Diffusion-enhanced förster resonance energy transfer and the effects of external quenchers and the donor quantum yield

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 1, 2013, Pages 185-198

  Jacob, Maik H ^a   Dsouza, Roy N ^a   Ghosh, Indrajit ^a   Norouzy, Amir ^a   Schwarzlose, Thomas ^a   Nau, Werner M ^a  

^a JACOBS UNIVERSITY BREMEN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOACTIVITY; ENERGY TRANSFER; PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS; POTASSIUM IODIDE; QUANTUM YIELD;

COSOLVENTS; DIFFUSION ENHANCEMENT; DIFFUSION EQUATIONS; DISTANCE DISTRIBUTIONS; DONOR AND ACCEPTOR; DONOR-ACCEPTOR DISTANCE; DYNAMIC PROPERTY; POLYMER CHAINS; RESONANCE ENERGY TRANSFER; SITE TO SITES; SITE-TO-SITE DISTANCES; STRUCTURAL EFFECT; TIME-RESOLVED; TWO CHAINS;

DIFFUSION;

EID: 84872335962     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp310381f     Document Type: Article

References (85)

1. Grupi, A.; Haas, E. J. Mol. Biol. 2011, 405, 1267-1283
2. Grupi, A.; Haas, E. J. Mol. Biol. 2011, 411, 234-247
3. Ratner, V.; Kahana, E.; Haas, E. J. Mol. Biol. 2002, 320, 1135-1145
4. Haas, E. ChemPhysChem 2005, 6, 858-870
5. Jacob, M. H.; Amir, D.; Ratner, V.; Gussakowsky, E.; Haas, E. Biochemistry 2005, 44, 13664-13672
6. Ratner, V.; Amir, D.; Kahana, E.; Haas, E. J. Mol. Biol. 2005, 352, 683-699
7. Ittah, V.; Haas, E. Biochemistry 1995, 34, 4493-4506
8. Navon, A.; Ittah, V.; Landsman, P.; Scheraga, H. A.; Haas, E. Biochemistry 2001, 40, 105-118
9. Sinev, M. A.; Sineva, E. V.; Ittah, V.; Haas, E. Biochemistry 1996, 35, 6425-6437
10. Orevi, T.; Ben Ishay, E.; Pirchi, M.; Jacob, M. H.; Amir, D.; Haas, E. J. Mol. Biol. 2009, 385, 1230-1242
11. Wright, P. E.; Dyson, H. J. J. Mol. Biol. 1999, 293, 321-331
12. Avbelj, F.; Grdadolnik, S. G.; Grdadolnik, J.; Baldwin, R. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 1272-1277
13. Schweitzer-Stenner, R. Mol. BioSyst. 2012, 8, 122-133
14. Magg, C.; Schmid, F. X. J. Mol. Biol. 2004, 335, 1309-1323
15. Sinha, K. K.; Udgaonkar, J. B. J. Mol. Biol. 2007, 370, 385-405
16. Dasgupta, A.; Udgaonkar, J. B. J. Mol. Biol. 2010, 403, 430-445
17. Sarkar, S. S.; Udgaonkar, J. B.; Krishnamoorthy, G. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 7479-7486
18. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Eaton, W. A. Nature 2002, 419, 743-747
19. Schuler, B.; Eaton, W. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 16-26
20. Lipman, E. A.; Schuler, B.; Bakajin, O.; Eaton, W. A. Science 2003, 301, 1233-1235
21. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Steinbach, P. J.; Kumke, M.; Eaton, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2754-2759
22. Gopich, I. V.; Szabo, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 7747-7752
23. Klostermeier, D.; Millar, D. P. Biopolymers 2001, 61, 159-179
24. Kahra, D.; Kovermann, M.; Low, C.; Hirschfeld, V.; Haupt, C.; Balbach, J.; Hübner, C. G. J. Mol. Biol. 2011, 411, 781-790
25. Nettels, D.; Gopich, I. V.; Hoffmann, A.; Schuler, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 2655-2660
26. Steinberg, I. Z.; Katchalski-Katzir, E. J. Chem. Phys. 1968, 48, 2404-2410
27. Haas, E.; Katchalski-Katzir, E.; Steinberg, I. Z. Biopolymers 1978, 17, 11-31
28. Beechem, J. M.; Haas, E. Biophys. J. 1989, 55, 1225-1236
29. Steinberg, I. Z. J. Theor. Biol. 1994, 166, 173-187
30. Haas, E.; Wilchek, M.; Katchalski-Katzir, E.; Steinberg, I. Z. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 1807-1811
31. Lakowicz, J. R.; Gryczynski, I.; Kusba, J.; Wiczk, W.; Szmacinski, H.; Johnson, M. L. Photochem. Photobiol. 1994, 59, 16-29
32. Kusba, J.; Lakowicz, J. R. Methods Enzymol. 1994, 240, 216-262
33. Kusba, J.; Piszczek, G.; Gryczynski, I.; Johnson, M. L.; Lakowicz, J. R. Chem. Phys. Lett. 2000, 319, 661-668
34. Lakowicz, J. R.; Kusba, J.; Gryczynski, I.; Wiczk, W.; Szmacinski, H.; Johnson, M. L. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9654-9660
35. Berg, H. C. Random Walks in Biology; Princeton University Press: Princeton, NJ, 1993.
36. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3 rd ed.; Kluwer Academic/Plenum: New York, 2006; p 498.
37. Makarov, D. E.; Plaxco, K. W. J. Chem. Phys. 2009, 131 085105
38. Möglich, A.; Joder, K.; Kiefhaber, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 12394-12399
39. Sahoo, H.; Roccatano, D.; Zacharias, M.; Nau, W. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8118-8119
40. Sahoo, H.; Nau, W. M. ChemBioChem 2007, 8, 567-573
41. Sahoo, H.; Roccatano, D.; Hennig, A.; Nau, W. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9762-9772
42. Jacob, M. H.; Nau, W. M. In Folding, Misfolding and Nonfolding of Peptides and Small Proteins; Schweitzer-Stenner, R., Ed.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2011.
43. Verbaro, D.; Ghosh, I.; Nau, W. M.; Schweitzer-Stenner, R. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 17201-17208
44. Hudgins, R. R.; Huang, F.; Gramlich, G.; Nau, W. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 556-564
45. Nau, W. M.; Huang, F.; Wang, X.; Bakirci, H.; Gramlich, G.; Marquez, C. Chimia 2003, 57, 161-167
46. Jacob, M.; Schindler, T.; Balbach, J.; Schmid, F. X. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 5622-5627
47. Jerome, F. S.; Tseng, J. T.; Fan, L. T. J. Chem. Eng. Data 1968, 13, 496
48. Schuler, B.; Kremer, W.; Kalbitzer, H. R.; Jaenicke, R. Biochemistry 2002, 41, 11670-11680
49. Naganathan, A. N.; Perez-Jimenez, R.; Sanchez-Ruiz, J. M.; Munoz, V. Biochemistry 2005, 44, 7435-7449
50. Eftink, M. R.; Jia, Y. W.; Hu, D.; Ghiron, C. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 5713-5723
51. Joshi, S.; Ghosh, I.; Pokhrel, S.; Madler, L.; Nau, W. M. ACS Nano 2012, 6, 5668-79
52. Khan, Y. R.; Dykstra, T. E.; Scholes, G. D. Chem. Phys. Lett. 2008, 461, 305-309
53. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 2, 55-75
54. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3 rd ed.; Kluwer Academic/Plenum: New York, 2006; p 142.
55. Liu, T.; Callis, P. R.; Hesp, B. H.; de Groot, M.; Buma, W. J.; Broos, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4104-4113
56. Sarkar, S. S.; Udgaonkar, J. B.; Krishnamoorthy, G. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 7479-7486
57. Bieri, O.; Wirz, J.; Hellrung, B.; Schutkowski, M.; Drewello, M.; Kiefhaber, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 9597-601
58. Krieger, F.; Fierz, B.; Bieri, O.; Drewello, M.; Kiefhaber, T. J. Mol. Biol. 2003, 332, 265-274
59. Fierz, B.; Joder, K.; Krieger, F.; Kiefhaber, T. Methods Mol. Biol. 2007, 350, 169-187
60. Neuweiler, H.; Lollmann, M.; Doose, S.; Sauer, M. J. Mol. Biol. 2007, 365, 856-869
61. Möglich, A.; Joder, K.; Kiefhaber, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6787
62. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3 rd ed.; Kluwer Academic/Plenum: New York, 2006; p 445.
63. Steinberg, I. Z.; Haas, E.; Katchalski-Katzir, E. In Time Resolved Spectroscopy in Biology; Cundall, R. B.; Dale, R. E., Eds.; Plenum Publishing: New York, 1983; pp 411-415.
64. Haas, E. In Protein Folding Handbook; Buchner, J.; Kiefhaber, T., Eds.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2008.
65. Klan, P.; Wirz, J. Photochemistry of Organic Compounds; Wiley: New York, 2009.
66. Plaxco, K. W.; Uzawa, T.; Cheng, R. R.; Cash, K. J.; Makarov, D. E. Biophys. J. 2009, 97, 205-210
67. Collins, K. D.; Neilson, G. W.; Enderby, J. E. Biophys. Chem. 2007, 128, 95-104
68. Santoro, M. M.; Bolen, D. W. Biochemistry 1988, 27, 8063-8068
69. Jacob, M. H.; Saudan, C.; Holtermann, G.; Martin, A.; Perl, D.; Merbach, A. E.; Schmid, F. X. J. Mol. Biol. 2002, 318, 837-45
70. Bicout, D. J.; Szabo, A. Protein Sci. 2000, 9, 452-465
71. Roccatano, D.; Sahoo, H.; Zacharias, M.; Nau, W. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2639-2646
72. Huang, F.; Rajagopalan, S.; Settanni, G.; Marsh, R. J.; Armoogum, D. A.; Nicolaou, N.; Bain, A. J.; Lerner, E.; Haas, E.; Ying, L. M.; Fersht, A. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 20758-20763
73. Nettels, D.; Hoffmann, A.; Schuler, B. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 6137-6146
74. Lapidus, L. J.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. J. Mol. Biol. 2002, 319, 19-25
75. Soranno, A.; Longhi, R.; Bellini, T.; Buscaglia, M. Biophys. J. 2009, 96, 1515-1528
76. Thirumalai, D.; Ha, B.-Y. In Theoretical and Mathematical Models in Polymer Research; Grossberg, A., Ed.; Academic: New York, 1998; pp 1-35.
77. May, V.; Kühn, O. Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems; Wiley-VCH: Berlin, 2000.
78. Sridevi, K.; Udgaonkar, J. B. Biochemistry 2003, 42, 1551-1563
79. Sinha, K. K.; Udgaonkar, J. B. J. Mol. Biol. 2005, 353, 704-718
80. Lapidus, L. J.; Steinbach, P. J.; Eaton, W. A.; Szabo, A.; Hofrichter, J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11628-11640
81. Ingratta, M.; Duhamel, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9209-9218
82. Jacob, M.; Geeves, M.; Holtermann, G.; Schmid, F. X. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 923-926
83. Neuweiler, H.; Schulz, A.; Bohmer, M.; Enderlein, J.; Sauer, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5324-5330
84. Huang, F.; Nau, W. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 2269-72
85. Lapidus, L. J.; Eaton, W. A.; Hofrichter, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 7220-7225