Light-Induced Function: from Excitation to Signal through Time and Space

Projektinformationen

LIFETimeS

ID Finanzhilfevereinbarung: 786714

DOI

10.3030/786714

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 17 April 2018

Startdatum 1 September 2018

Enddatum 29 Februar 2024

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Gesamtkosten

€ 2 400 000,00

EU-Beitrag

€ 2 400 000,00

Koordiniert durch

UNIVERSITA DI PISA
Italy

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Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (52)

Ultrafast Excited-State Dynamics of Carotenoids and the Role of the SX State

Autoren: Davide Accomasso, Serra Arslancan, Lorenzo Cupellini, Giovanni Granucci, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry Letters, 2022, ISSN 1948-7185
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c01555

How orange carotenoid protein controls the excited state dynamics of canthaxanthin

Autoren: Amanda Arcidiacono; Davide Accomasso; Lorenzo Cupellini; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Science, 2023, ISSN 2041-6520
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d3sc02662k

Excited state Born–Oppenheimer molecular dynamics through coupling between time dependent DFT and AMOEBA

Autoren: Michele Nottoli, Benedetta Mennucci, Filippo Lipparini
Veröffentlicht in: Physical Chemistry Chemical Physics, Ausgabe 22/35, 2020, Seite(n) 19532-19541, ISSN 1463-9076
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0cp03688a

Molecular Mechanisms of Activation in the Orange Carotenoid Protein Revealed by Molecular Dynamics

Autoren: Mattia Bondanza, Lorenzo Cupellini, Pietro Faccioli, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Journal of the American Chemical Society, Ausgabe 142/52, 2020, Seite(n) 21829-21841, ISSN 0002-7863
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.0c10461

The nature of carotenoid S* state and its role in the nonphotochemical quenching of plants

Autoren: Davide Accomasso, Giacomo Londi, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Nature Communications, 2024, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-45090-9

Excited States of Xanthophylls Revisited: Toward the Simulation of Biologically Relevant Systems

Autoren: Mattia Bondanza, Denis Jacquemin, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry Letters, Ausgabe 12/28, 2021, Seite(n) 6604-6612, ISSN 1948-7185
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c01929

Trajectory Surface Hopping for a Polarizable Embedding QM/MM Formulation

Autoren: Mattia Bondanza; Baptiste Demoulin; Filippo Lipparini; Mario Barbatti; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry A, Ausgabe 23, 2022, ISSN 1089-5639
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpca.2c04756

Energy, Structures, and Response Properties with a Fully Coupled QM/AMOEBA/ddCOSMO Implementation

Autoren: Michele Nottoli, Riccardo Nifosì, Benedetta Mennucci, Filippo Lipparini
Veröffentlicht in: Journal of Chemical Theory and Computation, Ausgabe 17/9, 2021, Seite(n) 5661-5672, ISSN 1549-9618
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jctc.1c00555

Integrated Computational Study of the Light-Activated Structure of the AppA BLUF Domain and Its Spectral Signatures

Autoren: Hashem, Shaima; Alteri, Giovanni Battista; Cupellini, Lorenzo; Mennucci, Benedetta
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry A, 2023, ISSN 1089-5639
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpca.3c02385

Electronic couplings for photo-induced processes from subsystem time-dependent density-functional theory: The role of the diabatization

Autoren: Johannes Tölle, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci, Johannes Neugebauer
Veröffentlicht in: The Journal of Chemical Physics, Ausgabe 153/18, 2020, Seite(n) 184113, ISSN 0021-9606
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0022677

Fast Method for Excited-State Dynamics in Complex Systems and Its Application to the Photoactivation of a Blue Light Using Flavin Photoreceptor

Autoren: Patrizia Mazzeo, Shaima Hashem, Filippo Lipparini, Lorenzo Cupellini, and Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry Letters, 2023, ISSN 1948-7185
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c03797

Machine Learning Exciton Hamiltonians in Light-Harvesting Complexes

Autoren: Edoardo Cignoni, Lorenzo Cupellini, and Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Journal of Chemical Theory and Computation, 2023, ISSN 1549-9618
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jctc.2c01044

Polarizable embedding QM/MM: the future gold standard for complex (bio)systems?

Autoren: Mattia Bondanza, Michele Nottoli, Lorenzo Cupellini, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Physical Chemistry Chemical Physics, Ausgabe 22/26, 2020, Seite(n) 14433-14448, ISSN 1463-9076
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0cp02119a

A different perspective for nonphotochemical quenching in plant antenna complexes

Autoren: Edoardo Cignoni, Margherita Lapillo, Lorenzo Cupellini, Silvia Acosta-Gutiérrez, Francesco Luigi Gervasio, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Nature Communications, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-27526-8

Newton-X Platform: New Software Developments for Surface Hopping and Nuclear Ensembles

Autoren: Mario Barbatti; Mattia Bondanza; Rachel Crespo-Otero; Baptiste Demoulin; Pavlo O. Dral; Giovanni Granucci; Fábris Kossoski; Hans Lischka; Benedetta Mennucci; Saikat Mukherjee; Marek Pederzoli; Maurizio Persico; Max Pinheiro Jr; Jiří Pittner; Felix Plasser; Eduarda Sangiogo Gil; Ljiljana Stojanovic
Veröffentlicht in: Journal of Chemical Theory and Computation, Ausgabe 21, 2022, ISSN 1549-9618
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jctc.2c00804

Computational Investigation of Structural and Spectroscopic Properties of LOV-Based Proteins with Improved Fluorescence

Autoren: Felipe Cardoso Ramos, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry B, Ausgabe 125/7, 2021, Seite(n) 1768-1777, ISSN 1520-6106
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c10834

Deciphering Photoreceptors Through Atomistic Modeling from Light Absorption to Conformational Response

Autoren: Giacomo Salvadori, Patrizia Mazzeo, Davide Accomasso, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Journal of Molecular Biology, 2024, ISSN 0022-2836
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jmb.2023.168358

Electronic Excited States from Physically Constrained Machine Learning

Autoren: Edoardo Cignoni; Divya Suman; Jigyasa Nigam; Lorenzo Cupellini; Benedetta Mennucci; Michele Ceriotti
Veröffentlicht in: ACS Central Science, 2024, ISSN 2470-1343
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acscentsci.3c01480

Quantum chemical elucidation of a sevenfold symmetric bacterial antenna complex

Autoren: Lorenzo Cupellini, Pu Qian, Tu C Nguyen-Phan, Alastair T Gardiner, Richard J Cogdell
Veröffentlicht in: Quantum chemical elucidation of a sevenfold symmetric bacterial antenna complex, 2022, ISSN 0166-8595
Herausgeber: Kluwer Academic Publishers
DOI: 10.1101/2022.04.09.487728

Exciton properties and optical spectra of light harvesting complex II from a fully atomistic description

Autoren: Vladislav Sláma, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Physical Chemistry Chemical Physics, Ausgabe 22/29, 2020, Seite(n) 16783-16795, ISSN 1463-9076
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0cp02492a

Structure of the stress-related LHCSR1 complex determined by an integrated computational strategy

Autoren: Ingrid Guarnetti Prandi; Vladislav Sláma; Cristina Pecorilla; Lorenzo Cupellini; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Communications Biology, Ausgabe 2, 2022, ISSN 2399-3642
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s42003-022-03083-8

Structural and quantum chemical basis for OCP-mediated quenching of phycobilisomes

Autoren: Paul V. Sauer, Lorenzo Cupellini, Markus Sutter, Mattia Bondanza, María Agustina Domínguez Martin, Henning Kirst, David Bína, Adrian Fujiet Koh, Abhay Kotecha, Basil J. Greber, Eva Nogales, Tomáš Polívka, Benedetta Mennucci, Cheryl A. Kerfeld
Veröffentlicht in: Science Advances, 2024, ISSN 2375-2548
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/sciadv.adk7535

From crystallographic data to the solution structure of photoreceptors: the case of the AppA BLUF domain

Autoren: Shaima Hashem; Veronica Macaluso; Michele Nottoli; Filippo Lipparini; Lorenzo Cupellini; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Science, Ausgabe 2, 2021, ISSN 2041-6539
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d1sc03000k

How the pH Controls Photoprotection in the Light-Harvesting Complex of Mosses

Autoren: Laura Pedraza-González, Edoardo Cignoni, Jacopo D’Ascenzi, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Journal of the American Chemical Society, 2023, ISSN 0002-7863
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.3c00377

Dye Stabilization and Wavelength Tunability in Lasing Fibers Based on DNA

Autoren: Luana Persano, Adam Szukalski, Michele Gaio, Maria Moffa, Giacomo Salvadori, Lech Sznitko, Andrea Camposeo, Jaroslaw Mysliwiec, Riccardo Sapienza, Benedetta Mennucci, Dario Pisignano
Veröffentlicht in: Advanced Optical Materials, Ausgabe 8/22, 2020, Seite(n) 2001039, ISSN 2195-1071
Herausgeber: Wiley
DOI: 10.1002/adom.202001039

A fast method for electronic couplings in embedded multichromophoric systems

Autoren: Edoardo Cignoni, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Journal of Physics: Condensed Matter, 2022, ISSN 0953-8984
Herausgeber: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-648x/ac6f3c

QM/AMOEBA description of properties and dynamics of embedded molecules

Autoren: Michele Nottoli, Mattia Bondanza, Patrizia Mazzeo, Lorenzo Cupellini, Carles Curutchet, Daniele Loco, Louis Lagardère, Jean-Philip Piquemal, Benedetta Mennucci, Filippo Lipparini
Veröffentlicht in: WIREs Comput Mol Sci., 2023, ISSN 1759-0876
Herausgeber: John Wiley & Sons Inc.
DOI: 10.1002/wcms.1674

Protein control of photochemistry and transient intermediates in phytochromes

Autoren: Giacomo Salvadori, Veronica Macaluso, Giulia Pellicci, Lorenzo Cupellini, Giovanni Granucci, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Nature Communications, 2022, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-34640-8

Absorption and Circular Dichroism Spectra of Molecular Aggregates With the Full Cumulant Expansion

Autoren: Lorenzo Cupellini, Filippo Lipparini, Jianshu Cao
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry B, Ausgabe 124/39, 2020, Seite(n) 8610-8617, ISSN 1520-6106
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c05180

The molecular mechanisms of light adaption in light-harvesting complexes of purple bacteria revealed by a multiscale modeling

Autoren: Felipe Cardoso Ramos, Michele Nottoli, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Science, Ausgabe 10/42, 2019, Seite(n) 9650-9662, ISSN 2041-6520
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/C9SC02886B

Multiscale modelling of photoinduced processes in composite systems

Autoren: Benedetta Mennucci, Stefano Corni
Veröffentlicht in: Nature Reviews Chemistry, Ausgabe 3/5, 2019, Seite(n) 315-330, ISSN 2397-3358
Herausgeber: Springer Nature
DOI: 10.1038/s41570-019-0092-4

The Multiple Roles of the Protein in the Photoactivation of Orange Carotenoid Protein

Autoren: Mattia Bondanza, Lorenzo Cupellini, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chem, Ausgabe 6/1, 2020, Seite(n) 187-203, ISSN 2451-9294
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.chempr.2019.10.014

Quantum Chemical Modeling of the Photoinduced Activity of Multichromophoric Biosystems

Autoren: Francesco Segatta, Lorenzo Cupellini, Marco Garavelli, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Reviews, Ausgabe 119/16, 2019, Seite(n) 9361-9380, ISSN 0009-2665
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00135

Successes & challenges in the atomistic modeling of light-harvesting and its photoregulation

Autoren: Lorenzo Cupellini, Mattia Bondanza, Michele Nottoli, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, 2019, Seite(n) 148049, ISSN 0005-2728
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.07.004

The key to the yellow-to-cyan tuning in the green fluorescent protein family is polarisation

Autoren: Riccardo Nifosì, Benedetta Mennucci, Claudia Filippi
Veröffentlicht in: Physical Chemistry Chemical Physics, Ausgabe 21/35, 2019, Seite(n) 18988-18998, ISSN 1463-9076
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/c9cp03722e

Towards large scale hybrid QM/MM dynamics of complex systems with advanced point dipole polarizable embeddings

Autoren: Daniele Loco, Louis Lagardère, Gérardo A. Cisneros, Giovanni Scalmani, Michael Frisch, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci, Jean-Philip Piquemal
Veröffentlicht in: Chemical Science, Ausgabe 10/30, 2019, Seite(n) 7200-7211, ISSN 2041-6520
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/c9sc01745c

Charge transfer from the carotenoid can quench chlorophyll excitation in antenna complexes of plants

Autoren: Lorenzo Cupellini, Dario Calvani, Denis Jacquemin, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-14488-6

Elucidating the role of structural fluctuations, intermolecular & vibronic interactions in the spectroscopic response of a bacteriophytochrome

Autoren: Veronica Macaluso, Lorenzo Cupellini, Giacomo Salvadori, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Physical Chemistry Chemical Physics, 2020, ISSN 1463-9076
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/D0CP00372G

The atomistic modeling of light-harvesting complexes from the physical models to the computational protocol

Autoren: Benedetta Mennucci; Lorenzo Cupellini; Edoardo Cignoni; Vladislav Slama
Veröffentlicht in: The Journal of Chemical Physics, Ausgabe 3, 2022, ISSN 0021-9606
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0086275

A polarisable QM/MM description of NMR chemical shifts of a photoreceptor protein

Autoren: Shaima Hashem, Lorenzo Cupellini, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Molecular Physics, Ausgabe 118/19-20, 2020, Seite(n) e1771449, ISSN 0026-8976
Herausgeber: Taylor & Francis
DOI: 10.1080/00268976.2020.1771449

The structural changes in the signaling mechanism of bacteriophytochromes in solution revealed by a multiscale computational investigation

Autoren: Veronica Macaluso, Giacomo Salvadori, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Science, 2021, ISSN 2041-6520
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d1sc00186h

First-principles simulation of excitation energy transfer and transient absorption spectroscopy in the CP29 light-harvesting complex

Autoren: Piermarco Saraceno, Vladislav Slama, Lorenzo Cupellini
Veröffentlicht in: The Journal of Chemical Physics, 2023, ISSN 0021-9606
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0170295

Origin of Low-Lying Red States in the Lhca4 Light-Harvesting Complex of Photosystem I

Autoren: Vladislav Sláma; Lorenzo Cupellini; Vincenzo Mascoli; Nicoletta Liguori; Roberta Croce; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical chemistry Letters, 2023, ISSN 1948-7185
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02091

Ultrafast excited-state dynamics of Luteins in the major light-harvesting complex LHCII

Autoren: Laura Pedraza-González, Davide Accomasso, Lorenzo Cupellini, Giovanni Granucci, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Photochemical & Photobiological Sciences, 2024, ISSN 1474-905X
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1007/s43630-023-00518-x

Excitonic Nature of Carotenoid–Phthalocyanine Dyads and Its Role in Transient Absorption Spectra

Autoren: Vladislav Sláma; Lorenzo Cupellini; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: ACS Physical Chemistry Au, Ausgabe 9, 2022, ISSN 2694-2445
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsphyschemau.1c00049

Ultrafast Transient Infrared Spectroscopy of Photoreceptors with Polarizable QM/MM Dynamics

Autoren: Veronica Macaluso, Shaima Hashem, Michele Nottoli, Filippo Lipparini, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Physical Chemistry B, Ausgabe 125/36, 2021, Seite(n) 10282-10292, ISSN 1520-6106
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c05753

Uncovering the interactions driving carotenoid binding in light-harvesting complexes

Autoren: Vincenzo Mascoli, Nicoletta Liguori, Lorenzo Cupellini, Eduard Elias, Benedetta Mennucci, Roberta Croce
Veröffentlicht in: Chemical Science, Ausgabe 12/14, 2021, Seite(n) 5113-5122, ISSN 2041-6520
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d1sc00071c

The energy transfer model of nonphotochemical quenching: Lessons from the minor CP29 antenna complex of plants

Autoren: Margherita Lapillo, Edoardo Cignoni, Lorenzo Cupellini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Ausgabe 1861/11, 2020, Seite(n) 148282, ISSN 0005-2728
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bbabio.2020.148282

Hybrid QM/classical models: Methodological advances and new applications

Autoren: Filippo Lipparini; Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Chemical Physics Review, Ausgabe 4, 2021, ISSN 2688-4070
Herausgeber: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0064075

Multiscale Models for Light-Driven Processes

Autoren: Michele Nottoli, Lorenzo Cupellini, Filippo Lipparini, Giovanni Granucci, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: Annual Review of Physical Chemistry, Ausgabe 72/1, 2021, Seite(n) 489-513, ISSN 0066-426X
Herausgeber: Annual Reviews, Inc.
DOI: 10.1146/annurev-physchem-090419-104031

Ground-state heterogeneity and vibrational energy redistribution in bacterial phytochrome observed with femtosecond 2D IR spectroscopy

Autoren: Manoop Chenchiliyan, Joachim Kübel, Saik Ann Ooi, Giacomo Salvadori, Benedetta Mennucci, Sebastian Westenhoff, Michał Maj
Veröffentlicht in: Journal of Chemical Physics, 2023, ISSN 0021-9606
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0135268

An enhanced sampling QM/AMOEBA approach: The case of the excited state intramolecular proton transfer in solvated 3-hydroxyflavone

Autoren: Michele Nottoli, Mattia Bondanza, Filippo Lipparini, Benedetta Mennucci
Veröffentlicht in: The Journal of Chemical Physics, Ausgabe 154/18, 2021, Seite(n) 184107, ISSN 0021-9606
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0046844