Modeling of fluorescence quenching by lutein in the plant light-harvesting complex LHCII

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 38, 2013, Pages 10974-10986

  Duffy, C D P ^a   Chmeliov, J ^b,c   Macernis, M ^b,c   Sulskus, J ^b   Valkunas, L ^b,c   Ruban, A V ^a  

^a QUEEN MARY UNIVERSITY OF LONDON   (United Kingdom)

^b VILNIUS UNIVERSITY   (Lithuania)

^c CENTER FOR PHYSICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY   (Lithuania)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ENERGY QUENCHING; ENERGY TRANSFER DYNAMICS; FLUORESCENCE QUENCHING; LIGHT-HARVESTING ANTENNAS; LIGHT-HARVESTING COMPLEX; NON-PHOTOCHEMICAL QUENCHING; SEMI-EMPIRICAL; TIME DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CHLOROPHYLL; ENERGY TRANSFER; PHOTOSYNTHESIS; PLANTS (BOTANY);

QUENCHING;

EID: 84879173045     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3110997     Document Type: Article

References (89)

1. Powles, S. B. Ann. Rev. Plant Physiol. 1984, 35, 15-44
2. Ohad, I.; Kyle, D. J.; Arntzen, C. J. J. Cell Biol. 1984, 99, 481-485
3. Wraight, C.; Crofts, A. R. Eur. J. Biochem. 1970, 17, 319-327
4. Briantais, J. M.; Vemotte, C.; Picaud, M.; Krause, G. H. Biochim. Biophys. Acta 1979, 548, 128-138
5. Weis, E.; Berry, J. A. Biochim. Biophys. Acta 1987, 894, 198-208
6. Genty, B.; Briantais, J. M.; Baker, N. R. Biochim. Biophys. Acta 1989, 990, 87-92
7. Schreiber, U. Photosynth. Res. 1986, 9, 261-272
8. Ruban, A. V.; Johnson, M. P.; Duffy, C. D. P. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2012, 1817, 167-181
9. Valkunas, L.; Trinkunas, G.; Chmeliov, J.; Ruban, A. V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 7576-7584
10. Krause, G. H.; Behrend, U. FEBS Lett. 1986, 200, 298-302
11. Krause, G. H.; Laasch, H.; Weis, E. Plant. Physiol. Biochem. I988, 26, 445-452
12. Noctor, G.; Rees, D.; Young, A.; Horton, P. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1057, 320-330
13. Noctor, G.; Ruban, A. V.; Horton, P. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1183, 339-344
14. Yamamoto, H. Y.; Kamite, L. Biochim. Biophys. Acta 1972, 267, 538-543
15. Yamamoto, H. Y. Pure Appl. Chem. 1979, 51, 639-648
16. Demmig-Adams, B. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 1-24
17. Li, X. P.; Björkman, O.; Shih, C.; Grossman, A. R. Nature 2000, 403, 391-395
18. Horton, P.; Ruban, A. V.; Wentworth, M. Philos. Trans. R. Soc., B 2000, 355, 1361-1370
19. Kiss, A.; Ruban, A. V.; Horton, P. J. Biol. Chem. 2008, 283, 3972-3978
20. Horton, p.; Ruban, A. V. Photosynth. Res. 1992, 34, 375-385
21. Horton, P.; Ruban, A. V.; Walters, R. G. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1996, 47, 655-684
22. Johnson, M. P.; Goral, T. K.; Duffy, C. D. P.; Brain, A. P. R.; Mullineaux, C. W.; Ruban, A. V. Plant Cell 2011, 23, 1468-1479
23. 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
24. Krüger, T. P. J.; Ilioaia, C.; Valkunas, L.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 5083-5095
25. Krüger, T. P. J.; Wientjes, E.; Croce, R.; van Grondelle, R. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 13516-13521
26. Valkunas, L.; Chmeliov, J.; Krüger, T. P. J.; Ilioaia, C.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2779-2784
27. Horton, P.; Ruban, A. V.; Rees, D.; Pascal, A. A.; Noctor, G. D.; Young, A. FEBS Lett. 1991, 292, 1-4
28. Rutkauskas, D.; Chmeliov, J.; Johnson, M. P.; Ruban, A. V.; Valkunas, L. Chem. Phys. 2012, 404, 123-128
29. Liu, Z.; Yan, H.; Wang, K.; Kuang, T.; Zhang, J.; Gui, L.; An, X.; Chang, W. Nature 2004, 428, 287-292
30. Standfuss, J.; Terwisscha van Scheltinga, A. C.; Lamborghini, M.; Kühlbrandt, W. EMBO J. 2005, 24, 919-928
31. Frank, H. A.; Chynwat, V.; Desamero, R. Z. B.; Farhoosh, R.; Erickson, J.; Bautista, J. Pure Appl. Chem. 1997, 69, 2117-2124
32. Polivka, T.; Zigmantas, D.; Sundstrom, V.; Formaggio, E.; Cinque, G.; Bassi, R. Biochemistry 2002, 41, 439-450
33. Holt, N. E.; Zigmantas, D.; Valkunas, L.; Li, X. P.; Niyogi, K. K.; Flemming, G. R. Science 2005, 307, 433-436
34. Ahn, T. K.; Avenson, T. J.; Ballottari, M.; Cheng, Y. C.; Niyogi, K. K.; Bassi, R.; Fleming, G. R. Science 2008, 320, 794-797
35. Ruban, A. V.; Horton, P. Plant Physiol. 1999, 119, 531-542
36. Ruban, A. V.; Lee, P. J.; Wentworth, M.; Young, A. J.; Horton, P. J. Biol. Chem. 1999, 274, 10458-10465
37. Duffy, C. D. P.; Ruban, A. V. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 4310-4318
38. Liao, P. N.; Holleboom, C. P.; Wilk, L.; Kühlbrandt, W.; Walla, P. J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15650-15655
39. Bode, S.; Quentmeier, C. C.; Liao, P. N.; Hafi, N.; Barros, T.; Wilk, L.; Bittner, F.; Walla, P. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 12311-12316
40. Liao, P. N.; Bode, S.; Wilk, L.; Hafi, N.; Walla, P. J. Chem. Phys. 2010, 373, 50-55
41. Mozzo, M.; Passarini, F.; Bassi, R.; van Amerongen, H.; Croce, R. Biochim. Biophys. Acta 2008, 1777, 1263-1267
42. Ruban, A. V.; Berera, R.; Ilioaia, C.; van Stokkum, I. H.; Kennis, J. T.; Pascal, A. A.; van Amerongen, H.; Robert, B.; Horton, P. Nature 2007, 450, 575-578
43. Muller, M. G.; Lambrev, P.; Reus, M.; Wientjes, E.; Croce, R.; Holzwarth, A. R. ChemPhysChem 2010, 11, 1289-1296
44. Pascal, A. A.; Zhenfeng, L.; Broess, K.; van Oort, B.; van Amerongen, H.; Wang, C.; Horton, P.; Robert, B.; Chang, W.; Ruban, A. V. Nature 2005, 436, 134-137
45. Barros, T.; Royant, A.; Standfuss, J.; Dreuw, A.; Kuhlbrandt, W. EMBO J. 2009, 28, 298-306
46. Ilioaia, C.; Johnson, M. P.; Horton, P.; Ruban, A. V. J. Biol. Chem. 2008, 283, 29505-29512
47. Kruger, T. P. J.; Ilioaia, C.; Johnson, M. P.; Ruban, A. V.; Papagiannakis, E.; Horton, P.; van Grondelle, R. Biophys. J. 2012, 102, 2669-2676
48. Robert, B.; Horton, P.; Pascal, A. A.; Ruban, A. V. Trends Plant Sci. 2004, 9, 387-390
49. 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
50. Barzda, V.; Peterman, E. J. G.; van Grondelle, R.; van Amerongen, H. Biochemistry 1998, 37, 546-551
51. Lampoura, S. S.; Barzda, V.; Owen, G. M.; Hoff, A. J.; van Amerongen, H. Biochemistry 2002, 41, 9139-9144
52. Novoderezhkin, V. I.; Palacios, M. A.; van Amerongen, H.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10493-10504
53. Müh, F.; Madjet, M. E.; Renger, T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13517-13535
54. Müh, F.; Renger, T. Biochim. Biophys. Acta 2012, 1817, 1446-1460
55. Macernis, M.; Sulskus, J.; Duffy, C. D. P.; Ruban, A. V.; Valkunas, L. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 9843-9853
56. Schulten, K.; Ohmine, I.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1976, 64, 4422-4441
57. Runge, E.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997-1000
58. Gross, E. K. U.; Kohn, W. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2850
59. Kusumoto, T.; Kosumi, D.; Uragami, C.; Frank, H. A.; Birge, R. R.; Cogdell, R. J.; Hashimoto, H. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 2110-2119
60. Polivka, T.; Herek, J. L.; Zigmantas, D.; Akerlund, H. E.; Sundstrom, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 4914-4917
61. Walla, P. J.; Linden, P. A.; Ohta, K.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1909-1916
62. Dreuw, A.; Harbach, P. H. P.; Mewes, J. M.; Wormit, M. Theor. Chem. Acc. 2010, 125, 419
63. Hohenberg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, 864-871
64. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, 1133-1138
65. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51-57
66. Haharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213
67. Frisch, M. J.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Gaussian 09, revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
68. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291-299
69. Neese, F. Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci. 2012, 2, 73-78
70. Sherrill, C. D.; Schaefer, H. F., III. Adv. Quantum Chem. 1999, 34, 143-269
71. Dewar, M. J. S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4899-4907
72. Stewart, J. J. P. MOPAC2006; 2008.
73. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372-1377
74. Duffy, C. D. P.; Ruban, A. V.; Barford, W. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 12508-12515
75. See the Supporting Information.
76. Davydov, A. S. Sov. Phys. Usp. 1964, 7, 145
77. Heisenberg, W. Z. Phys. 1926, 38, 411-426
78. Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1926, 112, 661-677
79. Knox, R. S.; Spring, B. Q. Photochem. Photobiol. 2003, 77, 497-501
80. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 437, 55-75
81. Valkunas, L.; Kudzmauskas, S.; Juzeliunas, G. Sov. Phys. Coll. 1985, 25, 41-46
82. Zucchelli, G.; Dainese, P.; Jennings, R. C.; Breton, J.; Garlaschi, F. M.; Bassi, R. Biochemistry 1994, 33, 8982-8990
83. Forster, L. S.; Livingston, R. J. Chem. Phys. 1952, 20, 1315-1320
84. Müh, F.; Renger, T.; Zouni, A. Plant Physiol. Biochem. 2008, 46, 238-264
85. Yang, M.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5614-5622
86. van Amerongen, H.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 604-617
87. Andersso, P. O.; Gillbro, T.; Ferguson, L.; Cogdell, R. J. Photochem. Photobiol. 1991, 54, 353-360
88. Gradinaru, C. C.; van Stokkum, I. H. M.; Pascal, A. A.; van Grondelle, R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9330-9342
89. Wahadoszamen, M.; Berera, R.; Ara, A. M.; Romero, E.; va Grondelle, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 759-766