Inadequacies of the point-dipole approximation for describing electron-nuclear interactions in paramagnetic proteins: Hybrid density functional calculations and the analysis of NMR relaxation of high-spin iron(III) rubredoxin

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 102, Issue 42, 1998, Pages 8300-8305

  Wilkens, Steven J ^a   Xia, Bin ^a,b   Volkman, Brian F ^c   Weinhold, Frank ^a,c   Markley, John L ^a,c   Westler, William M ^c  

^a Graduate Program in Biophysics   (United States)

^b SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

^c UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000020727     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp982018q     Document Type: Article

References (47)

1. Eggink, G.; Lageveen, R. G.; Altenburg, B.; Witholt, B. J. Biol. Chem. 1987, 262, 17712.
2. Eggink, G.; Engel, H.; Vriend, G.; Terpstra, P.; Witholt, B. J. Mol. Biol. 1990, 212, 135.
3. Kok, M.; Oldenhuis, R.; van der Linden, M. P.; Raatjes, P.; Kingma, J.; van Lelyveld, P. H.; Witholt, B. J. Biol. Chem. 1989, 264, 5435.
4. Hurley, J. K.; Salamon, Z.; Meyer, T. E.; Fitch, J. C.; Cusanovich, M. A.; Markley, J. L.; Cheng, H.; Xia, B.; Chae, Y. K.; Medina, M.; Gómez-Moreno, C.; Tollin, G. Biochemistry 1993, 32, 9346.
5. Peisach, J.; Blumberg, W. E.; Lode, E. T.; Coon, M. J. J. Biol. Chem. 1971, 246, 5877.
6. Rao, K. K.; Evans, M. C.; Cammack, R.; Hall, D. O.; Thompson, C. L.; Jackson, P. J.; Johnson, C. E. Biochem. J. 1972, 129, 1063.
7. Schulz, C.; Debrunner, P. G. J. Phys.-Paris 1976, 37, C6-C6-158.
8. Bennett, D. E.; Johnson, M. K. Biochim. Biophys. Acta 1987, 911, 71.
9. Watenpaugh, K. D.; Sieker, L. C.; Jensen, L. H. J. Mol. Biol. 1979, 131, 509.
10. Watenpaugh, K. D.; Sieker, L. C.; Jensen, L. H. J. Mol. Biol. 1980, 138, 615.
11. Frey, M.; Sieker, L. C.; Payan, F.; Haser, R.; Bruschi, M.; Pepe, G.; LeGall, J. J. Mol. Biol. 1987, 197, 525.
12. Stenkamp, R. E.; Sieker, L. C.; Jensen, L. H. Proteins Struct. Funct. Genet. 1990, 8, 352.
13. Adman, E. T.; Sieker, L. C.; Jensen, L. H. J. Mol. Biol. 1991, 217, 337.
14. Dauter, Z.; Wilson, K. S.; Sieker, L. C.; Moulis, J.-M.; Meyer, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 8836.
15. Phillips, W. D.; Poe, M.; Weiher, J. F.; McDonald, C. C.; Lovenberg, W. Nature 1970, 227, 574.
16. Krishnamoorthi, R.; Markley, J. L.; Cusanovich, M. A.; Przysiecki, C. Biochemistry 1986, 25, 50.
17. Werth, M. T.; Kurtz, D. M., Jr.; Moura, I.; LeGall, J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 273.
18. Blake, P. R.; Park, J.-B.; Bryant, F. O.; Aono, S.; Magnuson, J. K.; Eccleston, E.; Howard, J. B.; Summers, M. F.; Adams, M. W. Biochemistry 1991, 30, 10885.
19. Blake, P. R.; Lee, B. M.; Summers, M. F.; Adams, M. W.; Park, J.-B.; Zhou, Z. H.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1992, 2, 527.
20. Blake, P. R.; Park, J.-B.; Adams, M. W. W.; Summers, M. F. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4931.
21. Blake, P. R.; Park, J.-B.; Zhou, Z. H.; Hare, D. R.; Adams, M. W.; Summers, M. F. Protein Sci. 1992, 1, 1508.
22. Xia, B.; Westler, W. M.; Cheng, H.; Meyer, J. P.; Moulis, J.-M.; Markley, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5347.
23. Gaillard, J.; Zhuang-Jackson, H. Y.; Moulis, J.-M. Eur. J. Biochem. 1996, 238, 346.
24. Xia, B.; Wilkens, S. J.; Westler, W. M.; Markley, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4893.
25. Prantner, A. M.; Volkman, B. F.; Wilkens, S. J.; Xia, B.; Markley, J. L. J. Biomol. NMR 1997, 10, 411.
26. Volkman, B. F.; Prantner, A. M.; Wilkens, S. J.; Xia, B.; Markley, J. L. J. Biomol. NMR 1997, 10, 409.
27. Petillot, Y.; Forest, E.; Mathieu, I.; Meyer, J.; Moulis, J.-M. Biochem. J. 1993, 296, 657.
28. Mathieu, I.; Meyer, J.; Moulis, J.-M. Biochem. J. 1992, 285, 255.
29. Wilkens, S. J.; Xia, B.; Weinhold, F.; Markley, J. L.; Westler, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4806.
30. Bertini, I.; Luchinat, C. NMR of Paramagnetic Molecules in Biological Systems; Benjamin/Cummings: Menlo Park, CA, 1986.
31. Kowalewski, J.; Nordenskiöld, L.; Benetis, N.; Westlund, P.-O. Prog. Magn. Reson. Spectrosc. 1985, 17, 141.
32. Solomon, I. Phys. Rev. 1955, 99, 559.
33. Bloembergen, N. J. Chem. Phys. 1957, 27, 572.
34. Bloembergen, N.; Morgan, L. O. J. Chem. Phys. 1961, 34, 842.
35. Gottlieb, H. P. W.; Barfield, M.; Doddrell, D. M. J. Chem. Phys. 1977, 67, 3785.
36. Kowalewski, J.; Laaksonen, A.; Nordenskiöld, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 2927.
37. Nordenskiöld, L.; Laaksonen, A.; Kowalewski, J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 379.
38. Chae, Y. K.; Markley, J. L. Biochemistry 1995, 34, 188.
39. Gaussian 94 Revision E.2. Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Gill, P. M. W., Johnson, B. G., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Keith, T., Petersson, G. A., Montgomery, J. A., Raghavachari, K., Al-Laham, M. A., Zakrzewski, V. G., Ortiz, J. V., Foresman, James B., Cioslowski, J., Stefanov, B. B.; Nanayakkara, A., Challacombe, M., Peng, C. Y., Ayala, P. Y., Chen, W., Wong, M. W., Andres, J. L., Replogle, E. S., Gomperts, R., Martin, R. L., Fox, D. J., Binkley, J. S., Defrees, D. J., Baker, J., Stewart, J. P., Head-Gordon, M., Gonzalez, C., Pople, J. A. 1995. Pittsburgh, PA, Gaussian, Inc.
40. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
41. The form of the B3LYP functional implemented in ref 39 is given in: Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1994, 98, 11623.
42. Cohen, M. J.; Chong, D. P. Chem. Phys. Lett. 1995, 234, 405.
43. Lim, M. H.; Worthington, S. E.; Dulles, F. J.; Cramer, C. J. ACS Sym. Ser. 1996, 629, 402.
44. Vold, R. L.; Waugh, J. S.; Klein, M. P.; Phelps, D. E. J. Chem. Phys. 1968, 48, 3831.
45. Freeman, R.; Kempsell, S. P.; Levitt, M. H. J. Magn. Reson. 1980, 38, 453.
46. Farrow, N. A.; Muhandiram, R.; Singer, A. U.; Pascal, S. M.; Kay, C. M.; Gish, G.; Shoelson, S. E.; Pawson, T.; Forman-Kay, J. D.; Kay, L. E. Biochemistry 1994, 33, 5984.
47. Reuben, J.; Reed, G. H.; Cohn, M. J. Chem. Phys. 1970, 52, 1617.