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pH‐Dependent Absorption Spectrum of Oxyluciferin Analogues in the Presence of Adenosine Monophosphate

Authors :
Madjid Zemmouche
Pascal Didier
Pauline Gosset
Cristina García-Iriepa
Isabelle Navizet
Nuno Manuel de Almeida Barbosa
Vincent Ledentu
Nicolas Ferré
Institut de Chimie Radicalaire (ICR)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Modélisation et Simulation Multi Echelle (MSME)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Laboratoire de Biophotonique et Pharmacologie - UMR 7213 (LBP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
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Fundación Ramón Areces
ANR-16-CE29-0013,BIOLUM,Origine moléculaire et modulation de la couleur de bioluminescence chez la luciole(2016)
ANR-10-EQPX-29-01, project Equip@Meso,MesoPSL
ANR-10-INSB-04-01,INSB,Investissements d'Avenir
Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
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ANR-10-EQPX-0029,EQUIP@MESO,Equipement d'excellence de calcul intensif de Mesocentres coordonnés - Tremplin vers le calcul petaflopique et l'exascale(2010)
ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
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Source :
ChemPhotoChem, ChemPhotoChem, ChemPubSoc Europe, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩, ChemPhotoChem, Wiley, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩, ChemPhotoChem, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; The photophysical properties of oxyluciferin, the light emitter responsible for firefly bioluminescence, are pH-dependent. One of the potential proton accep-tor/donor is adenosine monophosphate (AMP). We have studied three oxylu-ciferin synthetic analogues with or without AMP, in water, in the pH=5 to 11 range, using both experimental steady-state absorption spectroscopy or the recently developed computational protocol that uses constant pH molecular dynamics and then hybrid QM/MM calculations (CpHMD-then-QM/MM). The latter features a systematic investigation of all the protonation microstates using molecular dynamics simulations coupled to thousands hybrid QM/MM vertical excitation energies. Our results demonstrate that AMP does not significantly modify the visible light absorption of the analogues, whatever the pH value. We also show that CpHMD-then-QM/MM is capable to qualitatively reproduce the pH-dependent absorption spectrum of the analogues, despite the employed low QM level of theory.

Details

Language :
English
ISSN :
23670932
Database :
OpenAIRE
Journal :
ChemPhotoChem, ChemPhotoChem, ChemPubSoc Europe, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩, ChemPhotoChem, Wiley, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩, ChemPhotoChem, 2019, ⟨10.1002/cptc.201900150⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e049094b690740bdca73eeeb365b2754
Full Text :
https://doi.org/10.1002/cptc.201900150⟩