller, W. H. J. Chem. Phys. 1989, 91, 7749
41. Warshel, A.; Chu, Z. T. J. Chem. Phys. 1990, 93, 4003
42. Warshel, A.; Weiss, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 6218
43. Chang, Y.-T.; Miller, W. H. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5884
44. Day, T. J. F.; Soudachov, A. V.; Cuma, M.; Schmidt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5839
45. Gao, J. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 298
46. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227
47. Singh, B.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1986, 7, 718
48. Field, C.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700
49. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Science 2006, 312, 208
50. Miller, W. H.; Schwartz, S. D.; Tromp, J. W. J. Chem. Phys. 1983, 79, 4889
51. Iyengar, S. S.; Jakowski, J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 114105
52. Iyengar, S. S. Theo. Chem. Accts. 2006, 116, 326
53. Jakowski, J.; Sumner, I.; Iyengar, S. S. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1203-1219
54. Sumner, I.; Iyengar, S. S. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10313-10324
55. Sumner, I.; Iyengar, S. S. J. Chem. Phys. 2008, 129 054109
56. Hoffman, D. K.; Nayar, N.; Sharafeddin, O. A.; Kouri, D. J. J. Phys. Chem. 1991, 95, 8299
57. Kouri, D. J.; Huang, Y.; Hoffman, D. K. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 49-52
58. Blomberg, M.; Siegbahn, P. J. Phys. Chem. B 2001, 105 (39) 9375-9386
59. Shuang, F.; Pechen, A.; Ho, T.; Rabitz, H. J. Chem. Phys. 2007, 126, 134303
60. Tannor, D. J.; Rice, S. A. J. Chem. Phys. 1985, 83 (10) 5013-5018
61. Brumer, P.; Shapiro, M. Acc. Chem. Res. 1989, 22 (12) 407-413
62. Sakurai, J. J. Modern Quantum Mechanics; Addison-Wesley Publishing Company: Reading, MA, 1994.
63. Wheeler, J. A.; Zurek, W. H. Princeton University Press: Princeton, NJ, 1983.
64. Roa, L.; Delgado, A.; Ladron de Guevara, M. L.; Klimov, A. B. Phys. Rev. A 2006, 73 012322
65. Roa, L.; Olivares-Renteria, G. A. Phys. Rev. A 2006, 73 062327
66. Roa, L.; Olivares-Renteria, G. A.; de Guevara, M. L. L.; Delgado, A. Phys. Rev. A 2007, 75 014303
67. Pechen, A.; Ilin, N.; Shuang, F.; Rabitz, H. Phys. Rev. A 2006, 74 052102
68. Shuang, F.; Zhou, M.; Pechen, A.; Wu, R.; Shir, O. M.; Rabitz, H. Phys. Rev. A 2008, 78 063422
69. Prezhdo, O. V. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 4413
70. Jacobs, K.; Steck, D. A. Contemp. Phys. 2006, 47 (5) 279-303
71. Diosi, L.; Halliwell, J. J. Phys. Rev. Lett. 1998, 81 (14) 2846
72. Halliwell, J. J. Int. J. Theor. Phys. 1999, 38 (11) 2969
73. Brun, T. A. Am. J. Phys. 2002, 70 (7) 719
74. Mensky, M. Phys. Lett. A 1994, 196, 159-167
75. Mensky, M. B. Phys. Lett. A 2003, 307, 85-92
76. Tannor, D. J. Introduction to Quantum Mechanics: A Time-dependent Perspective; University Science Books: New York, 2007.
77. Feynman, R. P.; Vernon, F. L.; Hellwarth, R. W. J. Appl. Phys. 1957, 28, 49
78. Sorensen, D. C. SIAM J. Matr. Anal. Apps. 1992, 13, 357-385
79. Golub, G. H.; van Loan, C. F. Matrix Computations; The Johns Hopkins University Press: Baltimore, MD, 1996.
80. Knapp, M. J.; Rickert, K.; Klinman, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3865
81. Hay, S.; Scrutton, N. S. Biochemistry 2008, 47, 9880-9887
82. Meyer, M. P.; Tomchick, D. R.; Klinman, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci., U. S. A. 2008, 105, 1146
83. Schenk, G.; Neidig, M.; Zhou, J.; Holman, T.; Solomon, E. Biochemistry 2003, 42 (24) 7294-7302
84. Modi, K.; Shaji, A. Phys. Lett. A 2007, 368, 215-221
85. Fischer, M. C.; Gutierrez-Medina, B.; Raizen, M. G. Phys. Rev. Lett. 2001, 87 040402