Infrared probes for studying the structure and dynamics of biomolecules

Chemical Reviews

Volumn 113, Issue 8, 2013, Pages 5817-5847

  Kim, Heejae ^a   Cho, Minhaeng ^a,b  

^a Korea University   (South Korea)

^b Korea Basic Science Institute (KBSI)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL AND BIOLOGICALS; CONFORMATIONAL CHANGE; FLUCTUATION AMPLITUDES; NONLINEAR VIBRATIONAL SPECTROSCOPY; OSCILLATOR STRENGTHS; SOLUTE-SOLVENT INTERACTION; STRUCTURE AND DYNAMICS; VARIOUS SPECTROSCOPIC METHODS;

MOLECULAR BIOLOGY; NUCLEIC ACIDS; SOLVENTS; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

PROBES;

AMIDE; DNA; NITRILE; PEPTIDE; SOLVENT;

CHEMISTRY; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; METHODOLOGY; REVIEW; STATISTICAL MODEL; VIBRATION;

AMIDES; DNA; LINEAR MODELS; NITRILES; PEPTIDES; SOLVENTS; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; VIBRATION;

EID: 84881082892     PISSN: 00092665     EISSN: 15206890     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr3005185     Document Type: Review

References (268)

1. Liptay, W. Angew. Chem., Int. Ed. 1969, 8, 177
2. Excited States; Liptay, W., Ed.; Academic: New York, 1974; Vol. 1.
3. Reichardt, C. Chem. Rev. 1994, 94, 2319
4. Cho, M. J. Chem. Phys. 2009, 130, 094505
5. Choi, J. H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2011, 134, 154513
6. Lee, H.; Choi, J. H.; Cho, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12658
7. Lee, H.; Choi, J.-H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2012, 137, 114307
8. Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 213
9. Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 15798
10. Reimers, J. R.; Zeng, J.; Hush, N. S. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1498
11. Hush, N. S.; Williams, M. L. J. Mol. Spectrosc. 1974, 50, 349
12. Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10580
13. Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2972
14. Chattopadhyay, A.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1449
15. Ringer, A. L.; Alexander D. MacKerell, J. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 553
16. Waegele, M. M.; Culik, R. M.; Gai, F. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2598
17. Lindquist, B. A.; Furse, K. E.; Corcelli, S. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 8119
18. Ye, S.; Zaitseva, E.; Caltabiano, G.; Schertler, G. F. X.; Sakmar, T. P.; Deupi, X.; Vogel, R. Nature 2010, 464, 1386
19. Taskent-Sezgin, H.; Chung, J.; Banerjee, P. S.; Nagarajan, S.; Dyer, R. B.; Carrico, I.; Raleigh, D. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7473
20. Bandaria, J. N.; Dutta, S.; Hill, S. E.; Kohen, A.; Cheatum, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 22
21. Strasfeld, D. B.; Ling, Y. L.; Shim, S. H.; Zanni, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6698
22. Kolano, C.; Helbing, J.; Kozinski, M.; Sander, W.; Hamm, P. Nature 2006, 444, 469
23. Remorino, A.; Korendovych, I. V.; Wu, Y. B.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Science 2011, 332, 1206
24. Krummel, A. T.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1336
25. Suydam, I. T.; Snow, C. D.; Pande, V. S.; Boxer, S. G. Science 2006, 313, 200
26. Cho, M. Two-Dimensional Optical Spectroscopy; CRC Press: Boca Raton, 2009.
27. Hamm, P.; Zanni, M. T. Concepts and Methods of 2D Infrared Spectroscopy; Cambridge University Press: Cambridge, 2011.
28. Jeon, J.; Yang, S.; Choi, J. H.; Cho, M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1280
29. Zheng, J.; Kwak, K.; Fayer, M. D. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 75
30. Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 11185
31. Zwier, T. S. Annu. Rev. Phys. Chem. 1996, 47, 205
32. Getahun, Z.; Huang, C.-Y.; Wang, T.; De Leon, B.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 405
33. Choi, J. H.; Raleigh, D.; Cho, M. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2158
34. Kiick, K. L.; Saxon, E.; Tirrell, D. A.; Bertozzi, C. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 19
35. Bazewicz, C. G.; Lipkin, J. S.; Smith, E. E.; Liskov, M. T.; Brewer, S. H. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 10824
36. Schultz, K. C.; Supekova, L.; Ryu, Y.; Xie, J.; Perera, R.; Schultz, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13984
37. Xu, R.; Ayers, B.; Cowburn, D.; Muir, T. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, 96, 388
38. Muir, T. W. Annu. Rev. Biochem. 2003, 72, 249
39. Skrisovska, L.; Schubert, M.; Allain, F. H. T. J. Biomol. NMR 2010, 46, 51
40. Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein. Chem. 1986, 38, 181
41. Hamm, P.; Lim, M.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123
42. Chin, J. K.; Jimenez, R.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1846
43. Decatur, S. M. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 169
44. Mukherjee, P.; Kass, I.; Arkin, I. T.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24740
45. Zimmermann, J.; Gundogdu, K.; Cremeens, M. E.; Bandaria, J. N.; Hwang, G. T.; Thielges, M. C.; Cheatum, C. M.; Romesberg, F. E. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7991
46. Oh, K. I.; Choi, J.-H.; Lee, J. H.; Han, J. B.; Lee, H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 154504
47. Oh, K. I.; Han, J.; Lee, K. K.; Hahn, S.; Han, H.; Cho, M. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13355
48. Oh, K. I.; Lee, J. H.; Joo, C.; Han, H.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10352
49. Choi, J. H.; Oh, K. I.; Cho, M. H. J. Chem. Phys. 2008, 129, 174512
50. Choi, J.-H.; Oh, K. I.; Lee, H.; Lee, C.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 134506
51. Andrews, S. S.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11853
52. Andrews, S. S.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 469
53. Fafarman, A. T.; Webb, L. J.; Chuang, J. I.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13356
54. Webb, L. J.; Boxer, S. G. Biochemistry 2008, 47, 1588
55. Waegele, M. M.; Tucker, M. J.; Gai, F. Chem. Phys. Lett. 2009, 478, 249
56. Nafie, L. A. Vibrational Optical Activity: Principles and Application; Wiley: Chichester, 2011.
57. Suydam, I. T.; Boxer, S. G. Biochemistry 2003, 42, 12050
58. Park, E. S.; Andrews, S. S.; Hu, R. B.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9813
59. Lin, S. H. J. Chem. Phys. 1975, 62, 4500
60. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
61. Lee, K. K.; Park, K. H.; Park, S.; Jeon, S. J.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 5456
62. Fleming, G. R.; Cho, M. Annu. Rev. Phys. Chem. 1996, 47, 109
63. Cho, M.; Yu, J.-Y.; Joo, T.; Nagasawa, Y.; Passino, S. A.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11944
64. Passino, S. A.; Nagasawa, Y.; Joo, T.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 725
65. Fleming, G. R.; Joo, T.; Cho, M. Adv. Chem. Phys. 1997, 101, 141
66. de Boeij, W.; Pshenichnikov, M. S.; Wiersma, D. A. Chem. Phys. Lett. 1996, 253, 53
67. de Boeij, W. P.; Pshenichnikov, M. S.; Wiersma, D. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 99
68. Ge, N. H.; Hochstrasser, R. M. Phys. Chem. Comm. 2002, 17
69. Cho, M. Chem. Rev. 2008, 108, 1331
70. Lepetit, L.; Cheriaux, G.; Joffre, M. J. Opt. Soc. Am. B 1995, 12, 2467
71. Hybl, J. D.; Albrecht, A. W.; Gallagher Faeder, S. M.; Jonas, D. M. Chem. Phys. Lett. 1998, 297, 307
72. Brixner, T.; Stiopkin, I. V.; Fleming, G. R. Opt. Lett. 2004, 29, 884
73. Jeon, J.; Park, S.; Cho, M. In Encyclopedia of Analytical Chemistry; Meyers, R. A., Ed.; John Wiley: Chichester, 2010; Vol. S1-S3, p 1331.
74. Mukamel, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 691
75. Jonas, D. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 425
76. Ganim, Z.; Chung, H. S.; Smith, A. W.; DeFlores, L. P.; Jones, K. C.; Tokmakoff, A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 432
77. Cho, M. In Advances in Multi-Photon Processes and Spectroscopy; Lin, S. H.; Villaeys, A. A.; Fujimura, Y., Ed.; World Scientific Pulblishing Co.: Singapore, 1999; Vol. 12, p 229.
78. Kwac, K.; Lee, H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1477
79. Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3480
80. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1107
81. Schmidt, J.; Corcelli, S.; Skinner, J. J. Chem. Phys. 2004, 121, 8887
82. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Science 2003, 301, 1698
83. Jansen, T. C.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2006, 124, 044502
84. Hayashi, T.; la Cour Jansen, T.; Zhuang, W.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. A 2004, 109, 64
85. Jansen, T. L.; Dijkstra, A. G.; Watson, T. M.; Hirst, J. D.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2006, 125, 044312
86. Wang, L.; Middleton, C. T.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 3713
87. Wang, L.; Middleton, C. T.; Singh, S.; Reddy, A. S.; Woys, A. M.; Strasfeld, D. B.; Marek, P.; Raleigh, D. P.; de Pablo, J. J.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16062
88. Skinner, J. L.; Pieniazek, P. A.; Gruenbaum, S. M. Acc. Chem. Res. 2011, 45, 93
89. Li, S.; Schmidt, J. R.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2006, 124, 204110
90. Ham, S.; Kim, J. H.; Lee, H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3491
91. Kwac, K.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2247
92. Fafarman, A. T.; Sigala, P. A.; Herschlag, D.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12811
93. Levinson, N. M.; Fried, S. D.; Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 10470
94. Park, K.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2000, 112, 5021
95. Kwak, K.; Cha, S.; Cho, M. H.; Wright, J. C. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5675
96. Gordon, M. S.; Fedorov, D. G.; Pruitt, S. R.; Slipchenko, L. V. Chem. Rev. 2012, 112, 632
97. Stone, A. J. Chem. Phys. Lett. 1981, 83, 233
98. Stone, A. J.; Alderton, M. Mol. Phys. 1985, 56, 1047
99. Stone, A. J.; Price, S. L. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3325
100. Onsager, L. J. Am. Chem. Soc. 1936, 58, 1486
101. Ham, S.; Cha, S.; Choi, J.-H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1451
102. Choi, J.-H.; Hahn, S.; Cho, M. Int. J. Quan. Chem. 2005, 104, 616
103. Choi, J.-H.; Lee, H.; Lee, K.-K.; Hahn, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 045102
104. Lin, Y. S.; Shorb, J. M.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 592
105. Park, E. S.; Thomas, M. R.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12297
106. Silverman, L. N.; Pitzer, M. E.; Ankomah, P. O.; Boxer, S. G.; Fenlon, E. E. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11611
107. Lee, H.; Lee, G.; Jeon, J.; Cho, M. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 347
108. The Chemistry of Non-Aqueous Solvents; Lagowski, J. J., Ed.; Academic Press: New York, 1967.
109. Hiramatsu, H.; Hamaguchi, H. Chem. Phys. Lett. 2002, 361, 457
110. Graziano, G. J. Phys. Soc. Jpn. 2000, 69, 3720
111. Jorgensen, W. L.; Swenson, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1489
112. Choi, J.-H.; Hahn, S.; Cho, M. Biopolymers 2006, 83, 519
113. Maekawa, H.; Ge, N. H. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 1434
114. Zanni, M. T.; Asplund, M. C.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 2001, 114, 4579
115. Ganim, Z.; Chung, H. S.; Smith, A. W.; DeFlores, L. P.; Jones, K. C.; Tokmakoff, A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 432
116. DeCamp, M. F.; DeFlores, L.; McCracken, J. M.; Tokmakoff, A.; Kwac, K.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11016
117. Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 11, 516
118. Hamm, P.; Helbing, J.; Bredenbeck, J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2008, 59, 291
119. Bagchi, S.; Boxer, S. G.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 4034
120. Urbanek, D. C.; Vorobyev, D. Y.; Serrano, A. L.; Gai, F.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3311
121. Zimmermann, J.; Thielges, M. C.; Seo, Y. J.; Dawson, P. E.; Romesberg, F. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8333
122. Bogumil, R.; Hunter, C. L.; Maurus, R.; Tang, H.-L.; Lee, H.; Lloyd, E.; Brayer, G. D.; Smith, M.; Mauk, A. G. Biochemistry 1994, 33, 7600
123. Havel, H. A. Spectroscopic Methods for Determining Protein Structure in Solution; VCH: New York, 1996.
124. Gremlich, H.-U.; Yan, B. Infrared and Raman Spectroscopy of Biological Materials; Marcel Dekker: New York, 2000.
125. Yoder, G.; Pancoska, P.; Keiderling, T. A. Biochemistry 1997, 36, 15123
126. Baumruk, V.; Pancoska, P.; Keiderling, T. A. J. Mol. Biol. 1996, 259, 774
127. Lee, S. H.; Krimm, S. Chem. Phys. 1998, 230, 277
128. Byler, D. M.; Susi, H. Biopolymers 1986, 25, 469
129. Surewicz, W. K.; Mantsch, H. H.; Chapman, D. Biochemistry 1993, 32, 389
130. Kubelka, J.; Silva, R.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5325
131. Silva, R.; Yasui, S. C.; Kubelka, J.; Formaggio, F.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Keiderling, T. A. Biopolymers 2002, 65, 229
132. Schweitzer-Stenner, R.; Eker, F.; Huang, Q.; Griebenow, K.; Mroz, P. A.; Kozlowski, P. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4294
133. Oboodi, M. R.; Alva, C.; Diem, M. J. Phys. Chem. 1984, 88, 501
134. Mikhonin, A. V.; Ahmed, Z.; Ianoul, A.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19020
135. Lee, S. H.; Krimm, S. Biopolymers 1998, 46, 283
136. McColl, I. H.; Blanch, E. W.; Hecht, L.; Kallenbach, N. R.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5076
137. McColl, L. H.; Blanch, E. W.; Gill, A. C.; Rhie, A. G. O.; Ritchie, M. A.; Hecht, L.; Nielsen, K.; Barron, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10019
138. Asher, S. A.; Ianoul, A.; Mix, G.; Boyden, M. N.; Karnoup, A.; Diem, M.; Schweitzer-Stenner, R. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11775
139. Mikhonin, A. V.; Bykov, S. V.; Myshakina, N. S.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 1928
140. Mix, G.; Schweitzer-Stenner, R.; Asher, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9028
141. DeFlores, L. P.; Ganim, Z.; Ackley, S. F.; Chung, H. S.; Tokmakoff, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18973
142. DeFlores, L. P.; Ganim, Z.; Nicodemus, R. A.; Tokmakoff, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3385
143. Bour, P.; Sopkova, J.; Bednarova, L.; Malon, P.; Keiderling, T. A. J. Comput. Chem. 1997, 18, 646
144. Holzwart., G.; Chabay, I. J. Chem. Phys. 1972, 57, 1632
145. Krimm, S. J. Mol. Biol. 1962, 4, 528
146. Miyazawa, T. J. Chem. Phys. 1960, 32, 1647
147. Moran, A. M.; Park, S. M.; Dreyer, J.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3651
148. Wang, J. P.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. 2004, 297, 195
149. Kubelka, J.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12048
150. Ruud, K.; Helgaker, T.; Bour, P. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7448
151. Bour, P.; Keiderling, T. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23687
152. Besley, N. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10794
153. Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Chem. Phys. 2006, 125
154. Gorbunov, R. D.; Nguyen, P. H.; Kobus, M.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2007, 126, 054509
155. Jansen, T. l. C.; Knoester, J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 22910
156. Cheatum, C. M.; Tokmakoff, A.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8201
157. Myshakina, N. S.; Asher, S. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4271
158. Torii, H.; Tasumi, M. J. Raman Spectrosc. 1998, 29, 81
159. Hayashi, T.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11032
160. Hamm, P.; Woutersen, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2002, 75, 985
161. Ham, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6915
162. Choi, J. H.; Cho, M. H. J. Chem. Phys. 2004, 120, 4383
163. Jansen, T. L.; Dijkstra, A. G.; Watson, T. M.; Hirst, J. D.; Knoester, J. J. Chem. Phys. 2012, 136 209901
164. Brauner, J. W.; Flach, C. R.; Mendelsohn, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 100
165. Brauner, J. W.; Dugan, C.; Mendelsohn, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 677
166. Hayashi, T.; Zhuang, W.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9747
167. Choi, J. H.; Ham, S. Y.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9132
168. Lee, C.; Park, K. H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 114508
169. Tadesse, L.; Nazarbaghi, R.; Walters, L. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7036
170. Zhang, M.; Fabian, H.; Mantsch, H. H.; Vogel, H. J. Biochemistry 1994, 33, 10883
171. Das, K. P.; Choo-Smith, L. P.; Petrash, J. M.; Surewicz, W. K. J. Biol. Chem. 1999, 274, 33209
172. Halverson, K. J.; Sucholeiki, I.; Ashburn, T. T.; Lansbury, P. T. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6701
173. Flach, C. R.; Cai, P.; Dieudonne, D.; Brauner, J. W.; Keough, K. M. W.; Stewart, J.; Mendelsohn, R. Biophys. J. 2003, 85, 340
174. Decatur, S. M.; Antonic, J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11914
175. Manas, E. S.; Getahun, Z.; Wright, W. W.; DeGrado, W. F.; Vanderkooi, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9883
176. Walsh, S. T. R.; Cheng, R. P.; Wright, W. W.; Alonso, D. O. V.; Daggett, V.; Vanderkooi, J. M.; DeGrado, W. F. Protein Sci. 2003, 12, 520
177. Starzyk, A.; Barber-Armstrong, W.; Sridharan, M.; Decatur, S. M. Biochemistry 2005, 44, 369
178. Decatur, S. M. Biopolymers 2000, 54, 180
179. Silva, R.; Kubelka, J.; Bour, P.; Decatur, S. M.; Keiderling, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000, 97, 8318
180. Barber-Armstrong, W.; Donaldson, T.; Wijesooriya, H.; Silva, R.; Decatur, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2339
181. Huang, R.; Kubelka, J.; Barber-Armstrong, W.; Silva, R. A. G. D.; Decatur, S. M.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2346
182. Huang, C.-Y.; Getahun, Z.; Wang, T.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12111
183. Huang, C. Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y. J.; Klemke, J. W.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 2788
184. Paul, C.; Wang, J. P.; Wimley, W. C.; Hochstrasser, R. M.; Axelsen, P. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5843
185. Kubelka, J.; Keiderling, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6142
186. Hahn, S.; Ham, S.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11789
187. Lee, C.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20397
188. Ham, S.; Hahn, S.; Lee, C.; Kim, T.-K.; Kwak, K.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9333
189. Strasfeld, D. B.; Ling, Y. L.; Gupta, R.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 15679
190. Kim, Y. S.; Liu, L.; Axelsen, P. H.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 17751
191. Shim, S. H.; Gupta, R.; Ling, Y. L.; Strasfeld, D. B.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 6614
192. Ling, Y. L.; Strasfeld, D. B.; Shim, S. H.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2498
193. Kim, Y. S.; Liu, L.; Axelsen, P. H.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 7720
194. 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
195. Silva, R. A. G. D.; Barber-Armstrong, W.; Decatur, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13674
196. Petty, S. A.; Decatur, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13488
197. Petty, S. A.; Decatur, S. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 14272
198. Petty, S. A.; Adalsteinsson, T.; Decatur, S. M. Biochemistry 2005, 44, 4720
199. Middleton, C. T.; Marek, P.; Cao, P.; Chiu, C. C.; Singh, S.; Woys, A. M.; de Pablo, J. J.; Raleigh, D. P.; Zanni, M. T. Nat. Chem. 2012, 4, 355
200. Causgrove, T. P.; Dyer, R. B. Biochemistry 1993, 32, 11985
201. Hirota, S.; Ogura, T.; Shinzawa-Itoh, K.; Yoshikawa, S.; Kitagawa, T. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15274
202. Olson, J. S.; Phillips, G. N. J. Biol. Chem. 1996, 271, 17593
203. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4355
204. Maekawa, H.; Ohta, K.; Tominaga, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4074
205. Zhong, Q.; Baronavski, A. P.; Owrutsky, J. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9171
206. Zhong, Q.; Steinhurst, D. A.; Carpenter, E. E.; Owrutsky, J. C. Langmuir 2002, 18, 7401
207. Li, M.; Owrutsky, J.; Sarisky, M.; Culver, J. P.; Yodh, A.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5499
208. Lenchenkov, V.; She, C.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19990
209. Lindquist, B. A.; Haws, R. T.; Corcelli, S. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13991
210. Huang, C. Y.; Wang, T.; Gai, F. Chem. Phys. Lett. 2003, 371, 731
211. Tucker, M. J.; Getahun, Z.; Nanda, V.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5078
212. Mukherjee, S.; Chowdhury, P.; DeGrado, W. F.; Gai, F. Langmuir 2007, 23, 11174
213. Inouye, H.; Gleason, K. A.; Zhang, D.; Decatur, S. M.; Kirschner, D. A. Proteins-Struct. Funct. Bioinformatics 2010, 78, 2306
214. Marek, P.; Gupta, R.; Raleigh, D. P. ChemBioChem 2008, 9, 1372
215. Marek, P.; Mukherjee, S.; Zanni, M. T.; Raleigh, D. P. J. Mol. Biol. 2010, 400, 878
216. Liu, J.; Strzalka, J.; Tronin, A.; Johansson, J. S.; Blasie, J. K. Biophys. J. 2009, 96, 4176
217. Miyake-Stoner, S. J.; Miller, A. M.; Hammill, J. T.; Peeler, J. C.; Hess, K. R.; Mehl, R. A.; Brewer, S. H. Biochemistry 2009, 48, 5953
218. Hu, W. H.; Webb, L. J. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1925
219. Weeks, C. L.; Polishchuk, A.; Getahun, Z.; DeGrado, W. F.; Spiro, T. G. J. Raman Spectrosc. 2008, 39, 1606
220. Watson, M. D.; Gai, X. S.; Gillies, A. T.; Brewer, S. H.; Fenlon, E. E. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13188
221. Woutersen, S.; Mu, Y.; Stock, G.; Hamm, P. Chem. Phys. 2001, 266, 137
222. Ghosh, A.; Remorino, A.; Tucker, M. J.; Hochstrasser, R. M. Chem. Phys. Lett. 2009, 469, 325
223. Ha, J. H.; Lee, K. K.; Park, K. H.; Choi, J. H.; Jeon, S. J.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2009, 130, 204509
224. Lee, K. K.; Park, K. H.; Choi, J. H.; Ha, J. H.; Jeon, S. J.; Cho, M. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 2757
225. Chung, J. K.; Thielges, M. C.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 3578
226. Lundblad, R. L. Chemical Reagents for Protein Modification; CRC Press: Boca Raton, FL., 2005.
227. Vanaman, T. C.; Stark, G. R. J. Biol. Chem. 1970, 245, 3565
228. Degani, Y.; Neumann, H.; Patchorn., A. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 6969
229. Wood, J. L.; Catsimpo., N. J. Biol. Chem. 1963, 238, 2887
230. Maienschein-Cline, M. G.; Londergan, C. H. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10020
231. Edelstein, L.; Stetz, M. A.; McMahon, H. A.; Londergan, C. H. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 4931
232. McMahon, H. A.; Alfieri, K. N.; Clark, C. A. A.; Londergan, C. H. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 850
233. Sigala, P. A.; Fafarman, A. T.; Bogard, P. E.; Boxer, S. G.; Herschlag, D. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12104
234. Stafford, A. J.; Ensign, D. L.; Webb, L. J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15331
235. Oh, K. I.; Kim, W.; Joo, C.; Yoo, D. G.; Han, H.; Hwang, G. S.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13021
236. Lee, K. K.; Park, K. H.; Joo, C.; Kwon, H. J.; Han, H.; Ha, J. H.; Park, S.; Cho, M. Chem. Phys. 2012, 396, 23
237. Lee, K.-K.; Park, K.-H.; Joo, C.; Kwon, H.-J.; Jeon, J.; Jung, H.-I.; Park, S.; Han, H.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 5097
238. Gai, X. S.; Coutifaris, B. A.; Brewer, S. H.; Fenlon, E. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 5926
239. Nydegger, M. W.; Dutta, S.; Cheatum, C. M. J. Chem. Phys. 2010, 133 134506
240. Tucker, M. J.; Gai, X. S.; Fenlon, E. E.; Brewer, S. H.; Hochstrasser, R. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 2237
241. Dutta, S.; Cook, R. J.; Houtman, J. C. D.; Kohen, A.; Cheatum, C. M. Anal. Biochem. 2010, 407, 241
242. Dutta, S.; Rock, W.; Cook, R. J.; Kohen, A.; Cheatum, C. M. J. Chem. Phys. 2011, 135
243. 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
244. Hamm, P.; Lim, M.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 1997, 107, 10523
245. Danielsson, J.; Meuwly, M. Chem. Phys. Chem. 2007, 8, 1077
246. Alben, J. O.; Fager, L. Y. Biochemistry 1972, 11, 842
247. Ascenzi, P.; Brunori, M.; Giacometti, G. M. J. Mol. Biol. 1985, 182, 607
248. Lim, M.; Jackson, T. A.; Anfinrud, P. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7946
249. Lee, K. K.; Park, K. H.; Kwon, D.; Choi, J. H.; Son, H.; Park, S.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2011, 134, 064506
250. Bian, H. T.; Wen, X. W.; Li, J. B.; Chen, H. L.; Han, S. Z.; Sun, X. Q.; Song, J. A.; Zhuang, W.; Zheng, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 4737
251. Kim, H.; Park, S.; Cho, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 6233
252. Park, K. H.; Choi, S. R.; Choi, J. H.; Park, S.; Cho, M. Chem. Phys. Chem. 2010, 11, 3632
253. Yu, W. N.; Dawson, P. E.; Zimmermann, J.; Romesberg, F. E. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 6397
254. Cremeens, M. E.; Zimmermann, J.; Yu, W.; Dawson, P. E.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5726
255. Naraharisetty, S. R. G.; Kasyanenko, V. M.; Zimmermann, J.; Thielges, M. C.; Romesberg, F. E.; Rubtsov, I. V. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 4940
256. Zimmermann, J.; Thielges, M. C.; Yu, W.; Dawson, P. E.; Romesberg, F. E. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 412
257. Thielges, M. C.; Case, D. A.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6597
258. Chin, J. K.; Jimenez, R.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2426
259. Sagle, L. B.; Zimmermann, J.; Dawson, P. E.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14232
260. Sagle, L. B.; Zimmermann, J.; Matsuda, S.; Dawson, P. E.; Romesberg, F. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7909
261. Groff, D.; Thielges, M. C.; Cellitti, S.; Schultz, P. G.; Romesberg, F. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3478
262. Miller, C. S.; Ploetz, E. A.; Cremeens, M. E.; Corcelli, S. A. J. Chem. Phys. 2009, 130 125103
263. Miller, C. S.; Corcelli, S. A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 8218
264. Schade, M.; Moretto, A.; Crisma, M.; Toniolo, C.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13393
265. Levinson, N. M.; Bolte, E. E.; Miller, C. S.; Corcelli, S. A.; Boxer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13236
266. Bunagan, M. R.; Gao, J. M.; Kelly, J. W.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7470
267. Kozinski, M.; Garrett-Roe, S.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7645
268. Walsh, C. T. Posttranslational Modification of Proteins: Expanding Nature's Inventory; Roberts and Companay Publishers: Englewood, 2006.