Base stacking in adenosine dimers revealed by femtosecond transient absorption spectroscopy

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 17, 2014, Pages 6362-6372

  Chen, Jinquan ^a   Kohler, Bern ^a  

^a MONTANA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; EXCITONS; LIGHT ABSORPTION; METHANOL;

CIRCULAR DICHROISM SPECTRA; FEMTOSECOND TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPY; METHANOL CONCENTRATION; NONRADIATIVE DECAYS; ORDERS OF MAGNITUDE; STACKING CONFORMATIONS; TRANSIENT ABSORPTION; TRANSITION DIPOLE MOMENTS;

DIMERS;

ADENOSINE; DIMER; DNA; 2'-DEOXYADENOSINE; DEOXYADENOSINE DERIVATIVE;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CHIRALITY; CIRCULAR DICHROISM; DNA CONFORMATION; LIGHT ABSORPTION; BASE PAIRING; CHEMISTRY; CONFORMATION; DIMERIZATION; ULTRAVIOLET SPECTROPHOTOMETRY;

ADENOSINE; BASE PAIRING; CIRCULAR DICHROISM; DEOXYADENOSINES; DIMERIZATION; DNA; NUCLEIC ACID CONFORMATION; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET;

EID: 84899708944     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja501342b     Document Type: Article

References (96)

1. Crespo-Hernández, C. E.; Cohen, B.; Hare, P. M.; Kohler, B. Chem. Rev. 2004, 104, 1977
2. Markovitsi, D.; Gustavsson, T.; Talbot, F. Photochem. Photobiol. Sci. 2007, 6, 717
3. Middleton, C. T.; de La Harpe, K.; Su, C.; Law, Y. K.; Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. Annu. Rev. Phys. Chem. 2009, 60, 217
4. Kohler, B. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2047
5. Kleinermanns, K.; Nachtigallova, D.; de Vries, M. S. Int. Rev. Phys. Chem. 2013, 32, 308
6. Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11182
7. Takaya, T.; Su, C.; de La Harpe, K.; Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 10285
8. Su, C.; Middleton, C. T.; Kohler, B. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 10266
9. Chen, H.; Meisburger, S. P.; Pabit, S. A.; Sutton, J. L.; Webb, W. W.; Pollack, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 799
10. Kozlov, A. G.; Lohman, T. M. Biochemistry 1999, 38, 7388
11. Eggington, J. M.; Kozlov, A. G.; Cox, M. M.; Lohman, T. M. Biochemistry 2006, 45, 14490
12. Vesnaver, G.; Breslauer, K. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 3569
13. Bailey, S. M.; Murnane, J. P. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 2408
14. Becker, M. M.; Wang, Z. J. Mol. Bio. 1989, 210, 429
15. Douki, T. J. Photochem. Photobiol., B 2006, 82, 45
16. Schreier, W. J.; Schrader, T. E.; Koller, F. O.; Gilch, P.; Crespo-Hernández, C. E.; Swaminathan, V. N.; Carell, T.; Zinth, W.; Kohler, B. Science 2007, 315, 625
17. Chen, A. A.; García, A. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 16820
18. Broom, A. D.; Schweizer, M. P.; Tso, P. O. P. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 3612
19. Brahms, J.; Michelson, A. M.; van Holde, K. E. J. Mol. Biol. 1966, 15, 467
20. Brahms, J.; Maurizot, J. C.; Michelson, A. M. J. Mol. Biol. 1967, 25, 481
21. Adler, A. J.; Grossman, L.; Fasman, G. D. Biochemistry 1969, 8, 3846
22. Tazawa, S.; Tazawa, I.; Tso, P. O. P.; Alderfer, J. L. Biochemistry 1972, 11, 3544
23. Olsthoorn, C. S. M.; Bostelaar, L. J.; De Rooij, J. F. M.; Van Boom, J. H.; Altona, C. Eur. J. Biochem. 1981, 115, 309
24. Leng, M.; Felsenfeld, G. J. Mol. Biol. 1966, 15, 455
25. Leonard, N. J.; Ito, K. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 4010
26. Seyama, F.; Akahori, K.; Sakata, Y.; Misumi, S.; Aida, M.; Nagata, C. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2192
27. Epand, R. M.; Scheraga, H. A. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 3888
28. Breslauer, K. J.; Sturtevant, J. M. Biophys. Chem. 1977, 7, 205
29. Ramprakash, J.; Lang, B.; Schwarz, F. P. Biopolymers 2008, 89, 969
30. Ke, C.; Humeniuk, M.; S-Gracz, H.; Marszalek, P. E. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 018302
31. Mishra, G.; Giri, D.; Kumar, S. Phys. Rev. E 2009, 79.
32. Guckian, K. M.; Schweitzer, B. A.; Ren, R. X. F.; Sheils, C. J.; Tahmassebi, D. C.; Kool, E. T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2213
33. Florián, J.; Ŝponer, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 884
34. Scott, J. F.; Zamecnik, P. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1969, 64, 1308
35. Stern, N.; Major, D. T.; Gottlieb, H. E.; Weizman, D.; Fischer, B. Org. Biomol. Chem. 2010, 8, 4637
36. Cantor, C. R.; Warshaw, M. M.; Shapiro, H. Biopolymers 1970, 9, 1059
37. Warshaw, M. M.; Cantor, C. R. Biopolymers 1970, 9, 1079
38. Fornasiero, D.; Kurucsev, T. Eur. J. Biochem. 1984, 143, 1
39. Tinoco, I. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 297
40. Sprecher, C. A.; Johnson, W. C. Biopolymers 1977, 16, 2243
41. Heyn, M. P.; Bretz, R. Biophys. Chem. 1975, 3, 35
42. Holler, E.; Holmquist, B.; Vallee, B. L.; Taneja, K.; Zamecnik, P. Biochemistry 1983, 22, 4924
43. Crespo-Hernández, C. E.; Cohen, B.; Kohler, B. Nature 2005, 436, 1141
44. Zhang, Y.; Chen, J.; Kohler, B. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 6771
45. Middleton, C. T.; Cohen, B.; Kohler, B. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10460
46. Olaso-González, G.; Merchán, M.; Serrano-Andrés, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4368
47. Smith, V. R.; Samoylova, E.; Ritze, H. H.; Radloff, W.; Schultz, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 9632
48. Improta, R.; Barone, V. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 12016
49. Vayá, I.; Brazard, J.; Gustavsson, T.; Markovitsi, D. Photochem. Photobiol. Sci. 2012, 11, 1767
50. Plasser, F.; Lischka, H. Photochem. Photobiol. Sci. 2013, 12, 1440
51. Spata, V. A.; Matsika, S. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 8718
52. Stuhldreier, M. C.; Temps, F. Faraday Discuss. 2013, 163, 173
53. Banyasz, A.; Gustavsson, T.; Onidas, D.; Changenet-Barret, P.; Markovitsi, D.; Improta, R. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 3762
54. Herskovits, T.; Singer, S. J. Arch. Biochem. Biophys. 1961, 94, 99
55. Herskovits, T. T. Arch. Biochem. Biophys. 1962, 97, 474
56. Powell, J. T.; Richards, E. G.; Gratzer, W. B. Biopolymers 1972, 11, 235
57. Cantor, C. R.; Fairclough, R. H.; Newmark, R. A. Biochemistry 1969, 8, 3610
58. Wilson, J. N.; Cho, Y. J.; Tan, S.; Cuppoletti, A.; Kool, E. T. ChemBioChem. 2008, 9, 279
59. ONeill, M. A.; Dohno, C.; Barton, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1316
60. Hardman, S. J. O.; Thompson, K. C. Biochemistry 2006, 45, 9145
61. Neely, R. K.; Jones, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15952
62. Tinoco, I. Radiat. Res. 1963, 20, 133
63. Harada, N.; Chen, S. L.; Nakanishi, K. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 5345
64. Bush, C. A.; Tinoco, I. J. Mol. Biol. 1967, 23, 601
65. Bouvier, B.; Gustavsson, T.; Markovitsi, D.; Millié, P. Chem. Phys. 2002, 275, 75
66. Kozak, C. R.; Kistler, K. A.; Lu, Z.; Matsika, S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 1674
67. Parker, T. M.; Hohenstein, E. G.; Parrish, R. M.; Hud, N. V.; Sherrill, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1306
68. Rose, I. A.; Hanson, K. R.; Wilkinson, K. D.; Wimmer, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1980, 77, 2439
69. Thornton, J. M.; Bayley, P. M. Biopolymers 1976, 15, 955
70. Westkaemper, R. B. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1987, 144, 922
71. DeVoe, H.; Tinoco, I., Jr. J. Mol. Biol. 1962, 4, 500
72. Callis, P. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1983, 34, 329
73. Holmén, A.; Broo, A.; Albinsson, B.; Nordén, B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12240
74. Clark, L. B. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4466
75. Marian, C. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104314
76. DeVoe, H. J. Mol. Biol. 1962, 4, 518
77. Tazawa, I.; Tazawa, S.; Stempel, L. M.; Tso, P. O. P. Biochemistry 1970, 9, 3499
78. Ikehara, M.; Yoshida, K.; Uesugi, S. Biochemistry 1972, 11, 836
79. Davis, R. C.; Tinoco, I., Jr. Biopolymers 1968, 6, 223
80. Lowe, M. J.; Schellman, J. A. J. Mol. Biol. 1972, 65, 91
81. Watanabe, D.; Ishikawa, M.; Yamasaki, M.; Ozaki, M.; Katayama, T.; Nakajima, H. Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1996, 52, 338
82. Schweizer, M. P.; Broom, A. D.; Tso, P. O. P.; Hollis, D. P. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 1042
83. de La Harpe, K.; Crespo-Hernández, C. E.; Kohler, B. ChemPhysChem 2009, 10, 1421
84. Dolinnaya, N. G.; Fresco, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 9242
85. Kang, H.; Chou, P. J.; Johnson, W. C., Jr.; Weller, D.; Huang, S. B.; Summerton, J. E. Biopolymers 1992, 32, 1351
86. Lee, C.-H.; Charney, E.; Tinoco, I., Jr. Biochemistry 1979, 18, 5636
87. Norberg, J.; Nilsson, L. Biophys. J. 1995, 69, 2277
88. Norberg, J.; Nilsson, L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10832
89. Jafilan, S.; Klein, L.; Hyun, C.; Florián, J. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3613
90. Kondo, N. S.; Holmes, H. M.; Stempel, L. M.; Tso, P. O. P. Biochemistry 1970, 9, 3479
91. Browne, D. T.; Eisinger, J.; Leonard, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 7302
92. Johnson, W. C., Jr.; Itzkowitz, M. S.; Tinoco, I., Jr. Biopolymers 1972, 11, 225
93. Oancea, S.; Formaggio, F.; Campestrini, S.; Broxterman, Q. B.; Kaptein, B.; Toniolo, C. Biopolymers 2003, 72, 105
94. Lewis, F. D.; Zhang, L. G.; Liu, X. Y.; Zuo, X. B.; Tiede, D. M.; Long, H.; Schatz, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14445
95. Norberg, J.; Nilsson, L. Biophys. J. 1998, 74, 394
96. Banáŝ, P.; Mládek, A.; Otyepka, M.; Zgarbová, M.; Jureĉka, P.; Svozil, D.; Lankaŝ, F.; Ŝponer, J. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2448