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Excited-State Proton Transfer in Oxyluciferin and Its Analogues

Authors :
Olivier Crégut
Yves Mély
Grégory Taupier
Johanna Brazard
Jérémie Léonard
Pascal Didier
Kokou D. Dorkenoo
Pauline Gosset
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
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)
Laboratoire de Bioimagerie et Pathologies (LBP)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
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)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
univOAK, Archive ouverte
Source :
Journal of Physical Chemistry Letters, Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society, 2020, 11 (9), pp.3653-3659. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c00839⟩, Journal of Physical Chemistry Letters, 2020, 11 (9), pp.3653-3659. ⟨10.1021/acs.jpclett.0c00839⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
American Chemical Society (ACS), 2020.

Abstract

One of the most characterized bioluminescent reactions involves the firefly luciferase that catalyzes the oxidation of the luciferin producing oxyluciferin in its first excited state. While relaxing to the ground state, oxyluciferin emits visible light with an emission maximum that can vary from green to red. Oxyluciferin exists under six different chemical forms resulting from a keto/enol tautomerization and the deprotonation of the phenol or enol moieties. The optical properties of each chemical form have been recently characterized by the investigations of a variety of oxyluciferin derivatives, indicating unresolved excited-state proton transfer (ESPT) reactions. In this work, femtosecond pump-probe spectroscopy and time-resolved fluorescence spectroscopy are used to investigate the picosecond kinetics of the ESPT reactions and demonstrate the excited state keto to enol conversion of oxyluciferin and its derivatives in aqueous buffer as a function of pH. A comprehensive photophysical scheme is provided describing the complex luminescence pathways of oxyluciferin in protic solution.

Details

ISSN :
19487185
Volume :
11
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Journal of Physical Chemistry Letters
Accession number :
edsair.doi.dedup.....03044d62763b57cd32aae357e5806158