Calculation of the Geometries and Infrared Spectra of the Stacked Cofactor Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) as the Prerequisite for Studies of Light-Triggered Proton and Electron Transfer

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Title

Calculation of the Geometries and Infrared Spectra of the Stacked Cofactor Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) as the Prerequisite for Studies of Light-Triggered Proton and Electron Transfer

Subject

ESPECTROS VIBRACIONALES
ORBITALES SUPRAMOLECULARES
FLAVINA
MICROSOLVACION
BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA
2020

Abstract

Flavin cofactors, like flavin adenine dinucleotide (FAD), are important electron shuttles in living systems. They catalyze a wide range of one- or two-electron redox reactions. Experimental investigations include UV-vis as well as infrared spectroscopy. FAD in aqueous solution exhibits a significantly shorter excited state lifetime than its analog, the flavin mononucleotide. This finding is explained by the presence of a "stacked" FAD conformation, in which isoalloxazine and adenine moieties form a π-complex. Stacking of the isoalloxazine and adenine rings should have an influence on the frequency of the vibrational modes. Density functional theory (DFT) studies of the closed form of FAD in microsolvation (explicit water) were used to reproduce the experimental infrared spectra, substantiating the prevalence of the stacked geometry of FAD in aqueous surroundings. It could be shown that the existence of the closed structure in FAD can be narrowed down to the presence of only a single water molecule between the third hydroxyl group (of the ribityl chain) and the N7 in the adenine ring of FAD.

Creator

Kieninger, Martina
Ventura, Oscar N.
Kottke, Tilman

Source

Biomolecules v. 10, 2020. -- p. 1-15.--e573

Publisher

MDPI

Date

2020

Rights

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Format

PDF

Language

Inglés

Type

Artículo

Identifier

DOI: 10.3390/biom10040573

Document Item Type Metadata

Original Format

PDF
Date Added
July 1, 2020
Collection
Bibliografía Nacional Química
Item Type
Document
Tags
, , ,
Citation
Kieninger, Martina, Ventura, Oscar N., and Kottke, Tilman, “Calculation of the Geometries and Infrared Spectra of the Stacked Cofactor Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) as the Prerequisite for Studies of Light-Triggered Proton and Electron Transfer,” RIQUIM - Repositorio Institucional de la Facultad de Química - UdelaR, accessed November 17, 2025, https://riquim.fq.edu.uy/items/show/6099.