Role of hydrogen bonds in molecular relaxation during electron transport processes in biological systems

 pdf (814K)  / Annotation

List of references:

  1. В. В. Горбач, Е. П. Лукашев, П. П. Нокс, А. И. Комаров, А. А. Кононенко, В. Н. Верхотуров, Э. Г. Петров, А. Б. Рубин. Кинетика ион-радикальной рекомбинации между бактериохлорофиллом и первичным хинонным акцептором в фотосинтетических реакционных центрах // Изв. АН СССР. Сер. Биол. — 1986. — Т. 31. — С. 11−23.
  2. П. М. Красильников, П. П. Нокс, Е. П. Лукашев, В. З. Пащенко, И. Ю. Чурбанова, К. В. Шайтан, А. Б. Рубин. Ускорение реакции рекомбинации фотоокисленного бактериохлорофилла и восстановленного первичного хинона в реакционных центрах Rb. Sphaeroides при T > > 300 K // ДАН. — 2000. — Т. 375, № 6. — С. 828–830.
  3. П. М. Красильников, П. П. Нокс, В. З. Пащенко, Г. Ренгер, А. Б. Рубин. Влияние релаксационных процессов на температурную зависимость скорости восстановления фотоокисленного бактериохлорофилла от первичного хинона в реакционных центрах Rhodobacter sphaeroides // Биофизика. — 2002. — Т. 47, № 3. — С. 474–481.
  4. П. М. Красильников, Д. Баштовый, П. П. Нокс, В. З. Пащенко. Система водородных связей реакционных центров Rhodobacter sphaeroides как регуляторный фактор температурной зависимости скорости рекомбинации фотоокисленного бактериохлорофилла и первичного хинонного акцептора // Биофизика. — 2004. — Т. 49, № 5. — С. 822–828.
  5. П. М. Красильников, П. А. Мамонов. Влияние водородных связей на энергетическое состояние макромолекул в процессе электронного транспорта // Биофизика. — 2006. — Т. 51, № 2. — С. 267–273.
  6. Дж. Пиментел, О. Мак-Клеллан. Водородная связь. — М: Мир, 1964. — 462 с.
  7. J. P. Allen, G. Feher, T. O. Yeates, H. Komiya, D. C. Rees. Structure of the reaction center from Rhodobacter sphaeroides R-26 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1987. — V. 84. — P. 5730–5734. — DOI: 10.1073/pnas.84.16.5730. — ads: 1987PNAS...84.5730A.
  8. J. P. Allen, G. Feher, T. O. Yeates, H. Komiya, D. C. Rees. Structure of the reaction center from Rhodobacter sphaeroides R-26 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1987. — V. 84. — P. 6162–6166. — DOI: 10.1073/pnas.84.17.6162. — ads: 1987PNAS...84.6162A.
  9. J. P. Allen, G. Feher, T. O. Yeates, H. Komiya, D. C. Rees. Structure of the reaction center from Rhodobacter sphaeroides R-26 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1988. — V. 85. — P. 8487–8491. — DOI: 10.1073/pnas.85.22.8487. — ads: 1988PNAS...85.8487A.
  10. F. Cordier, S. Grzesiek. Temperature — dependence of protein hydrogen bond properties as studied by high-resolution NMR // J. Mol. Biol. — 2002. — V. 715. — P. 739–752. — DOI: 10.1006/jmbi.2002.5446.
  11. J. Deisenhofer, O. Epp, K. Miki, R. Huber, H. Michel. X-ray structure analysis of a membrane protein complex. Electron density map at 3 Å resolution and a model of the chromophores of the photosynthetic reaction center from Rhodopseudomonas viridis // J. Mol. Biol. — 1984. — V. 180. — P. 385–389. — DOI: 10.1016/S0022-2836(84)80011-X.
  12. U. Ermler, G. Fritzsch, H. Michel. Crystal structure of the reaction centre from Rhodobacter sphaeroides to 2.65 Å: Cofactors and Protein-Cofactor Interactions // Structure. — 1994. — V. 2. — P. 925–936. — DOI: 10.1016/S0969-2126(94)00094-8.
  13. G. Feher, J. P. Allen, M. Y. Okamura, D. C. Rees. Structure and function of bacterial photosynthetic reaction centers // Nature. — 1989. — V. 339. — P. 111–116. — DOI: 10.1038/339111a0. — ads: 1989Natur.339..111F.
  14. M. Flores, R. Isaacson, E. Abresch, R. Calvo, W. Lubitz, G. Feher. Protein — cofactor interactions in bacterial reaction centers from Rhodobacter sphaeroides R-26: II. Geometry of the hydrogen bonds to the primary Quinone Q - A by 1H and 2H ENDOR spectroscopy // Biophys. J. — 2007. — V. 92. — P. 671–682. — DOI: 10.1529/biophysj.106.092460.
  15. A. L. M. Haffa, S. Lin, E. Katilius, J. C. Williams, A. K. W. Taguchi, J. P. Allen, N. W. Woodbury. The dependence of the initial electron-transfer rate on driving force in Rhodobacter sphaeroides reaction centers // J. Phys. Chem. B. — 2002. — V. 106. — P. 7376–7384. — DOI: 10.1021/jp0257552.
  16. B. J. Hales. Temperature dependence of the rate of electron transport as a monitor of protein motion // Biophys. J. — 1976. — V. 16. — P. 471–480. — DOI: 10.1016/S0006-3495(76)85702-5. — ads: 1983JPhE...16..471H.
  17. J. Jortner. Dynamics of electron transfer in bacterial photosynthesis // Biochim. Biophys. Acta. — 1980. — V. 594. — P. 193–230. — DOI: 10.1016/0304-4173(80)90001-4.
  18. P. M. Krasilnikov, P. A. Mamonov, P. P. Knox, V. Z. Paschenko, A. B. Rubin. The influence of hydrogen bonds on electron transfer rate in photosynthetic RCs // Biochim. Biophys. Acta. — 2007. — V. 1767. — P. 541–549. — DOI: 10.1016/j.bbabio.2007.02.024.
  19. I.-J. Lin, E. B. Gebel, T. E. Machonkin, W. M. Westler, J. L. Markley. Changes in hydrogen-bond strengths explain reduction potentials in 10 rubredoxin variants // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2005. — V. 102. — P. 14581–14586. — DOI: 10.1073/pnas.0505521102. — ads: 2005PNAS..10214581L.
  20. X. Lin, H. A. Murchison, V. Nagarajan, W. W. Parson, J. P. Allen, J. C. Williams. Specific alternation of the oxidation potential of the electron donor in reaction centers from Rhodobacter sphaeroides // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1994. — V. 91. — P. 10265–10269. — DOI: 10.1073/pnas.91.22.10265. — ads: 1994PNAS...9110265L.
  21. R. A. Marcus, N. Sutin. Electron transfers in chemistry and biology // Biochim. Biophys. Acta. — 1985. — V. 811. — P. 265–322. — DOI: 10.1016/0304-4173(85)90014-X.
  22. B. H. McMahon, J. D. Muller, C. A. Wright, G. U. Nienhaus. Electron transfer and protein dynamics in the photosynthetic reaction center // Biophys. J. — 1998. — V. 74. — P. 2567–2587. — DOI: 10.1016/S0006-3495(98)77964-0.
  23. J. M. Ortega, P. Mathis, J. C. Williams, J. P. Allen. Temperature dependence of the reorganization energy for charge recombination in the reaction center from Rhodobacter sphaeroides // Biochemistry. — 1996. — V. 35. — P. 3354–3361. — DOI: 10.1021/bi952882y.
  24. J. Rautter, F. Landzian, C. Schulz, A. Fetsch, M. Kuhn, X. Lin, J. C. Williams, J. P. Allen, W. Lubitz. ENDOR studies of the primary donor cation radical in mutant reaction centers of Rhodobacter sphaeroides with altered hydrogen-bond interaction // Biochemistry. — 1995. — V. 34. — P. 8130–8143. — DOI: 10.1021/bi00025a020.
  25. R. Schmid, A. Labahn. Temperature and free energy dependence of the direct charge recombination rate from the secondary quinine in bacterial reaction centers from Rhodobacter sphaeroides // J. Phys. Chem. B. — 2000. — V. 104. — P. 2928–2936. — DOI: 10.1021/jp9939118.
  26. J. P. Sussmann. Phonon induced tunneling of ions in solids // Phys. Kondens. Materie. — 1964. — V. 2. — P. 146–160. — ads: 1964PKM.....2..146S.
  27. X. Yang, S. Niu, T. Ichiye, L.-S. Wang. Direct measurement of the hydrogen-bonding effect on the intrinsic redox potentials of [4Fe-4S] cubane complexes // J. Am. Chem. Soc. — 2004. — V. 126. — P. 15790–15794. — DOI: 10.1021/ja045709a.
  28. G. Zundel. Proton polarizability of hydrogen bonds and proton transfer processes, their role in electrochemistry and biology. — Institute fur Physikalische Chemie der Universitat Munchen, 1997. — 250 p.

Indexed in Scopus

Full-text version of the journal is also available on the web site of the scientific electronic library eLIBRARY.RU

The journal is included in the Russian Science Citation Index

The journal is included in the RSCI

International Interdisciplinary Conference "Mathematics. Computing. Education"