A strongly absorbing class of non-natural labels for probing protein electrostatics and solvation with FTIR and 2D IR spectroscopies

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 17, 2013, Pages 5009-5018

  Woys, Ann Marie ^a   Mukherjee, Sudipta S ^a   Skoff, David R ^a   Moran, Sean D ^a   Zanni, Martin T ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACIDS; DISSOCIATION; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; ELECTROSTATICS; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; PROBES; SOLVATION;

AQUEOUS BUFFER; FREQUENCY RANGES; INFRARED PROBES; LEAVING GROUPS; MEMBRANE-BOUND; PROTEIN CONCENTRATIONS; SIGNAL TO NOISE; STRUCTURE AND DYNAMICS;

PROTEINS;

EID: 84877014623     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp402946c     Document Type: Article

References (70)

1. Berne, B. J.; Pecora, R. Dynamic Light Scattering: with Applications to Chemistry, Biology, and Physics; Wiley-Interscience: 1975.
2. Kubo, R. A Stochastic Theory of Line Shape. Advances in Chemical Physics; John Wiley & Sons, Inc.
3. Hamm, P.; Zanni, M. Concepts and Methods of 2d Infrared Spectroscopy; Cambridge University Press: 2011.
4. DeCamp, M. F.; DeFlores, L.; McCracken, J. M.; Tokmakoff, A.; Kwac, K.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11016-11026
5. Waegele, M. M.; Culik, R. M.; Gai, F. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2598-2609
6. Lee, H.; Lee, G.; Jeon, J.; Cho, M. J. Phys. Chem. A 2011, 116, 347-357
7. King, J. T.; Ross, M. R.; Kubarych, K. J. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3754-3759
8. Greve, C.; Preketes, N. K.; Fidder, H.; Costard, R.; Koeppe, B.; Heisler, I. A.; Mukamel, S.; Temps, F.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 594-606
9. Naraharisetty, S. R. G.; Kurochkin, D. V.; Rubtsov, I. V. Chem. Phys. Lett. 2007, 437, 262-266
10. Rubtsov, I. V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1385-1394
11. Schade, M.; Moretto, A.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13393-13397
12. Woys, A. M.; Lin, Y.-S.; Reddy, A. S.; Xiong, W.; de, P. J. J.; Skinner, J. L.; Zanni, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2832-2838
13. Nydegger, M. W.; Rock, W.; Cheatum, C. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 6098-6104
14. Moran, S. D.; Woys, A. M.; Buchanan, L. E.; Bixby, E.; Decatur, S. M.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (3329-3334) S3329/3321-S3329/3324
15. Fafarman, A. T.; Webb, L. J.; Chuang, J. I.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13356-13357
16. Marek, P.; Mukherjee, S.; Zanni, M. T.; Raleigh, D. P. J. Mol. Biol. 2010, 400, 878-888
17. Urbanek, D. C.; Vorobyev, D. Y.; Serrano, A. L.; Gai, F.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3311-3315
18. Smith, E. E.; Linderman, B. Y.; Luskin, A. C.; Brewer, S. H. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 2380-2385
19. Alfieri, K. N.; Vienneau, A. R.; Londergan, C. H. Biochemistry 2011, 50, 11097-11108
20. Dutta, S.; Li, Y.-L.; Rock, W.; Houtman, J. C. D.; Kohen, A.; Cheatum, C. M. J. Phys. Chem. B 2011, 116, 542-548
21. Dawson, P.; Muir, T.; Clark-Lewis, I.; Kent, S. Science 1994, 266, 776-779
22. Flavell, R. R.; Muir, T. W. Acc. Chem. Res. 2008, 42, 107-116
23. Thielges, M. C.; Axup, J. Y.; Wong, D.; Lee, H. S.; Chung, J. K.; Schultz, P. G.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 11294-11304
24. Nagarajan, S.; Taskent-Sezgin, H.; Parul, D.; Carrico, I.; Raleigh, D. P.; Dyer, R. B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20335-20340
25. Lee, H.; Choi, J.-H.; Cho, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12658-12669
26. Choi, J.-H.; Raleigh, D.; Cho, M. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2158-2162
27. Bagchi, S.; Boxer, S. G.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 4034-4042
28. Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 8231-8251
29. Berliner, L. J.; Grunwald, J.; Hankovszky, H. O.; Hideg, K. Anal. Biochem. 1982, 119, 450-455
30. Agbossou, F.; Ramsden, J. A.; Huang, Y. H.; Arif, A. M.; Gladysz, J. A. Organometallics 1992, 11, 693-701
31. Rudolf, B.; Palusiak, M.; Zakrzewski, J.; Salmain, M.; Jaouen, G. Bioconjugate Chem. 2005, 16, 1218-1224
32. Jao, C. C.; Hegde, B. G.; Chen, J.; Haworth, I. S.; Langen, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 19666-19671
33. Jo, H.; Culik, R. M.; Korendovych, I. V.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Biochemistry 2010, 49, 10354-10356
34. Salmain, M.; Jaouen, G. C. R. Chim. 2003, 6, 249-258
35. 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.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4365-4370
36. Warren, J. J.; Ener, M. E.; Vlček, A., Jr.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2478-2487
37. Haquette, P.; Salmain, M.; Svedlung, K.; Martel, A.; Rudolf, B.; Zakrzewski, J.; Cordier, S.; Roisnel, T.; Fosse, C.; Jaouen, G. ChemBioChem 2007, 8, 224-231
38. Binkley, S. L.; Leeper, T. C.; Rowlett, R. S.; Herrick, R. S.; Ziegler, C. J. Metallomics 2011, 3, 909-916
39. Santos-Silva, T.; Mukhopadhyay, A.; Seixas, J. D.; Bernardes, G. J. L.; Romão, C. C.; Romão, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1192-1195
40. King, J. T.; Arthur, E. J.; Brooks, C. L.; Kubarych, K. J. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 5604-5611
41. Shih, C.; Museth, A. K.; Abrahamsson, M.; Blanco-Rodriguez, A. M.; Di Bilio, A. J.; Sudhamsu, J.; Crane, B. R.; Ronayne, K. L.; Towrie, M.; Vlček, A.; Richards, J. H.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 2008, 320, 1760-1762
42. Valensin, D.; Anzini, P.; Gaggelli, E.; Gaggelli, N.; Tamasi, G.; Cini, R.; Gabbiani, C.; Michelucci, E.; Messori, L.; Kozlowski, H.; Valensin, G. Inorg. Chem. 2010, 49, 4720-4722
43. Shim, S.-H.; Zanni, M. T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 748-761
44. Mavunkal, I. J.; Moss, J. R.; Bacsa, J. J. Organomet. Chem. 2000, 593-594, 361-368
45. Westerlund, K.; Moran, S. D.; Privett, H. K.; Hay, S.; Jarvet, J.; Gibney, B. R.; Tommos, C. Protein Eng., Des. Sel. 2008, 21, 645-652
46. Middleton, C. T.; Woys, A. M.; Mukherjee, S. S.; Zanni, M. T. Methods 2010, 52, 12-22
47. Herberhold, M.; Biersack, M. J. Organomet. Chem. 1995, 503, 277-287
48. Olah, G. A.; Narang, S. C.; Gupta, B. G. B.; Malhotra, R. J. Org. Chem. 1979, 44, 1247-1251
49. Kwak, K.; Rosenfeld, D. E.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2008, 128, 204505/204501-204505/204510
50. Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194510/194511-194510/ 194511
51. Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Mol. Liq. 2008, 141, 149-154
52. Lin, Y. S.; Shorb, J. M.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 592-602
53. Wang, L.; Middleton, C. T.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 3713-3724
54. Heilweil, E. J.; Cavanagh, R. R.; Stephenson, J. C. Chem. Phys. Lett. 1987, 134, 181-188
55. Suydam, I. T.; Snow, C. D.; Pande, V. S.; Boxer, S. G. Science 2006, 313, 200-204
56. Choi, J.-H.; Oh, K.-I.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2008, 129, 174512/174511-174512/174511
57. Hu, W.; Webb, L. J. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1925-1930
58. Eaves, J. D.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9424-9436
59. Warshaviak, D. T.; Serbulea, L.; Houk, K. N.; Hubbell, W. L. J. Phys. Chem. B 2010, 115, 397-405
60. Berliner, L. J. Spin Labeling: A Modern Perspective. Stable Radicals; John Wiley & Sons, Ltd.
61. Volkov, A.; Dockter, C.; Bund, T.; Paulsen, H.; Jeschke, G. Biophys. J. 2009, 96, 1124-1141
62. Hahn, S.; Kim, S.-S.; Lee, C.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 084905/084901-084905/084910
63. Zhuang, W.; Abramavicius, D.; Voronine, D. V.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14233-14236
64. Wang, L.; Middleton, C. T.; Singh, S.; Reddy, A. S.; Woys, A. M.; Strasfeld, D. B.; Marek, P.; Raleigh, D. P.; de, P. J. J.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16062-16071
65. Dijkstra, A. G.; Jansen, T. L. C.; Knoester, J. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 5392-5401
66. Baiz, C. R.; Kubarych, K. J.; Geva, E.; Sibert, E. L. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 5354-5363
67. Hamm, P.; Helbing, J.; Bredenbeck, J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2008, 59, 291-317
68. Baiz, C. R.; Kubarych, K. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12784-12785
69. Dunkelberger, E. B.; Buchanan, L. E.; Marek, P.; Cao, P.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12658-12667
70. Jones, K. C.; Peng, C. S.; Tokmakoff, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Early Ed. 2013, 1-6, 6