Electronic spectra of structurally deformed lutein

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 116, Issue 40, 2012, Pages 9843-9853

  Macernis, Mindaugas ^a,b   Sulskus, Juozas ^a   Duffy, Christopher D P ^c   Ruban, Alexander V ^c   Valkunas, Leonas ^a,b  

^a VILNIUS UNIVERSITY   (Lithuania)

^b CENTER FOR PHYSICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY   (Lithuania)

^c QUEEN MARY UNIVERSITY OF LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPARATIVE ANALYSIS; CONJUGATED CHAIN; CRYSTALLOGRAPHIC DATA; DOMINANT FACTOR; ELECTRONIC SPECTRUM; EXCITED ELECTRONIC STATE; GASPHASE; GEOMETRIC DISTORTION; HIGHER PLANTS; LIGHT-HARVESTING ANTENNAS; PARTICLE-HOLE SYMMETRY; PHOTOSYSTEM II; PIGMENT-PROTEIN COMPLEXES; POLYENE CHAINS; QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS; SPECTRAL PROPERTIES; VALENCE BONDS;

FACTOR ANALYSIS; MIXING; QUANTUM CHEMISTRY;

ORGANIC COMPOUNDS;

XANTHOPHYLL;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; QUANTUM THEORY; SPECTROSCOPY;

LUTEIN; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; QUANTUM THEORY; SPECTRUM ANALYSIS;

EID: 84868135392     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp304363q     Document Type: Article

References (83)

1. Blankenship, R. E. Molecular Mechanisms of Photosynthesis; Wiley-Blackwell: New York, 2002.
2. Frank, H. A.; Cogdell, R. J. In Carotenoids in Photosynthesis; Young, A. J., Britton, G., Eds.; Chapman & Hall: London, U.K., 1993; pp 253-326.
3. van Amerongen, H.; Valkunas, L.; van Grondelle, R. Photosynthetic Excitons; World Scientific: Singapore, 2000.
4. Horton, P.; Ruban, A. V.; Walters, R. G. Annu. Rev. Plant. Physiol. 1996, 47, 655-684.
5. Demmig, B.; Winter, K.; Kruger, A.; Czygan, F. C. Plant Physiol. 1988, 87, 17-24.
6. Muller, P.; Li, X. P.; Niyogi, K. K. Plant Physiol. 2001, 125, 1558-1566.
7. Ruban, A. V.; Pascal, A. A.; Robert, B.; Horton, P. J. Biol. Chem. 2002, 277, 7785-7789.
8. Goral, T. K.; Johnson, M. P.; Duffy, C. D. P.; Brain, A. P. R.; Ruban, A. V.; Mullineaux, C. W. Plant J. 2012, 69, 289-301.
9. Barzda, V.; Vengris, M.; Valkunas, L.; van Grondelle, R.; van Amerongen, H. Biochemistry 2000, 39, 10468-10477.
10. Dreuw, A.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M. Biochem. Soc. 2005, 33, 858-862.
11. Holt, N. E.; Zigmantas, D.; Valkunas, L.; Li, X. P.; Niyogi, K. K.; Fleming, G. R. Science 2005, 307, 433-436.
12. Ruban, A. V.; Berera, R.; Ilioaia, C.; van Stokkum, I. H. M.; Kennis, J. T. M.; Pascal, A. A.; van Amerongen, H.; Robert, B.; Horton, P.; van Grondelle, R. Nature 2007, 450, 575-578.
13. Wahadoszamen, M.; Berera, R.; Ara, A. M.; Romero, E.; van Grondelle, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 759-766.
14. Pascal, A. A.; Liu, Z. F.; Broess, K.; van Oort, B.; van Amerongen, H.; Wang, C.; Horton, P.; Robert, B.; Chang, W. R.; Ruban, A. Nature 2005, 436, 134-137.
15. Ruban, A. V.; Pascal, A. A.; Robert, B.; Horton, P. J. Biol. Chem. 2001, 276, 24862-24870.
16. Ilioaia, C.; Johnson, M. P.; Liao, P. N.; Pascal, A. A.; van Grondelle, R.; Walla, P. J.; Ruban, A. V.; Robert, B. J. Biol. Chem. 2011, 286, 27247-27254.
17. Valkunas, L.; Trinkunas, G.; Chmeliov, J.; Ruban, A. V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 7576-7584.
18. Ruban, A. V.; Pascal, A.; Lee, P. J.; Robert, B.; Horton, P. J. Biol. Chem. 2002, 277, 42937-42942.
19. Lampoura, S. S.; Barzda, V.; Owen, G. M.; Hoff, A. J.; van Amerongen, H. Biochemistry 2002, 41, 9139-9144.
20. Bode, S.; Quentmeier, C. C.; Liao, P. N.; Hafi, N.; Barros, T.; Wilk, L.; Bittner, F.; Walla, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 12311-12316.
21. Muller, M. G.; Lambrev, P.; Reus, M.; Wientjes, E.; Croce, R.; Holzwarth, A. R. ChemPhysChem 2010, 11, 1289.
22. Polivka, T.; Sundström, V. Chem. Rev. 2004, 104, 2021-2071.
23. Tavan, P.; Schulten, K. J. Chem. Phys. 1986, 85, 6602-6609.
24. Kurashige, Y.; Nakano, H.; Nakao, Y.; Hirao, K. Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 425-429.
25. Starcke, J. H.; Wormit, M.; Schirmer, J.; Dreuw, A. Chem. Phys. 2006, 329, 39-49.
26. Wu, W.; Danovich, D.; Shurki, A.; Shaik, S. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 8744-8758.
27. Ostroumov, E.; Muller, M. G.; Marian, C. M.; Kleinschmidt, M.; Holzwarth, A. R. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 108302-4.
28. Polivka, T.; Zigmantas, D.; Herek, J. L.; He, Z.; Pascher, T.; Pullerits, T.; Cogdell, R. J.; Frank, H. A.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11016-11025.
29. Niedzwiedzki, D.; Koscielecki, J. F.; Cong, H.; Sullivan, J. O.; Gibson, G. N.; Birge, R. R.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 5984-5998.
30. Cong, H.; Niedzwiedzki, D. M.; Gibson, G. N.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3558-3567.
31. Niedzwiedzki, D. M.; Sullivan, J. O.; Polivka, T.; Birge, R. R.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 22872-22885.
32. Gradinaru, C. C.; Kennis, J. T. M.; Papagiannakis, E.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; Fleming, G. R.; Niederman, R. A.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2364-2369.
33. Papagiannakis, E.; Kennis, J. T. M.; van Stokkum, I. H. M.; Cogdell, R. J.; van Grondelle, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 6017-6022.
34. Papagiannakis, E.; Das, S. K.; Gall, A.; van Stokkum, I. H. M.; Robert, B.; van Grondelle, R.; Frank, H. A.; Kennis, J. T. M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5642-5649.
35. Polivka, T.; Balashov, S. P.; Chabera, P.; Imasheva, E. S.; Yartsev, A.; Sundström, V.; Lanyi, J. K. Biophys. J. 2009, 96, 2268-2277.
36. Fujiwara, M.; Yamauchi, K.; Sugisaki, M.; Yanagi, K.; Gall, A.; Robert, B.; Cogdell, R.; Hashimoto, H. Phys. Rev. B 2008, 78, 161101-4.
37. Christensson, N.; Polivka, T.; Yartsev, A.; Pullerits, T. Phys. Rev. B 2009, 79, 245118-14.
38. Papagiannakis, E.; Stokkum, I. H. M.; Vengris, M.; Cogdell, R. J.; Grondelle, R.; Larsen, D. S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5727-5736.
39. Polivka, T.; Sundström, V. Chem. Phys. Lett. 2009, 477, 1-11.
40. Savolainen, J.; Buckup, T.; Hauer, J.; Jafarpour, A.; Serrat, C.; Motzkus, M.; Herek, J. L. Chem. Phys. 2009, 357, 181-187.
41. Buckup, T.; Savolainen, J.; Wohlleben, W.; Herek, J. L.; Hashimoto, H.; Correia, R. R. B.; Motzkus, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194505-7.
42. Frank, H. A.; Bautista, J. A.; Josue, J.; Pendon, Z.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4569-4577.
43. Rechthaler, K.; Köhler, G. Chem. Phys. 1994, 189, 99-116.
44. Rettig, W. Angew. Chem., Int. Ed. 1986, 25, 971-988.
45. Gulbinas, V.; Kodis, G.; Jursenas, S.; Valkunas, L.; Gruodis, A.; Mialocq, J. C.; Pommeret, S.; Gustavsson, T. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3969-3980.
46. Bautista, J. A.; Connors, R. E.; Raju, B. B.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8751-8758.
47. Vaswani, H. M.; Hsu, C. P.; Head-Gordon, M.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7940-7946.
48. Papagiannakis, E.; Larsen, D. S.; van Stokkum, I. H. M.; Vengris, M.; Hiller, R. G.; van Grondelle, R. Biochemistry 2004, 43, 15303-15309.
49. Papagiannakis, E.; Vengris, M.; Larsen, D. S.; van Stokkum, I. H. M.; Hiller, R. G.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 512-521.
50. Van Tassle, A. J.; Prantil, M. A.; Hiller, R. G.; Fleming, G. R. Isr. J. Chem. 2007, 47, 17-24.
51. Zigmantas, D.; Hiller, R. G.; Yartsev, A.; Sundstrom, V.; Polivka, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5339-5348.
52. Linden, P. A.; Zimmermann, J.; Brixner, T.; Holt, N. E.; Vaswani, H. M.; Hiller, R. G.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10340-10345.
53. Shima, S.; Ilagan, R. P.; Gillespie, N.; Sommer, B. J.; Hiller, R. G.; Sharples, F. P.; Frank, H. A.; Birge, R. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8052-8066.
54. Enriquez, M. M.; Fuciman, M.; LaFountain, A. M.; Wagner, N. L.; Birge, R. R.; Frank, H. A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 12416-12426.
55. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. Chem. Rev. 2005, 105, 4009-4037.
56. Hsu, C. P.; Hirata, S.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 451-458.
57. Casida, M. E. In Recent Advances in Density Functional Methods; Chong, D. P., Ed.; World Scientific: Singapore, 1995; Vol. 1, pp 155- 192.
58. Lecture Notes in Physics; Marques, M. A. L., Ullrich, C. A., Nogueira, F., Rubio, A., Burke, K., Gross, E. K. U., Eds.; Springer: Berlin, Germany, 2006.
59. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
60. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291-299.
61. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
62. Wormit, M.; Harbach, P. H. P.; Mewes, J. M.; Amarie, S.; Wachtveitl, J.; Dreuw, A. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2009, 1787, 738-746.
63. Starcke, J. H.; Wormit, M.; Schirmer, J.; Dreuw, A. Chem. Phys. 2006, 329, 39-49.
64. Werner, H. J.; Reinsch, E. A. J. Chem. Phys. 1982, 76, 3144.
65. Werner, H. J. Adv. Chem. Phys. 1987, 69, 1-62.
66. Ruban, A. V.; Pascal, A. A.; Robert, B. FEBS Lett. 2000, 477, 181-185.
67. Liu, Z. F.; Yan, H. C.; Wang, K. B.; Kuang, T. Y.; Zhang, J. P.; Gui, L. L.; An, X. M.; Chang, W. R. Nature 2004, 428, 287-292.
68. Dreuw, A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4592-4599.
69. Cunningham, F. X., Jr.; Grantt, E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 2905-2910.
70. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: Oxford, U.K., 1989.
71. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
72. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A.; Vreven, T., Jr.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; et al. Gaussian 03, revision D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford CT, 2004.
73. Neese, F.; Becker, U.; Ganyushin, D.; Kossmann, S.; Hansen, A.; Liakos, D.; Terenko, T.; Riplinger, C.; Wennmohs, F. ORCA, an ab initio, density functional and semiempirical program package, version 2.8; University of Bonn: Bonn, Germany, 2009.
74. Stewart, J. J. P. MOPAC 2006, version 1.0; Fujitsu Limited: Tokyo, Japan, 2006.
75. Duffy, C. D. P.; Johnson, M. P.; Macernis, M.; Valkunas, L.; Barford, W.; Ruban, A. V. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15244-15253.
76. Karabunarliev, S.; Baumgarten, M.; Mullen, K. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 8236-8243.
77. Orlandi, G.; Zerbetto, F.; Zgierski, M. Z. Chem. Rev. 1991, 91, 867-891.
78. Pariser, R. J. Chem. Phys. 1956, 24, 250-268.
79. Muh, F.; Madjet, M. E. A.; Renger, T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13517-13535.
80. Konig, C.; Neugebauer, J. ChemPhysChem 2012, 13, 386-425.
81. Palacios, M. A.; Frese, R. N.; Gradinaru, C. C.; van Stokkum, I. H. M.; Premvardhan, L. L.; Horton, P.; Ruban, A. V.; van Grondelle, R.; van Amerongen, H. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2003, 1605, 83-95.
82. Kröner, D.; Götze, J. P. J. Photochem. Photobiol., B 2012, 109, 12-19.
83. Wentworth, M.; Ruban, A. V.; Horton, P. Biochemistry 2004, 43, 501-509.