The structure and activation of substrate water molecules in the S 2 state of photosystem II studied by hyperfine sublevel correlation spectroscopy

Energy and Environmental Science

Volumn 5, Issue 7, 2012, Pages 7747-7756

  Milikisiyants, Sergey ^a   Chatterjee, Ruchira ^a   Coates, Christopher S ^a   Koua, Faisal H M ^b   Shen, Jian Ren ^b   Lakshmi, K V ^a  

^a Research Rensselaer Polytechnic Institute   (United States)

^b OKAYAMA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYTIC CENTER; CATALYTIC CYCLES; CORRELATION SPECTROSCOPY; DIOXYGENS; HYPERFINE INTERACTIONS; HYPERFINES; INTERMEDIATE STATE; LOW TEMPERATURES; MAGNETIC INTERACTIONS; MANGANESE CLUSTER; OXYGEN-EVOLVING COMPLEXES; PHOTOSYSTEM II; SYNECHOCYSTIS; WATER MOLECULE; WATER OXIDATION; WATER SPLITTING; X-RAY STRUCTURE;

MANGANESE; PARAMAGNETISM; PROTONS;

OXYGEN;

CATALYSIS; CYANOBACTERIUM; LEAFY VEGETABLE; OXIDATION; PROTEIN; SOLAR POWER; SPECTROSCOPY; SUBSTRATE;

SPINACIA OLERACEA; SYNECHOCYSTIS; SYNECHOCYSTIS SP. PCC 6803; TETRA; THERMOSYNECHOCOCCUS VULCANUS;

EID: 84863110346     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2ee21210b     Document Type: Article

References (67)

1. R. E. Blankenship, Molecular Mechanisms of Photosynthesis, Wiley-Blackwell, 2002
2. J. P. McEvoy G. W. Brudvig Chem. Rev. 2006 106 4455 4483
3. D. G. Nicholls and S. J. Ferguson, Bioenergetics 3, Academic Press, New York, 2002
4. R. E. Blankenship Photosynth. Res. 1992 33 91 111
5. P. E. M. Siegbahn Acc. Chem. Res. 2009 42 1871 1880
6. J. Kern G. Renger Photosynth. Res. 2007 94 183 202
7. R. J. Debus Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1992 1102 269 352
8. V. K. Yachandra K. Sauer M. P. Klein Chem. Rev. 1996 96 2927 2950
9. B. Kok B. Forbush M. McGloin Photochem. Photobiol. 1970 11 457 475
10. A. Zouni H. T. Witt J. Kern P. Fromme N. Krauss W. Saenger P. Orth Nature 2001 409 739 743
11. N. Kamiya J. R. Shen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 98 103
12. K. N. Ferreira T. M. Iverson K. Maghlaoui J. Barber S. Iwata Science 2004 303 1831 1838
13. B. Loll J. Kern W. Saenger A. Zouni J. Biesiadka Nature 2005 438 1040 1044
14. J. M. Peloquin R. D. Britt Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2001 1503 96 111
15. J. Messinger J. H. A. Nugent M. C. W. Evans Biochemistry 1997 36 11055 11060
16. K. A. Ahrling S. Peterson S. Styring Biochemistry 1998 37 8115 8120
17. L. V. Kulik B. Epel W. Lubitz J. Messinger J. Am. Chem. Soc. 2005 127 2392 2393
18. H. A. Chu W. Hillier N. A. Law G. T. Babcock Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2001 1503 69 82
19. R. J. Debus Coord. Chem. Rev. 2008 252 244 258
20. J. Yano Y. Pushkar P. Glatzel A. Lewis K. Sauer J. Messinger U. Bergmann V. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14974 14975
21. E. M. Sproviero J. A. Gascon J. P. McEvoy G. W. Brudvig V. S. Batista Curr. Opin. Struct. Biol. 2007 17 173 180
22. E. M. Sproviero J. A. Gascon J. P. McEvoy G. W. Brudvig V. S. Batista Coord. Chem. Rev. 2008 252 395 415
23. J. Yano J. Kern K. Sauer M. J. Latimer Y. Pushkar J. Biesiadka B. Loll W. Saenger J. Messinger A. Zouni V. K. Yachandra Science 2006 314 821 825
24. Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya Nature 2011 473 55 60
25. A. Guskov J. Kern A. Gabdulkhakov M. Broser A. Zouni W. Saenger Nat. Struct. Mol. Biol. 2009 16 334 342
26. S. Luber I. Rivalta Y. Umena K. Kawakami J.-R. Shen N. Kamiya G. W. Brudvig V. S. Batista Biochemistry 2011 50 6308 6311
27. Y. L. Pushkar J. Yano K. Sauer A. Boussac V. K. Yachandra Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 1879 1884
28. H. A. Chu W. Hillier R. J. Debus Biochemistry 2004 43 3152 3166
29. T. Noguchi T. Ono Y. Inoue Biochemistry 1992 31 5953 5956
30. T. Noguchi M. Sugiura Biochemistry 2001 40 1497 1502
31. H. Yamada H. Mino S. Itoh Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2007 1767 197 203
32. R. D. Britt K. A. Campbell J. M. Peloquin M. L. Gilchrist C. P. Aznar M. M. Dicus J. Robblee J. Messinger Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2004 1655 158 171
33. J. H. Su J. Messinger Appl. Magn. Reson. 2010 37 123 136
34. J. Yano J. Kern Y. Pushkar K. Sauer P. Glatzel U. Bergmann J. Messinger A. Zouni V. K. Yachandra Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2008 363 1139 1147
35. E. M. Sproviero J. A. Gascon J. P. McEvoy G. W. Brudvig V. S. Batista J. Am. Chem. Soc. 2008 130 3428 3442
36. P. E. M. Siegbahn Curr. Opin. Struct. Biol. 2002 6 227 235
37. G. Feher Phys. Rev. 1956 103 834 835
38. E. R. Davies Phys. Lett. A 1974 47 1 2
39. W. B. Mims Proc. R. Soc. London, Ser. A 1965 283 452 457
40. A. Schweiger and G. Jeschke, Principles of Pulse Electron Paramagnetic Resonance, Oxford University Press, 2001
41. S. A. Dikanov and Y. D. Tsvetkov, Electron Spin Echo Modulation (ESEEM) Spectroscopy, CRC Press, Inc., 1992
42. P. Hofer A. Grupp H. Nebenfuhr M. Mehring Chem. Phys. Lett. 1986 132 279 282
43. A. Kawamori T. Inui T. Ono Y. Inoue FEBS Lett. 1989 254 219 224
44. X. S. Tang M. Sivaraja G. C. Dismukes J. Am. Chem. Soc. 1993 115 2382 2389
45. R. Fiege W. Zweygart R. Bittl N. Adir G. Renger W. Lubitz Photosynth. Res. 1996 48 227 237
46. C. P. Aznar R. D. Britt Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2002 357 1359 1365
47. K. V. Lakshmi M. J. Reifler D. A. Chisholm J. Y. Wang B. A. Diner G. W. Brudvig Photosynth. Res. 2002 72 175 189
48. R. Rippka J. Deruelles J. B. Waterbury M. Herdman R. Y. Stanier J. Gen. Microbiol. 1979 111 1 61
49. W. F. Beck J. C. Depaula G. W. Brudvig Biochemistry 1985 24 3035 3043
50. J. R. Shen Y. Inoue Biochemistry 1993 32 1825 1832
51. J. R. Shen N. Kamiya Biochemistry 2000 39 14739 14744
52. D. A. Berthold G. T. Babcock C. F. Yocum FEBS Lett. 1981 134 231 234
53. J. C. Depaula W. F. Beck G. W. Brudvig J. Am. Chem. Soc. 1986 108 4002 4009
54. M. Zheng G. C. Dismukes Inorg. Chem. 1996 35 3307 3319
55. G. W. Brudvig Adv. Chem. 1995 246 249 263
56. G. W. Brudvig ACS Symp. Ser. 1988 372 221 237
57. S. Milikisiyants R. Chatterjee A. Weyers A. Meenaghan C. Coates K. V. Lakshmi J. Phys. Chem. B 2010 114 10905 10911
58. S. Milikisiyants R. Chatterjee K. V. Lakshmi J. Phys. Chem. B 2011 115 12220 12229
59. D. W. Randall M. K. Chan W. H. Armstrong R. D. Britt Mol. Phys. 1998 95 1283 1294
60. K. O. Schafer R. Bittl W. Zweygart F. Lendzian G. Haselhorst T. Weyhermuller K. Wieghardt W. Lubitz J. Am. Chem. Soc. 1998 120 13104 13120
61. D. W. Randall A. Gelasco M. T. Caudle V. L. Pecoraro R. D. Britt J. Am. Chem. Soc. 1997 119 4481 4491
62. K. Sauer J. Yano V. K. Yachandra Coord. Chem. Rev. 2008 252 318 335
63. K. Kawakami Y. Umena N. Kamiya J.-R. Shen J. Photochem. Photobiol., B 2011 104 9 18
64. C. Teutloff S. Pudollek S. Kessen M. Broser A. Zouni R. Bittl Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 6715 6726
65. T. A. Stich J. W. Whittaker R. D. Britt J. Phys. Chem. B 2010 114 14178 14188
66. J.-H. Su N. Cox W. Ames D. A. Pantazis L. Rapatskiy T. Lohmiller L. V. Kulik P. Dorlet A. W. Rutherford F. Neese A. Boussac W. Lubitz J. Messinger Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2011 1807 829 840
67. J. I. Martinez I. Yruela R. Picorel P. J. Alonso J. Phys. Chem. B 2010 114 15345 15353