Charge photoinjection in intercalated and covalently bound [Re(CO) 3(dppz)(py)] +-DNA constructs monitored by time-resolved visible and infrared spectroscopy

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 34, 2011, Pages 13718-13730

  Olmon, Eric D ^a   Sontz, Pamela A ^a   Blanco Rodríguez, Ana María ^b   Towrie, Michael ^c   Clark, Ian P ^c   Vlček, Antonín ^b   Barton, Jacqueline K ^a  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b QUEEN MARY UNIVERSITY OF LONDON   (United Kingdom)

^c Harwell Science and Innovation Campus   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOCHEMICAL METHODS; CARBONYL LIGAND; CHARGE PHOTOINJECTION; COVALENTLY BOUND; EXPERIMENTAL OBSERVATION; GUANINE OXIDATION; GUANINE RADICALS; IR ABSORPTION; NONCOVALENT; OXIDATIVE DAMAGE; REDUCED-STATE; SPECTROSCOPIC TECHNIQUE; TIME-RESOLVED; TIME-SCALES; ULTRA-FAST; UV/VISIBLE SPECTROSCOPY;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; EXCITED STATES; INFRARED SPECTROSCOPY; OXIDATION; PHOTOEXCITATION; POSITIVE IONS; RHENIUM COMPOUNDS; SPECTROELECTROCHEMISTRY;

DNA;

DNA; GUANINE; LIGAND; PYRIDINE DERIVATIVE; RHENIUM;

ARTICLE; CHARGE TRANSPORT; CONTROLLED STUDY; COVALENT BOND; DNA CONFORMATION; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRON TRANSPORT; EXCITATION; INFRARED SPECTROSCOPY; OXIDATION; OXIDATIVE STRESS; POLYACRYLAMIDE GEL ELECTROPHORESIS; RADIOSENSITIVITY; TIME RESOLVED INFRARED SPECTROSCOPY; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

DNA; DNA DAMAGE; INTERCALATING AGENTS; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; OXIDATION-REDUCTION; PHENAZINES; PHOTOSENSITIZING AGENTS; PYRIDINES; RHENIUM; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET; SPECTROSCOPY, FOURIER TRANSFORM INFRARED;

EID: 80052084113     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja205568r     Document Type: Article

References (93)

1. Genereux, J. C.; Barton, J. K. Chem. Rev. 2010, 110, 1642-1662
2. Barton, J. K.; Olmon, E. D.; Sontz, P. A. Coord. Chem. Rev. 2010, 255, 619-634
3. Schuster, G. B., Ed. Topics in Current Chemistry: Long-Range Charge Transfer in DNA I; Springer-Verlag: New York, 2004.
4. Núñez, M. E.; Hall, D. B.; Barton, J. K. Chem. Biol. 1999, 6, 85-97
5. Slinker, J. D.; Muren, N. B.; Renfrew, S. E.; Barton, J. K. Nat. Chem. 2011, 3, 228-233
6. Augustyn, K. E.; Genereux, J. C.; Barton, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 5731-5733
7. Gorodetsky, A. A.; Buzzeo, M. C.; Barton, J. K. Bioconjugate Chem. 2008, 19, 2285-2296
8. Guo, X.; Gorodetsky, A. A.; Hone, J.; Barton, J. K.; Nuckolls, C. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 163-167
9. Slinker, J. D.; Muren, N. B.; Gorodetsky, A. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2769-2774
10. Genereux, J. C.; Boal, A. K.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 891-905
11. Boal, A. K.; Genereux, J. C.; Sontz, P. A.; Gralnick, J. A.; Newman, D. K.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 15237-15242
12. Lee, P. E.; Demple, B.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 13164-13168
13. Augustyn, K. E.; Merino, E. J.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18907-18912
14. Turner, J. J.; George, M. W.; Johnson, F. P. A.; Westwell, J. R. Coord. Chem. Rev. 1993, 125, 101-114
15. Kumar, A.; Sun, S.-S.; Lees, A. J. Top. Organomet. Chem. 2010, 29, 1-35
16. Stufkens, D. J.; Vlček, A. Coord. Chem. Rev. 1998, 177, 127-179
17. Vlček, A., Jr. Top. Organomet. Chem. 2010, 29, 73-114
18. Dyer, J.; Grills, D. C.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Weinstein, J. A.; George, M. W. Photochem. Photobiol. Sci. 2002, 872-873
19. Dyer, J.; Blau, W. J.; Coates, C. G.; Creely, C. M.; Gavey, J. D.; George, M. W.; Grills, D. C.; Hudson, S.; Kelly, J. M.; Matousek, P.; McGarvey, J. J.; McMaster, J.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Weinstein, J. A. Photochem. Photobiol. Sci. 2003, 2, 542-554
20. Kuimova, M. K.; Alsindi, W. Z.; Dyer, J.; Grills, D. C.; Jina, O. S.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Porius, P.; Sun, X. Z.; Towrie, M.; Wilson, C.; Yang, J.; George, M. W. Dalton Trans. 2003, 3996-4006
21. Kuimova, M. K.; Sun, Z.; Matousek, P.; Grills, D. C.; Parker, A. W.; Towrie, M.; George, M. W. Photochem. Photobiol. Sci. 2007, 6, 1158-1163
22. Dyer, J.; Creely, C. M.; Penedo, J. C.; Grills, D. C.; Hudson, S.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Kelly, J. M.; George, M. W. Photochem. Photobiol. Sci. 2007, 6, 741-748
23. Kuimova, M. K.; Alsindi, W. Z.; Blake, A. J.; Davies, E. S.; Lampus, D. J.; Matousek, P.; McMaster, J.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Sun, X.-Z.; Wilson, C.; George, M. W. Inorg. Chem. 2008, 47, 9857-9869
24. Vlček, A., Jr.; Záliš, S. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 258-287
25. George, M. W.; Turner, J. J. Coord. Chem. Rev. 1998, 177, 201-217
26. Vlček, A., Jr.; Busby, M. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 1755-1762
27. Busby, M.; Matousek, P.; Towrie, M.; Vlček, A. Inorg. Chim. Acta 2007, 360, 885-896
28. Lo, K. K.-W.; Louie, M.-W.; Zhang, K. Y. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 2603-2622
29. Blanco-Rodríguez, A. M.; Busby, M.; Grǎdinaru, C.; Crane, B. R.; Di Bilio, A. J.; Matousek, P.; Towrie, M.; Leigh, B. S.; Richards, J. H.; Vlček, A., Jr.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 3, 3552-3557
30. Blanco-Rodríguez, A. M.; Busby, M.; Ronayne, K.; Towrie, M.; Grǎdinaru, C.; Sudhamsu, J.; Sýkora, J.; Hof, M.; Záliš, S.; Di Bilio, A. J.; Crane, B. R.; Gray, H. B.; Vlček, A., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2009, 3, 11788-11800
31. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Chem. Phys. Lett. 2009, 483, 1-9
32. Blanco-Rodríguez, A. M.; Di Bilio, A. J.; Shih, C.; Museth, A. K.; Clark, I. P.; Towrie, M.; Cannizzo, A.; Sudhamsu, J.; Crane, B. R.; Sýkora, J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B.; Záliš, S.; Vlček, A., Jr. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 5350-5361
33. Connick, W. B.; Di Bilio, A. J.; Hill, M. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Inorg. Chim. Acta 1995, 240, 169-173
34. Shih, C.; Museth, A. K.; Abrahamsson, M.; Blanco-Rodríguez, A. M.; Di Bilio, A. J.; Sudhamsu, J.; Crane, B. R.; Ronayne, K. L.; Towrie, M.; Vlček, A., Jr.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 2008, 320, 1760-1762
35. Encinas, S.; Morales, A. F.; Barigelletti, F.; Barthram, A. M.; White, C. M.; Couchman, S. M.; Jeffery, J. C.; Ward, M. D.; Grills, D. C.; George, M. W. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 3312-3319
36. Towrie, M.; Doorley, G. W.; George, M. W.; Parker, A. W.; Quinn, S. J.; Kelly, J. M. Analyst 2009, 134, 1265-1273
37. Kuimova, M. K.; Dyer, J.; George, M. W.; Grills, D. C.; Kelly, J. M.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Sun, X. Z.; Towrie, M.; Whelan, A. M. Chem. Commun. 2005, 1182-1184
38. Kuimova, M. K.; Cowan, A. J.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Sun, X. Z.; Towrie, M.; George, M. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 2150-2153
39. Hare, P. M.; Middleton, C. T.; Mertel, K. I.; Herbert, J. M.; Kohler, B. Chem. Phys. 2008, 347, 383-392
40. McGovern, D. A.; Doorley, G. W.; Whelan, A. M.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Kelly, J. M.; Quinn, S. J. Photochem. Photobiol. Sci. 2009, 8, 542-548
41. Stoeffler, H. D.; Thornton, N. B.; Temkin, S. L.; Schanze, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7119-7128
42. Yam, V. W.-W.; Lo, K. K.-W.; Cheung, K.-K.; Kong, R. Y.-C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 14, 2067-2072
43. Smith, J. A.; George, M. W.; Kelly, J. M. Coord. Chem. Rev. 2011, doi: 10.1016/j.ccr.2011.04.007.
44. Cao, Q.; Creeley, C. M.; Davies, E. S.; Dyer, J.; Easun, T. L.; Grills, D. C.; Hudson, S.; McGovern, D. A.; McMaster, J.; Pitchford, J.; Smith, J. A.; Sun, X.-Z.; Kelly, J. M.; George, M. W. Photochem. Photobiol. Sci. 2011, 10, 1355 - 1364.
45. Holmlin, R. E.; Dandliker, P. J.; Barton, J. K. Bioconjugate Chem. 1999, 10, 1122-1130
46. Zeglis, B. M.; Barton, J. K. Nat. Protoc. 2007, 2, 357-371
47. Boyle, P. D.; Boyd, D. C.; Mueting, A. M.; Pignolet, L. H. Inorg. Chem. 1988, 27, 4424-4429
48. Pletneva, E. V.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. J. Mol. Biol. 2005, 345, 855-867
49. Pletneva, E. V.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 18397-18402
50. Kimura, T.; Lee, J. C.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 117-122
51. Kimura, T.; Lee, J. C.; Gray, H. B.; Winkler, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 7834-7839
52. Greetham, G. M.; Burgos, P.; Cao, Q.; Clark, I. P.; Codd, P. S.; Farrow, R. C.; George, M. W.; Kogimtzis, M.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Pollard, M. R.; Robinson, D. A.; Xin, Z.-J.; Towrie, M. Appl. Spectrosc. 2010, 64, 1311-1319
53. Towrie, M.; Gabrielsson, A.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Blanco-Rodríguez, A. M.; Vlček, A., Jr. Appl. Spectrosc. 2005, 59, 467-473
54. Dattelbaum, D. M.; Omberg, K. M.; Hay, P. J.; Gebhart, N. L.; Martin, R. L.; Schoonover, J. R.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3527-3536
55. Gamelin, D. R.; George, M. W.; Glyn, P.; Grevels, F.-W.; Johnson, F. P. A.; Klotzbücher, W.; Morrison, S. L.; Russell, G.; Schaffner, K.; Turner, J. J. Inorg. Chem. 1994, 33, 3246-3250
56. Turro, C.; Bossmann, S. H.; Jenkins, Y.; Barton, J. K.; Turro, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9026-9032
57. Ruiz, G. T.; Juliarena, M. P.; Lezna, R. O.; Wolcan, E.; Feliz, M. R.; Ferraudi, G. Dalton Trans. 2007, 3, 2020-2029
58. Dohno, C.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9586-9587
59. Williams, T. T.; Dohno, C.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8148-8158
60. Genereux, J. C.; Wuerth, S. M.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3863-3868
61. Yoo, J.; Delaney, S.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6640-6641
62. O'Neill, M. A.; Dohno, C.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1316-1317
63. Genereux, J. C.; Augustyn, K. E.; Davis, M. L.; Shao, F.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15150-15156
64. Yam, V. W.-W.; Lo, K. K.-W.; Cheung, K.-K.; Kong, R. Y.-C. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995, 3, 1191-1193
65. Olmon, E. D.; Hill, M. G.; Barton, J. K., submitted.
66. Juris, A.; Balzani, V.; Barigelletti, F.; Campagna, S.; Belser, P.; Von Zelewsky, A. Coord. Chem. Rev. 1988, 84, 85-277
67. Steenken, S.; Jovanovic, S. V. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 617-618
68. Dattelbaum, D. M.; Omberg, K. M.; Schoonover, J. R.; Martin, R. L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2002, 41, 6071-6079
69. Burrows, C. J.; Muller, J. G. Chem. Rev. 1998, 98, 1109-1152
70. Williams, T. T.; Odom, D. T.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9048-9049
71. Friedman, A. E.; Chambron, J.-C.; Sauvage, J.-P.; Turro, N. J.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4960-4962
72. Caspar, J. V.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 5583-5590
73. Kwok, W.-M.; Ma, C.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11527-11534
74. Markovitsi, D.; Gustavsson, T.; Vayá, I. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3271-3276
75. Banyasz, A.; Vayá, I.; Changenet-Barret, P.; Gustavsson, T.; Douki, T.; Markovitsi, D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5163-5165
76. Kuimova, M. K.; Gordon, K. C.; Howell, S. L.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Sun, X.-Z.; Towrie, M.; George, M. W. Photochem. Photobiol. Sci. 2006, 5, 82-87
77. Hiort, C.; Lincoln, P.; Nordén, B. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3448-3454
78. Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Inorg. Chem. 1995, 34, 7-8
79. Shao, F.; Elias, B.; Lu, W.; Barton, J. K. Inorg. Chem. 2007, 46, 10187-10199
80. Hartshorn, R. M.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5919-5925
81. Jenkins, Y.; Friedman, A. E.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Biochemistry 1992, 31, 10809-10816
82. Holmlin, R. E.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K. Inorg. Chem. 1998, 37, 29-34
83. Stemp, E. D. A.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Inorg. Chim. Acta 2000, 297, 88-97
84. Elias, B.; Creely, C.; Doorley, G. W.; Feeney, M. M.; Moucheron, C.; Kirsch-DeMesmaeker, A.; Dyer, J.; Grills, D. C.; George, M. W.; Matousek, P.; Parker, A. W.; Towrie, M.; Kelly, J. M. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 369-375
85. Saito, I.; Takayama, M.; Sugiyama, H.; Nakatani, K.; Tsuchida, A.; Yamamoto, M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6406-6407
86. Hall, D. B.; Holmlin, R. E.; Barton, J. K. Nature 1996, 382, 731-735
87. Stemp, E. D. A.; Arkin, M. R.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 2921-2925
88. Murphy, C. J.; Arkin, M. R.; Ghatlia, N. D.; Bossmann, S.; Turro, N. J.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 5315-5319
89. MacQueen, D. B.; Schanze, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7470-7479
90. Olson, E. J. C.; Hu, D.; Hörmann, A.; Jonkman, A. M.; Arkin, M. R.; Stemp, E. D. A.; Barton, J. K.; Barbara, P. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 7863, 11458-11467
91. Wan, C.; Fiebig, T.; Kelley, S. O.; Treadway, C. R.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6014-6019
92. O'Neill, M. A.; Becker, H.-C.; Wan, C.; Barton, J. K.; Zewail, A. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5896-5900
93. Shao, F.; O'Neill, M. A.; Barton, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 17914-17919