Effects of the distributions of energy or charge transfer rates on spectral hole burning in pigment-protein complexes at low temperatures

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 50, 2011, Pages 15098-15109

  Herascu, Nicoleta ^a   Ahmouda, Somaya ^a   Picorel, Rafael ^b,c   Seibert, Michael ^c   Jankowiak, Ryszard ^d   Zazubovich, Valter ^a  

^a Gina Cody School of Engineering and Computer Science   (Canada)

^b CSIC   (Spain)

^c NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

^d KANSAS STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANTENNAS; CHARGE TRANSFER; CHLOROPHYLL; ENERGY TRANSFER;

ASSIGNMENT OF; ASYMMETRIC DISTRIBUTION; CHARGE-TRANSFER RATE; ELECTROSTATIC COUPLING; GAUSSIAN LINE; GAUSSIANS; HOLE BURNING; HOLE DEPTH; LOW TEMPERATURES; PHOTOSYSTEM II; PIGMENT-PROTEIN COMPLEXES; PRIORI KNOWLEDGE; RATE DISTRIBUTIONS; REACTION CENTER; SPECTRAL-HOLE BURNING; TUNNELING PARAMETER;

REACTION RATES;

EID: 85009424632     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp208142k     Document Type: Article

References (78)

1. Personov R.I.; Alshits E.I.; Bykovskaya, L.A. Opt. Commun. 1972, 6, 169-173.
2. Gorokhovskii, A.A.; Kaarli R. K.; Rebane, L.A. JETP Lett. 1974, 20, 216-217.
3. Völker S. Annu. Rev. Phys. Chem. 1989, 40, 499-530.
4. van der Laan, H.; De Caro, C.; Schmidt, Th.; Visschers R.W.; van Grondelle R.; Fowler, G.J.S.; Hunter, C. N.; Völker S. Chem. Phys. Lett. 1993, 212, 569-580.
5. Groot M. L.; Dekker J. P.; van Grondelle R.; den Hartog, F.T.H.; Völker S.J. Phys. Chem. 1996, 100, 11488-11495.
6. Rätsep M.; Blankenship R.E.; Small, G.J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5736-5741.
7. Wu, H.-M.; Savikhin S.; Reddy, N.R.S.; Jankowiak R.; Cogdell R.J.; Struve, W.S.; Small, G.J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12022-12033.
8. Reinot T.; Zazubovich, V.; Hayes J.M.; Small, G.J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5083-5098.
9. Rebane, K. Impurity Centers in Solids; Plenum: NY, 1970.
10. Riley, K.; Jankowiak R.; Rätsep M.; Small, G.J.; Zazubovich, V.J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10346-10356.
11. Prokhorenko, V.I.; Holzwarth, A.R.J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11563-11578.
12. Romero E.; van Stokkum, I.H.M.; Novoderezhkin, V.I.; Dekker J. P.; van Grondelle R. Biochemistry 2010, 49, 4300-4307.
13. Myers J.A.; Lewis, K. L.M.; Fuller, F.D.; Tekavac, P.F.; Yocum, C.F.; Ogilvie J. P.J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2774-2780.
14. Reinot T.; Small, G.J. J. Chem. Phys. 2001, 114, 9105-9114.
15. Hayes J.M.; Lyle, P.A.; Small, G.J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7337-7341.
16. Grozdanov,D.;Herascu,N.;Reinot,T.; Jankowiak,R.;Zazubovich, V.J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3426-3438.
17. Jang S.; Newton M.D.; Silbey R.J. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 218301.
18. Jordan, P.; Fromme, P.; Witt, H.T.; Klukas, O.; Saenger, W.; Krauß, N. Nature 2001, 411, 909-917.
19. Loll, B.; Kern J.; Zouni, A.; Saenger, W.; Biesiadka J.; Irrgang, K.-D. Photosynth. Res. 2005, 86, 175-184.
20. Ben-Shem,A.; Frolow, F.;Nelson,N. Nature 2003, 426, 630-635.
21. McDermott, G.; Prince S.M.; Freer, A.A.; Hawthornthwarte-Lawless, A.M.; Papiz M. Z.; Cogdell R.J.; Isaacs, N.W. Nature 1995, 374, 517-521.
22. Sener M. K.; Lu, D.; Ritz T.; Park S.; Fromme, P.; Schulten, K.J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7948-7960.
23. Damjanovic, A.; Vaswani, H.M.; Fromme, P.; Fleming, G.R.J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10251-10262.
24. Vasil'ev S.; Orth, P.; Zouni, A.; Owens T.G.; Bruce, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 8602-8607.
25. Alden R.G.; Johnson E.; Nagarajan, V.; Parson, W.W.; Law, C.J.; Cogdell R.G.J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4667-4680.
26. Sauer, K.; Cogdell R.J.; Prince S.M.; Freer, A.A.; Isaacs, N.W.; Scheer, H. Photochem. Photobiol. 1996, 64, 564-576.
27. Pearlstein R.M. Photosynth. Res. 1992, 31, 213-226.
28. Jankowiak R.; Zazubovich, V.; Rätsep M.; Matsuzaki S.; Alfonso M.; Picorel R.; Seibert M.; Small, G.J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11805-11815.
29. Di Donato M.; van Grondelle R.; van Stokkum, I.H.; Groot M. L.J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7345-7352.
30. Riley, K.J.; Reinot T.; Jankowiak R.; Fromme, P.; Zazubovich, V.J. Phys. Chem. B 2007, 111, 286-292.
31. Zazubovich, V.; Matsuzaki S.; Johnson T.W.; Hayes J.M.; Chitnis, P.R.; Small, G.J. Chem. Phys. 2002, 275, 47-59.
32. Byrdin M.; Jordan, P.; Krauß, N.; Fromme, P.; Stehlik, D.; Schlodder E. Biophys.J. 2002, 83, 433-457.
33. Elli, A.F.; Jelezko, F.; Tietz, C.; Studier, H.; Brecht M.; Bittl R.; Wrachtrup J. Biochemistry 2006, 45, 1454-1458.
34. Scholes, G.D.; Fleming, G.R.J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1854-1868.
35. Mukai, K.; Abe S.; Sumi, H.J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6096-6102.
36. van Oijen, A.M.; Ketelaars M.; Köhler J.; Aartsma T.J.; Schmidt J. Biophys.J. 2000, 78, 1570-1577.
37. Baier J.; Richter M.F.; Cogdell R.J.; Oellerich S.; Köhler J.J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1135-1138.
38. de Weerd, F. L.; van Stokkum, I.H.M.; van Amerongen, H.; Dekker J. P.; van Grondelle R. Biophys.J. 2002, 82, 1586-1597.
39. Greenfield S.R.; Seibert M.; Wasielewski M.J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8364-8374.
40. Merry S.A. P.; Kumazaki S.; Tachibana, Y.; Joseph, D.M.; Porter, G.; Yoshihara, K.; Barber J.; Durrant J.R.; Klug, D.R.J. Phys. Chem. 1996, 100, 10469-10478.
41. Groot M. L.; Pawlowicz, N. P.; van Wilderen, L.J.G.W.; Breton J.; van Stokkum, I.H.M.; van Grondelle R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13087-13092.
42. Salverda J.M.; Vengris M.; Krueger, B. P.; Scholes, G.D.; Czarnoleski, A.R.; Novoderezhkin, V.; van Amerongen, H.; van Grondelle R. Biophys.J. 2003, 84, 450-465.
43. Gibasiewicz, K.; Croce R.; Morosinotto T.; Ihalainen J.A.; van Stokkum, I.H.M.; Dekker J. P.; Bassi R.; van Grondelle R. Biophys.J. 2005, 88, 1959-1969.
44. Stahl, A.D.; Di Donato M.; van Stokkum, I.H.M.; van Grondelle R.; Groot M. L. Biophys.J. 2009, 97, 3215-3223.
45. Holzwarth, A.R.; Müller M.G.; Reus M.; Nowaczyk M.; Sander J.; Rögner M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6895-6900.
46. Croce R.; Müller M.G.; Bassi R.; Holzwarth, A.R. Biophys.J. 2003, 84, 2508-2516.
47. Reinot T.; Small, G.J. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10207-10214.
48. Herascu, N.; Najafi M.; Amunts, A.; Pieper J.; Irrgang, K.-D.; Picorel R.; Seibert M.; Zazubovich, V.J. Phys. Chem. B 2011, 115, 2737-2747.
49. Dang, N.C.; Reinot T.; Reppert M.; Jankowiak R.J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1582-1589.
50. Reinot T.; Hayes J.M.; Small, G.J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4820-4827.
51. Reinot T.; Dang, N.C.; Small, G.J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 10404-10414.
52. Rätsep M.; Johnson T.W.; Chitnis, P.R.; Small, G.J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 836-847.
53. Reinot T.; Dang, N.C.; Small, G.J. J. Lumin. 2002, 98, 183-188.
54. Dang, N.C.; Zazubovich, V.; Reppert M.; Neupane, B.; Picorel R.; Seibert M.; Jankowiak R.J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9921-9933.
55. Du, H.; Fuh R.A.; Li J.; Corkan, A.; Lindsey J.S. Photochem. Photobiol. 1998, 68, 141-142.
56. Sumi, H.J. Phys. Chem. B 1999, 103, 252-260.
57. Sumi, H. Chem. Rec. 2001, 1, 480-493.
58. Pishchalnikov R. Y.; Müller M.G.; Holzwarth, A.R. In Photosynthesis. Energy from the Sun: 14th International Congress on Photosynthesis; Allen J.F., Gantt E., Golbeck J.H., Osmond, B., Eds.; Springer: New York, 2008; pp 163-166.
59. Novoderezhkin, V.I.; van Grondelle R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7352-7365.
60. Förster, T Ann. Phys. 1948, 437, 55-75.
61. Zazubovich, V.; Jankowiak R.J. Lumin. 2007, 127, 245-250.
62. Riley, K.J.; Zazubovich, V.; Jankowiak R.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 22436-22446.
63. Reppert,M.; Zazubovich, V.;Dang,N.C.; Seibert,M.; Jankowiak R.J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9934-9947.
64. Ishizaki, A.; Fleming, G.R.J. Chem. Phys. 2009, 130, 234110.
65. Ishizaki, A.; Fleming, G.R.J. Chem. Phys. 2009, 130, 234111.
66. Yang M.; Fleming, G.R. Chem. Phys. 2002, 275, 355-372.
67. Novoderezhkin, V.I.; Palacios M.A.; van Amerongen, H.; van Grondelle R.J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10363-10375.
68. Kolaczkowski S. V; Hayes J.M.; Small, G.J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 13418-13425.
69. Gillie J. K.; Small, G.J.; Golbeck J.H.J. Phys. Chem. 1989, 93, 1620-1627.
70. Zazubovich, V.; Tibe, I.; Small, G.J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12410-12417.
71. Wendling M.; Pullerits T.; Przyjalowski M.A.; Vulto S.I.E.; Aartsma T.J.; van Grondelle R.; van Amerongen, H.J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5825-5831.
72. Peterman E.J.G.; Pullerits T.; van Grondelle R.; van Amerongen, H.J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4448-4457.
73. Rätsep, M; Pieper J.; Irrgang, K.-D.; Freiberg, A.J. Phys. Chem. B 2008, 112, 110-118.
74. Hughes J. L.; Picorel R.; Seibert M.; Krausz E. Biochemistry 2006, 45, 12345-12357.
75. Groot M.-L.; Frese R., N.; de Weerd, F. L.; Bromek, K.; Petersson,Å.; Peterman E.J.G.; van Stokkum, I.H.M.; van Grondelle R.; Dekker J. P. Biophys.J. 1999, 77, 3328-3340.
76. Krausz E.; Hughes J. L.; Smith, P.; Pace R.; PetersonÅrsköld S. Photochem. Photobiol. Sci. 2005, 4, 744-753.
77. Takahashi, Y.; Hansson, O.; Mathis, P.; Satoh, K. Biochim. Biophys. Acta 1987, 893, 49-59.
78. Groot M.-L.; Peterman E.J.G.; van Kan, P.J.M.; van Stokkum, I.H.M.; Dekker J. P.; van Grondelle R. Biophys.J. 1994, 67, 318-330.