Site energies of active and inactive pheophytins in the reaction center of photosystem II from chlamydomonas reinhardtii

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 12, 2012, Pages 3890-3899

  Acharya, K ^a   Neupane, B ^a   Zazubovich, V ^b   Sayre, R T ^c   Picorel, R ^d,e   Seibert, M ^d   Jankowiak, R ^a  

^a KANSAS STATE UNIVERSITY   (United States)

^b Gina Cody School of Engineering and Computer Science   (Canada)

^c NEW MEXICO CONSORTIUM   (United States)

^d NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

^e CSIC   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHLOROPHYLL; ELECTRONIC STRUCTURE;

ABSORPTION MAXIMA; ASSIGNMENT OF; CHLAMYDOMONAS REINHARDTII; CHLOROPHYLL A; D1 PROTEIN; PHOTOSYSTEM II; PRIMARY ELECTRONS; REACTION CENTER; SPECTRAL CONGESTION; WILD TYPES;

ENERGY TRANSFER;

EID: 84859219615     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3007624     Document Type: Article

References (86)

1. Raszewski et al. Biophys. J. 2005, 88, 986 - 998
2. Cox et al. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12364-12374
3. Germano et al. Biochemistry 2001, 40, 11472 - 11482
4. Germano et al. Biophys. J. 2004, 86, 1664-1672
5. Jankowiak et al. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8803 - 8814
6. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55-60
7. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. Nature 1985, 318, 618-624
8. Nanba, O.; Satoh, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 109-122
9. Riley, K. J.; Jankowiak, R.; Rätsep, M.; Small, G. J.; Zazubovich, V. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10346-10356
10. Romero, E.; van Stokkum, I. H.; Novoderezhkin, V. I.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biochemistry 2010, 49, 4300-4307
11. Prokhorenko, V. I.; Holzwarth, A. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11563-11578
12. Germano, M.; Shkuropatov, A. Ya.; Permentier, H.; de Wijn, R.; Hoff, A. J.; Shuvalov, V. A.; van Gorkom, H. J. Biochemistry 2001, 40, 11472-11482
13. Germano, M.; Gradinaru, C. C.; Shkuropatov, A. Ya.; van Stokkum, I. H. M.; Shuvalov, V. A.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R.; van Gorkom, H. J. Biophys. J. 2004, 86, 1164-1672
14. Groot, M.-L.; Peterman, E. J. G.; van Kam, P. J. M.; van Stokkum, I. H. M.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. Biophys. J. 1994, 67, 318-330
15. Xiong, L.; Seibert, M.; Gusev, A. V.; Wasielewski, M. R.; Hemann, C.; Hille, C. R; Sayre, R. T. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16904-16911
16. Raszewski, G.; Diner., B. A.; Schlodder, E.; Renger, T. Biophys. J. 2008, 95, 105-119
17. Diner, B. A.; Schlodder, E.; Nixon, P. J.; Coleman, W. J.; Rappaport, F.; Levergne, J.; Vermaas, W. F. J.; Chisholm, D. A. Biochemistry 2001, 40, 9265-9281
18. Schlodder, E.; Coleman, W. J.; Nixon, P. J.; Cohen, R. O.; Renger, T.; Diner, B. A. Philos. Trans. R. Soc. B 2008, 363, 1197-1202
19. Cox, N.; Hughes, J. L.; Steffen, R.; Smith, P. J.; Rutherford, W.; Pace, R. J.; Krausz, E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12364-12374
20. Andronis, C.; Merry, S. A. P.; Durrant, J.; R.; Klug, D. R.; Barber, J.; Nixon, P. J. Photosynth. Res. 1999, 62, 205-217
21. Alizadeh, S.; Nixon, P. J.; Telfer, A.; Barber, J. Photosynth. Res. 1995, 43, 165-171
22. Xiong, J.; Subramanian, S.; Govindjee Photosynth. Res. 1998, 56, 229-254
23. Wang, J.; Gosztola, D.; Ruffle, S. V.; Hemann, C.; Seibert, M.; Wasielewski, M. R.; Hille, R.; Gustafson, T. L.; Sayre, R. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 4091-4096
24. Shelaev, I. V.; Gostev, F. E.; Nadtochenko, V. A.; Shkuropatov, A. Ya.; Zabelin, A. A.; Mamedov, M. D.; Semenov, A. Yu.; Sarkisov, O. M.; Shuvalov, V. A. Photosynth. Res. 2008, 98, 95-103
25. Holzwarth, A. R.; Müller, M.; Reus, M.; Nowaczyk, M.; Sander, J.; Rögner, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6895-6900
26. Myers, J. A.; Lewis, K. L. M.; Fuller, F. D.; Tekavec, P. F.; Yocum, C. F.; Ogilvie, J. P. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2774-2780
27. Abramavicius, D.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2010, 113, 184501-1-184501-13
28. den Hartog, F. T. H.; Vascha, F.; Lock, A. J.; Barber, J.; Dekker, J. P.; Völker, S. J. Phys. Chem. B. 1998, 102, 9174-9180
29. Dědic, R.; Lovčinskŷ, M.; Vácha, F.; Hala, J. J. Lumin. 2000, 87-89, 809-811
30. Tang, D.; Jankowiak, R.; Seibert, M.; Yocum, C. F.; Small, G. J. J. Phys. Chem. 1990, 24, 6519-6522
31. Jankowiak, R.; Rätsep, M.; Picorel, R.; Seibert, M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9759-9769
32. Zazubovich, V.; Jankowiak, R.; Riley, K.; Picorel, R.; Seibert, M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2862-2866
33. Jankowiak, R.; Rätsep, M.; Hayes, J.; Zazubovich, V.; Picorel, R.; Seibert, M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2068-2074
34. Raszewski, G.; Saenger, W.; Renger, T. Biophys. J. 2005, 88, 986-998
35. Madjet, M. E.; Abdurahman, A.; Renger, T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 17268-17281
36. Novoderezhkin, V. I.; Dekker, J. P; van Grondelle, R. Biophys. J. 2007, 93, 1293-1311
37. Novoderezhkin, V. I.; Romero, E.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R. ChemPhysChem 2011, 12, 681-688
38. Saito, K; Mukai, K.; Sumi, H. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 122-129
39. Jankowiak, R.; Hayes, J. M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8803-8814
40. Reppert, M.; Zazubovich, V.; Dang, N. C.; Seibert, M.; Jankowiak, R. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9934-9947
41. Reppert, M.; Acharya, K.; Neupane, B.; Jankowiak, R. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11884-11898
42. Vasil′ev, S.; Orth, P.; Zouni, A.; Owens, T. G.; Bruce, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 8602-8807
43. Cox, N.; Hughes, J.; Rutherford, A. W.; Krausz, E. Physics Procedia 2010, 3, 1601-1605
44. Herascu, N.; Ahmouda, S.; Picorel, R.; Seibert, M.; Jankowiak, R.; Zazubovich, V. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 15098-15109
45. Jankowiak, R.; Reppert, M.; Zazubovich, V.; Pieper, J.; Reinot, T. Chem. Rev. 2011, 111, 4546-4598
46. Germano, M.; Shkuropatov, A. Ya.; Permentier, H.; Khatypov, R. A.; Shuvalov, V. A.; Hoff, A. J.; van Gorkom, H. J. Photosynth. Res. 2000, 64, 189-198
47. Yruela, I.; Torrado, E.; Roncel, M.; Picorel, R. Photochem. Photobiol. 2001, 67, 199-206
48. Xiong, L. Modification of the Protein Matrix around Active- and Inactive Pheophytins by Site-Directed Mutagenesis, Affects on Energy And Electron Transfer Processes in Photosystem II. Ph.D. Dissertation; The Ohio State University: Columbus, OH, 2002.
49. Kálmán, L.; Williams, J. C.; Allen, J. P. Photosynth. Res. 2008, 98, 643-655
50. Kirmaier, C.; Gaul, D.; DeBey, R.; Holten, D.; Schenck, C. C. Science 1991, 251, 922-927
51. Heller, B. A.; Holten, D.; Kirmaier, C. Science 1995, 269, 940-945
52. Chirino, A. J.; Lous, E. J.; Huber, M.; Allen, J. P.; Schenck, C. C.; Paddock, M. L.; Feher, G.; Ress, D. C. Biochemistry 1994, 33, 4584-4593
53. Gall, B.; Zehetner, A.; Scheer, H. FEBS Lett. 1998, 434, 88-92
54. Acharya, K.; Zazubovich, V.; Reppert, M.; Jankowiak, R. J. Phys. Chem. B 2012, in press.
55. Mimuro, M.; Tomo, T.; Nishimura, Y.; Yamazaki, I.; Satoh, K. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1232, 81-88
56. Vacha, F.; Joseph, D. M.; Durrant, J. R.; Telfer, A.; Klug, D. R.; Porter, G.; Barber, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 2929-2933
57. Eijckelhoff, C.; Dekker, J. P. Photosynth. Res. 1997, 52, 69-73
58. Dang, N. C.; Zazubovich, V.; Reppert, M.; Neupane, B.; Picorel, R.; Seibert, M.; Jankowiak, R. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9921-9933
59. Neupane, B; Dang, N. C.; Acharya, K.; Reppert, M.; Zazubovich, V.; Picorel, R.; Seibert, M.; Jankowiak, R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4214-4229
60. Årsköld, S. P.; Masters, V. M.; Prince, B. J.; Smith, P. J.; Pace, R. J.; Krausz, E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13063-13074
61. Pearlstein, R. M. In Photosynthesis: Energy Conversion by Plants and Bacteria; Govindjee, Ed.; Academic Press: New York, 1982; Vol. 1, pp 293-330.
62. Krausz, E.; Hughes, J. L.; Smith, P.; Pace, R.; Årsköld, S. P. Photochem. Photobiol. Sci. 2005, 4, 744-753
63. Hughes, J. L.; Smith, P.; Pace, R.; Krausz, E. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1757, 841-851
64. Jankowiak, R.; Small, G. J. In The Photosynthetic Reaction Centers; Norris, J.; Deisenhofer, J., Eds.; Academic Press: New York, 1993; p 133.
65. Chang, H.-C.; Jankowiak, R.; Reddy, N. R. S.; Yocum, C. F.; Picorel, R.; Seibert, M.; Small, G. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7725-7735
66. Jankowiak, R.; Hayes, J. M.; Small, G. J. Chem. Rev 1993, 93, 1471-1502
67. Durrant, J. R.; Klug, D. R.; Kwa, S. L. S.; van Grondelle, R.; Porter, G.; Dekker, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 4798-4802
68. Tetenkin, V. L.; Gulyaev, B. A.; Seibert, M.; Rubin, A. B. FEBS Lett. 1989, 250, 459-463
69. van Kan, P. J. M.; Otte, S. C. M.; Kleinherenbrink, F. A. M.; Nieveen, M. C.; Aartsma, T. J.; van Gorkom, H. J. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 146-152
70. van Mieghem, F.; Brettel, K.; Hillmann, B.; Kamlowski, A.; Rutherford, A. W.; Schlodder, E. Biochemistry 1995, 34, 4798-4813
71. Shkuropatov, A. Y.; Khatypov, R. A.; Volshchukova, T. S.; Shkuropatova, V. A.; Owens, T. G.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 1997, 420, 171-174
72. Shkuropatov, A. Y.; Khatypov, R. A.; Zverreva, M. G.; Shkuropatova, V. A.; Owens, T. G.; Shuvalov, V. A. FEBS Lett. 1999, 450, 163-167
73. Moënne-Loccoz, P.; Robert, B.; Latz, M. Biochemistry 1989, 28, 3641-3645
74. Bylina, E. J.; Kirmaier, C.; McDowell, L.; Holten, D.; Youvan, D. C. Nature 1988, 336, 182-184
75. Clyton, R. K.; Yamamoto, T. Photochem. Photobiol. 1976, 24, 67-70
76. Diner, B. A.; Rappaport, F. Annu. Rev. Plant Biol. 2002, 53, 551-580
77. Konermann, L.; Holzwarth, A. R. Biochemistry 1996, 35, 829-842
78. Mimuro, M.; Tomo, T.; Nishimura, Y.; Yamazaki, I.; Satoh, K. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1232, 81-88
79. Stewart, D. H.; Nixon, P. J.; Diner, B. A.; Brudvig, G. W. Biochemistry 2000, 39, 14583-14594
80. Rätsep, M.; Pieper, J.; Irrgang, K.-D.; Freiberg, A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 110-118
81. Steffen, M. A.; Lao, K.; Boxer, S. G. Science 1994, 264, 810-816
82. Reddy, N. R. S.; Kolaczkowski, S. V.; Small, G. J. Science 1993, 260, 68-71
83. Saito, K.; Ishida, T.; Sugiura, M.; Kawakami, K.; Umena, Y.; Kamiya, N.; Shen, J.-R.; Ishikita, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14379-14388
84. Renger, T.; Schlodder, E. ChemPhysChem 2010, 11, 1141-1153
85. den Hartog, F. T. H.; Dekker, J. P.; van Grondelle, R.; Völker, S. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 11007-11016
86. Groot, M.-L.; Dekker, J. P; van Grondelle, R.; den Hartog, F. T. H.; Völker, S. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11488-11495