Effects of hydrogen bonding interactions on the redox potential and molecular vibrations of plastoquinone as studied using density functional theory calculations

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 16, Issue 24, 2014, Pages 11864-11876

  Ashizawa, Ryota ^a   Noguchi, Takumi ^a  

^a NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

PLASTOQUINONE;

CHEMISTRY; HYDROGEN BOND; OXIDATION REDUCTION REACTION; THEORETICAL MODEL; VIBRATION;

HYDROGEN BONDING; MODELS, THEORETICAL; OXIDATION-REDUCTION; PLASTOQUINONE; VIBRATION;

EID: 84901759373     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3cp54742f     Document Type: Article

References (78)

1. G. Renger and A. R. Holzwarth, in Photosystem II: The Light-Driven Water:Plastoquinone Oxidoreductase, ed., T. Wydrzynski, and, K. Satoh, Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2005, pp. 139-175
2. B. A. Diner F. Rappaport Annu. Rev. Plant Biol. 2002 53 551 580
3. W. Hillier and J. Messinger, in Photosystem II: The Light-Driven Water:Plastoquinone Oxidoreductase, ed., T.Wydrzynski, and, K.Satoh, Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2005, pp. 567-608
4. J. P. McEvoy G. W. Brudvig Chem. Rev. 2006 106 4455 4483
5. J. Messinger, T. Noguchi and J. Yano, in Molecular Solar Fuels, ed., T. Wydrzynski, and, W. Hillier, Royal Society of Chemistry, Cambridge, U.K., 2012, ch. 7, pp. 163-207
6. G. Renger Biochim. Biophys. Acta 2012 1817 1164 1176
7. V. Petrouleas and A. R. Crofts, in Photosystem II: The Light-Driven Water:Plastoquinone Oxidoreductase, ed., T. Wydrzynski, and, K. Satoh, Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2005, pp. 177-206
8. A. Krieger A. W. Rutherford G. N. Johnson Biochim. Biophys. Acta 1995 1229 193 201
9. A. R. Crofts C. A. Wraight Biochim. Biophys. Acta 1983 726 149 185
10. J. Minagawa Y. Narusaka Y. Inoue K. Satoh Biochemistry 1999 38 770 775
11. G. N. Johnson A. W. Rutherford A. Krieger Biochim. Biophys. Acta 1995 1229 202 207
12. A. Krieger-Liszkay A. W. Rutherford Biochemistry 1998 37 17339 17344
13. A. W. Rutherford A. Krieger-Liszkay Trends Biochem. Sci. 2001 26 648 653
14. A. Krieger-Liszkay C. Fufezan A. Trebst Photosynth. Res. 2008 98 551 564
15. I. Idedan T. Tomo T. Noguchi Biochim. Biophys. Acta 2011 1807 1214 1220
16. H. Ishikita E. W. Knapp J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14714 14720
17. A. Takano R. Takahashi H. Suzuki T. Noguchi Photosynth. Res. 2008 98 159 167
18. S. Rose J. Minagawa M. Seufferheld S. Padden B. Svensson D. Kolling A. Crofts Govindjee Photosynth. Res. 2008 98 449 468
19. H. Ishikita K. Hasegawa T. Noguchi Biochemistry 2011 50 5436 5442
20. T.-J. Lin P. J. O'Malley J. Phys. Chem. B 2011 115 4227 4233
21. R. Chatterjee S. Milikisiyants C. S. Coates K. V. Lakshmi Biochemistry 2011 50 491 501
22. Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya Nature 2011 473 55 60
23. W. Mäntele, in Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, ed., R. E. Blankenship, M. T. Madigan, and, C. E. Bauer, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1995, pp. 627-647
24. J. Breton E. Nabedryk Biochim. Biophys. Acta 1996 1275 84 90
25. T. Noguchi and C. Berthomieu, in Photosystem II: The Light-Driven Water:Plastoquinone Oxidoreductase, ed., T. Wydrzynski, and, K. Satoh, Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2005, pp. 367-387
26. J. Breton D. L. Thibodeau C. Berthomieu W. Mäntele A. Vermeglio E. Nabedryk FEBS Lett. 1991 278 257 260
27. J. Breton C. Boullais J. R. Burie E. Nabedryk C. Mioskowski Biochemistry 1994 33 14378 14386
28. R. Brudler H. J. M. De Groot W. B. S. Van Liemt W. F. Steggerda R. Esmeijer P. Gast A. J. Hoff J. Lugtenburg K. Gerwert EMBO J. 1994 13 5523 5530
29. J. Breton C. Boullais G. Berger C. Mioskowski E. Nabedryk Biochemistry 1995 34 11606 11616
30. E. Nabedryk J. Breton Biochim. Biophys. Acta 2008 1777 1229 1248
31. C. Berthomieu E. Nabedryk W. Mäntele J. Breton FEBS Lett. 1990 269 363 367
32. H. Suzuki M. Nagasaka M. Sugiura T. Noguchi Biochemistry 2005 44 11323 11328
33. G. Hastings V. Sivakumar Biochemistry 2001 40 3681 3689
34. G. Hastings K. M. P. Bandaranayake E. Carrion Biophys. J. 2008 94 4383 4392
35. M. Bauscher E. Nabedryk K. Bagley J. Breton W. Mäntele FEBS Lett. 1990 261 191 195
36. M. Bauscher W. Mäntele J. Phys. Chem. 1992 96 11101 11108
37. P. J. O'Malley Chem. Phys. Lett. 1997 274 251 254
38. K. S. Raymond A. K. Grafton R. A. Wheeler J. Phys. Chem. B 1997 101 623 631
39. L. A. Eriksson F. Himo P. E. M. Siegbahn G. T. Babcock J. Phys. Chem. A 1997 101 9496 9504
40. N. Mehta S. N. Datta THEOCHEM 2008 870 15 22
41. P. Li W. H. Wang H. T. Sun S. W. Bi Comput. Theor. Chem. 2013 1006 127 132
42. D. M. Chipman M. F. Prebenda J. Phys. Chem. 1986 90 5557 5560
43. K. E. Wise A. K. Grafton R. A. Wheeler J. Phys. Chem. A 1997 101 1160 1165
44. C. G. Zhan D. M. Chipman J. Phys. Chem. A 1998 102 1230 1235
45. M. Nonella C. Boullais C. Mioskowski E. Nabedryk J. Breton J. Phys. Chem. B 1999 103 6363 6370
46. M. R. Razeghifard S. Kim J. S. Patzlaff R. S. Hutchison T. Krick I. Ayala J. J. Steenhuis S. E. Boesch R. A. Wheeler B. A. Barry J. Phys. Chem. B 1999 103 9790 9800
47. K. M. P. Bandaranayake R. L. Wang G. Hastings Biochemistry 2006 45 4121 4127
48. K. M. P. Bandaranayake R. L. Wang T. W. Johnson G. Hastings Biochemistry 2006 45 12733 12740
49. M. Nonella G. Mathias M. Eichinger P. Tavan J. Phys. Chem. B 2003 107 316 322
50. H. P. Lamichhane G. Hastings Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 10526 10531
51. E. Martin A. Baldansuren T. J. Lin R. I. Samoilova C. A. Wraight S. A. Dikanov P. J. O'Malley Biochemistry 2012 51 9086 9093
52. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr. , J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision C.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009
53. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648 5652
54. C. Lee W. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988 37 785 789
55. E. Cances B. Mennucci J. Tomasi J. Chem. Phys. 1997 107 3032 3041
56. B. Mennucci J. Tomasi J. Chem. Phys. 1997 106 5151 5158
57. B. Mennucci E. Cances J. Tomasi J. Phys. Chem. B 1997 101 10506 10517
58. S. Trasatti Pure Appl. Chem. 1986 58 955 966
59. H. Reiss A. Heller J. Phys. Chem. 1985 89 4207 4213
60. R. C. Prince P. L. Dutton J. M. Bruce FEBS Lett. 1983 160 273 276
61. M. K. Gilson B. H. Honig Biopolymers 1986 25 2097 2119
62. H. Nakamura T. Sakamoto A. Wada Protein Eng. 1988 2 177 183
63. C. D. Cooper W. T. Naff R. N. Compton J. Phys. Chem. 1975 63 2752 2757
64. S. Chowdhury T. Heinis E. P. Grimsrud P. Kebarle J. Phys. Chem. 1986 90 2747 2752
65. T. Heinis S. Chowdhury S. L. Scott P. Kebarle J. Am. Chem. Soc. 1988 110 400 407
66. A. M. Weyers R. Chatterjee S. Milikisiyants K. V. Lakshmi J. Phys. Chem. B 2009 113 15409 15418
67. K. Hasegawa T. Noguchi Biochemistry 2005 44 8865 8872
68. J. S. Jaworski E. Lesniewska M. K. Kalinowski J. Electroanal. Chem. 1979 105 329 334
69. X. J. Zhao T. Kitagawa J. Raman Spectrosc. 1998 29 773 780
70. M. E. Peover J. Chem. Soc. 1962 4540 4549
71. N. Gupta H. Linschitz J. Am. Chem. Soc. 1997 119 6384 6391
72. K. S. Feldman D. K. Hester II J. H. Golbeck Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007 17 4891 4894
73. C. S. Coates J. Ziegler K. Manz J. Good B. Kang S. Milikisiyants R. Chatterjee S. J. Hao J. H. Golbeck K. V. Lakshmi J. Phys. Chem. B 2013 117 7210 7220
74. J. Kruk K. Strzalka R. M. Leblanc Biophys. Chem. 1993 45 235 244
75. J.-R. Burie A. Boussac C. Boullais G. Berger T. Mattioli C. Mioskowski E. Nabedryk J. Breton J. Phys. Chem. 1995 99 4059 4070
76. R. A. Wheeler J. Phys. Chem. 1993 97 1533 1537
77. T. Noguchi T. Ono Y. Inoue Biochim. Biophys. Acta 1995 1228 189 200
78. R. Takahashi K. Hasegawa A. Takano T. Noguchi Biochemistry 2010 49 5445 5454