Spectral tuning in halorhodopsin: The chloride pump photoreceptor

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 26, 2013, Pages 9624-9627

  Pal, Rhitankar ^a   Sekharan, Sivakumar ^a   Batista, Victor S ^a  

^a YALE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINO ACID RESIDUES; ANION TRANSPORT; ATOMISTIC MODELS; BOND LENGTH ALTERNATION; ION TRANSLOCATION; MOLECULAR LEVELS; SPECTRAL TUNING; STRUCTURAL REARRANGEMENT;

AMINO ACIDS; BIOPHYSICS; BOND LENGTH; CHLORINE COMPOUNDS; CHROMOPHORES; HYDROGEN BONDS;

VISION;

COUNTERION; HALORHODOPSIN; MAPROTILINE; NITROGEN OXIDE; WATER;

ANION TRANSPORT; ARTICLE; CHLORIDE PUMP; CHROMATOPHORE; HALOBACTERIUM SALINARUM; HYDROGEN BOND; PHOTORECEPTOR; SIGNAL TRANSDUCTION;

HALOBACTERIUM SALINARUM; HALORHODOPSINS; HYDROGEN BONDING; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; QUANTUM THEORY;

EID: 84879745753     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja404600z     Document Type: Article

References (55)

1. Lanyi, J. K.; Oesterhelt, D. J. Biol. Chem. 1982, 257, 2674
2. Mehlhorn, R. J.; Schobert, B.; Packer, L. Biochim. Biophys. Acta 1985, 809, 66
3. Lanyi, J. K. Physiol. Rev. 1990, 70, 319
4. Birge, R. R. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1016, 293
5. Birge, R. R.; Cooper, T. M.; Lawrence, A. F.; Masthay, M. B.; Zhang, C.-F.; Zidovetzki, R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4327
6. Bamberg, E.; Tittor, J.; Oesterhelt, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 639
7. Oesterhelt, D. Isr. J. Chem. 1995, 35, 475
8. Haupts, U.; Tittor, J.; Bamberg, E.; Oesterhelt, D. Biochemistry 1997, 36, 2
9. Oesterhelt, D. Curr. Opin. Struct. Biol. 1998, 8, 489
10. Lanyi, J. K. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11441
11. Kolbe, M.; Besir, H.; Essen, L.-O.; Oesterhelt, D. Science 2000, 288, 1390
12. Xu, J.; Vanderlick, T. K.; LaVan, D. A. Int. J. Photoenergy 2012, 425735
13. Zhang, F.; Wang, L.-P.; Brauner, M.; Liewald, J. F.; Kay, K.; Watzke, N.; Wood, P. G.; Bamberg, E.; Nagel, G.; Gottschalk, A.; Deisseroth, K. Nature 2007, 446, 633
14. Chow, B.; Han, X.; Dobry, A. S.; Qian, X.; Chuong, A. S.; Li, M.; Henninger, M. A.; Belfort, G.; Lin, Y.; Monahan, P. E.; Boyden, E. S. Nature 2010, 463, 98
15. Deisseroth, K. Nat. Methods 2011, 8, 26
16. Hegemann, P.; Möglich, A. Nat. Methods 2011, 8, 39
17. Varo, G.; Zimányi, L.; Fan, X.; Sun, L.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. Biophys. J. 1995, 68, 2062
18. Ren, L.; Martin, C. H.; Wise, K. J.; Gillespie, N. B.; Luecke, H.; Lanyi, J. K.; Spudich, J. L.; Birge, R. R. Biochemistry 2001, 40, 13906
19. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Pebay-Peyroula, E.; Royant, A.; Landau, E. M.; Navarro, J.; Schulten, K. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10124
20. Sakurai, M.; Sakata, K.; Saito, S.; Nakajima, S.; Inoue, Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3108
21. Kloppmann, E.; Becker, T.; Ulmann, G. M. Proteins 2005, 61, 953
22. Lanyi, J. K. Annu. Rev. Biophys. Chem. 1986, 15, 11
23. Varo, G. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1460, 220
24. Sasaki, J.; Brown, L. S.; Chon, Y. S.; Kandori, H.; Maeda, A.; Needleman, R.; Lanyi, J. K. Science 1995, 269, 73
25. Tittor, J.; Haupts, U.; Haupts, C.; Oesterhelt, D.; Becker, A.; Bamberg, E. J. Mol. Biol. 1997, 271, 405
26. Otomo, J. Biochemistry 1996, 35, 6684
27. Rüdiger, M.; Haupts, U.; Gerwert, K.; Oesterhelt, D. EMBO J. 1995, 14, 1599
28. Rüdiger, M.; Oesterhelt, D. EMBO J. 1997, 16, 3813
29. Paula, S.; Tittor, J.; Oesterhelt, D. Biophys. J. 2001, 80, 2386
30. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227
31. Vreven, T.; Morokuma, K.; Farkas, O.; Schlegel, H. B.; Frisch, M. J. J. Comput. Chem. 2003, 24, 760
32. Frisch, M. J.; Gaussian 09, revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
33. Neese, F. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9428
34. Neese, F. ORCA: An ab Initio DFT and Semiempirical Electronic Structure Package, version 2.6; 2007.
35. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179
36. Sekharan, S.; Altun, A.; Morokuma, K. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 1744
37. Sekharan, S.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 668
38. Sekharan, S.; Altun, A.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15856
39. Sekharan, S.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4734
40. Sekharan, S.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19052
41. Sekharan, S.; Yokoyama, S.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 15380
42. Sekharan, S.; Altun, A.; Morokuma, K. Annu. Rep. Comput. Chem. 2011, 7, 215
43. Sekharan, S.; Katayama, K.; Kandori, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10706
44. Gascon, J. A.; Batista, V. S. Biophys. J. 2004, 87, 2931
45. Gascon, J. A.; Sproviero, E. M.; Batista, V. S. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 674
46. Gascon, J. A.; Sproviero, E. M.; Batista, V. S. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 184
47. Sekharan, S.; Wei, J. N.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19536
48. Zhao, G. J.; Liu, J. Y.; Zhou, L. C.; Han, K. L. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 8940
49. Zhao, G. J.; Han, K. L. Biophys. J. 2008, 94, 38
50. Zhao, G. J.; Han, K. L. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 404
51. Angel, A. E.; Chance, M. R.; Palczewski, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 8555
52. Kandori, H.; Yoshihara, K.; Tomioka, H.; Sasabe, H. J. Phys. Chem. 1992, 96, 6066
53. Shibata, M.; Kandori, H. Biochemistry 2005, 44, 7406
54. Luecke, H.; Schobert, B.; Richter, H.-T.; Cartailler, J.-P.; Lanyi, J. K. J. Mol. Biol. 1999, 291, 899
55. Muroda, K.; Nakashima, K.; Shibata, M.; Demura, M.; Kandori, H. Biochemistry 2012, 51, 4677