Manganese enzymes with binuclear active sites

Chemical Reviews

Volumn 96, Issue 7, 1996, Pages 2909-2926

  Charles Dismukes, G ^a  

^a PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000063535     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr950053c     Document Type: Article

References (115)

1. Allen, K. N.; Lavie, A.; Glasfeld, A.; Tanada, T. N.; Gerrity, D. P.; Carlson, S. C.; Farber, G. K.; Petsko, G. A.; Ringe, D. Biochemistry 1994, 33, 1488-1494.
2. Allen, K. N.; Lavie, A.; Farber, G. K.; Glasfeld, A.; Petsko, G. A.; Ringe, D. Biochemistry 1994, 33, 1481-1487.
3. Collyer, C. A.; Henrick, K.; Blow, D. M. J. Mol. Biol. 1990, 212, 211-235.
4. Lavie, A.; Allen, K. N.; Petsko, G. A.; Ringe, D. Biochemistry 1994, 33, 5469-5480.
5. Markham, G. D. In Manganese in Metablolism and Enzyme Function; Wedler, V. L. S. a. F. C., Ed.; Academic Press: New York, 1986.
6. Que, L., Jr.; True, A. E. In Prof. Inorg. Chem.: Bioinorganic Chem.; Lippard, S. J., Ed.; John Wiley: New York, 1990; Vol. 38.
7. Manganese Redox Enzymes; Pecoraro, V. L., Ed.; VCH: New York, 1992.
8. Dismukes, G. C. In Bioinorganic Catalysis; Reedijk, J., Ed.; Marcel-Dekker: Amsterdam, 1992.
9. Dismukes, G. C. In Mixed Valency Systems: Applications in Chemistry, Physics and Biology; Prassides, K., Ed.; Kluwer Acad. Publ.: Dordrecht, 1991.
10. Kessissoglou, D. P. Manganese-Proteins and - Enzymes and Relevant Trinuclear Synthetic Complexes; Kluwer: Dordrecht, 1995.
11. Manchanda, R.; Brudvig, G. W.; Crabtreee, R. H. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 1-38.
12. Pecoraro, V. L.; Baldwin, M. J.; Gelasco, A. Chem. Rev. 1994, 94, 807-826.
13. Wieghardt, K., 1989. 28: p. 1153-1172. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1989, 28, 1153-1172.
14. Wieghardt, K., 1989. 28: p. 1153-1172. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1989, 28, 1153-1172.
15. Christou, G. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 328-335.
16. Sychev, A. Y.; Isac, V. G. Russ. Chem. Rev. (Engl.) 1993, 62, 279-290.
17. Berry, R. S.; Rice, S. A.; Ross, J. Physical Chemistry; John Wiley: New York, 1980.
18. The Biological Chemistry of Magnesium; Cowan, J. A., Ed.; VCH: New York, 1995.
19. Bertini, I.; Banci, L.; Piccioli, M.; Luchinat, C. Coord. Chem. Rev. 1990, 100, 67-103.
20. Strater, N.; Klabunde, T.; Tucker, P.; Witzel, H.; Krebs, B. Science 1995, 268, 1489-1492.
21. Ruttinger, W.; Dismukes, G. C. Chemical Reviews 1996, submitted.
22. Wang, D. L.; Holz, R. C.; David, S. S.; Que, L., Jr.; Stankovich, M. T. Biochemistry 1991, 30, 8187-8194.
23. Sossong, T. J.; Khangulov, S. V.; Cavalli, R. C.; Soprano, D. R.; Dismukes, G. C.; Ash, D. E. Biochemistry 1996, submitted.
24. Beese, L. S.; Steitz, T. A. EMBO J. 1991, 10, 25-33.
25. Fothergill, M.; Goodman, M. F.; Petruska, J.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11619-627.
26. Rosenzwweig, A. C.; Nordlund, P.; Takahara, P. M.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J. Chem. Biol. 1995, 2, 409-418.
27. Rardin, R. L.; Tolman, W. B.; Lippard, S. J. New J. Chem. 1991, 15, 417-430.
28. Dismukes, G. C.; Shank, M.; Pessiki, P. J.; Khangulov, S. V.; Barynin, V. V. J. Inorg. Biochem. 1995, 59, 623 (extended abstract).
29. Stenkamp, R. E. Chem. Rev. 1994, 94, 715-726.
30. Paulsen, K. E.; Fox, B. G.; Lipscomb, J. D.; Munck, E.; Stankovich, M. T. Biochemistry 1994, 33, 713-722.
31. Sturgeon, B. E.; Burdi, D.; Chen, S.; Huynh, B.-H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7551-7557.
32. Khangulov, S. V.; Pessiki, P. J.; Barynin, V. V.; Ash, D. E.; Dismukes, G. C. Biochemistry 1995, 34, 2015-2025.
33. Pessiki, P. J.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc 1994, 116, 898-903.
34. Mathur, P.; Crowder, M.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5227-5232.
35. Khangulov, S. V.; Voyevodskaya, N. V.; Barynin, V. V.; Grebenko, A. I.; Melik-Adamyan, V. R. Biofizika (Biophysics) 1987, 32, 960-966 (1044-1051 Engl.).
36. Penner-Hahn, J. E. In Manganese Redox Enzymes; Pecoraro, V. L., Ed.; Verlag Chemie: New York, 1992.
37. Shank, M. L. B.S. Thesis, Princeton, 1994.
38. Shank, M.; Khangulov, S. V.; Barynin, V.; Dismukes, G. C. J. Bioinorg. Chem. 1996, submitted.
39. Herzfeld, A.; Raper, S. M. Biochem. J. 1976, 153, 469-478.
40. Ratther, S.; Morell, H.; Cavalho, E. Arch. Biochem. Biophys. 1960, 91, 280.
41. Reddi, P. K.; Knox, W. E.; Herzfeld, A. Enzyme 1975, 20, 305-314.
42. Haraguchi, Y.; Takaguchi, M.; Amaya, Y.; Kawamoto, S.; Matsuda, I.; Mori, M. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 412-415.
43. Dizikes, G. J.; Spector, E. B.; Cerbaum, S. D. Somatic Cell. Mol. Genet. 1986, 12, 375.
44. Kawamoto, S.; Amaya, Y.; Oda, T.; Kuzumi, T.; Saheki, T.; Kimura, S.; Mori, M. Biochem. Biophys. fies. Commun. 1986, 136, 955-961.
45. Reczkowski, R. S.; Ash, D. E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114 (27), 10992-10994.
46. Cavalli, R. C.; Burke, C. J.; Soprano, D. R.; Kawamoto, S.; Ash, D. E. Biochemistry 1994, 33, 10652-10657.
47. Reczkowski, R. S.; Ash, D. E. Arch. Biochem. Biophys. 1994, 312 (1), 31-37.
48. Custot, J.; Boucher, J.-L.; Vadon, S.; Guedes, C.; Dijols, S.; DeLaforge, M.; Mansuy, D. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 73-82.
49. Kuhn, N. J.; Talbot, J.; Ward, S. Arch. Biochem. Biophys. 1991, 286, 217-221.
50. Smith, R. M.; Martell, A. E. Critical Stability Constants; Plenum: New York, 1976.
51. Sivaraja, M.; Stouch, T. R.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 9600-9602.
52. Zheng, M.; Khangulov, S. V.; Dismukes, G. C.; Barynin, V. V. Inorg. Chem. 1994, 33, 382-387.
53. Ishii, M.; Funabashi, S.; Tanaka, M. Inorg. Chem. 1998, 27.
54. Cheng, Y.; Khangulov, S. V.; Sossong, T.; Cavelli, C.; Soparano, D.; Ash, D. E.; Dismukes, G. C. J. Inorg. Biochem. 1995, 59 (abst.).
55. Kleinfeid, D.; Okamura, M. Y.; Feher, G. Biochim. Biophys. Acta 1984, 766, 126-140.
56. Shank, M.; Barynin, V.; Dismukes, G. C. Biochemistry 1994, 33, 15433-15436.
57. Halliwell, B.; Gutteridge, J. M. C. In Methods of Enzymology; Packer, L., Glazer, A. N., Eds.; Academic Press: San Diego, 1990.
58. Stadtman, E. R.; Berlett, P. B.; Chock, P. B. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 384-388.
59. Barynin, V. V.; Grebenko, A. I. Dokl. Akad. Nauk. SSSR 1986, 286, 461-464.
60. Kono, Y.; Fridovich, I. J. Biol. Chem. 1983, 258, 6015-6019.
61. Barynin, V. V.; Vagin, A. A.; Melik-Adamyan, W. R.; Grebenko, A. I.; Khangulov, S. V.; Popov, A. N.; Andrianova, M. E.; Vainshtein, B. K. Dokl. Akad. Nauk. SSSR [Crystallogr.] 1986, 288, 877-880 (Russian).
62. Barynin, V. V. J. Inorg. Biochem. 1991, 43, 362 (abst).
63. deMare, F.; Kurtz, D. M., Jr.; Nordlund, P. Nature, Struct. Biol. 1996, 3, 539-546.
64. Khangulov, S. V.; Barynin, V. V.; Melik-Adamyan, V. R.; Grebenko, A. I.; Voevodskay, N. V.; A., B. L.; Dobrykov, S. N.; Il'ysova, V. B. Bioorgan. Khim. 1986, 12, 741-748 (Russian).
65. Khangulov, S. V.; Barynin, V. V.; Voevodskaya, N. V.; Grebenko, A. I. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 305-310.
66. Fronko, R. M.; Penner-Hahn, J. E.; Bender, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 7554-7555.
67. Meier, A. E.; Whitaker, M. M.; Whitaker, J. W. Biochemistry 1996, 35, 348-360.
68. Khangulov, S. V.; Goldfeld, M. G.; Gerasimenko, V. V.; Andreeva, N. E.; Barynin, V. V.; Grebenko, A. I. J. Inorg. Biochem. 1990, 40, 279-292.
69. Grush, M. M.; Chen, J.; Stemmler, T. L.; George, S. J.; Ralston, C. Y.; Stibrany, R. T.; Gelasco, A.; Gorun, S. M.; Penner-Hahn, J. E.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 65-69.
70. Waldo, G. S.; Yu, S.; Penner-Hahn, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5869-5870.
71. Gamelin, D. R.; Kirk, M. L.; Stemmler, T. L.; Pal, S.; Armstrong, W. H.; Penner-Hahn, J. E.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 2392-2399.
72. Khangulov, S. V.; Sivaraja, M.; V., B. V.; Dismukes, G. C. Biochemistry 1993, 32, 4912-4924.
73. Dikanov, S. A.; Tsetkov, Y. D.; Khangulov, S. V.; Goldfeld, M. G. Dokl. Biophy. 1988, 302, 174-176 (English).
74. Ivancich, A,; Barynin, V. V.; Zimmermann, J.-L. Biochemistry 1995, 34 (20), 6628-6639.
75. Khangulov, S. V.; Barynin, V. V.; Antonyuk-Barynina, S. V. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 25-33.
76. Waldo, G. S.; Penner-Hahn, J. E. Biochemistry 1995, 34, 1507-1512.
77. Khangulov, S. V.; Andreeva, N. E.; Gerasimenko, V. V.; Goldfeld, M. G.; Barynin, V. V.; Grebenko, A. I. Russ. J. Phys. Chem. 1990, 64, 10-16 (English).
78. Sheats, J. E.; Czernuziewicz, R.; Dismukes, G. C.; Rheingold, A.; Petrouleas, V.; Stubbe, J.; Armstrong, W. H.; Beer, R.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 1435-1444.
79. Czernuszewicz, R. S.; Dave, B.; Rankin, J. G. Spec. Publ. - R. Soc. Chem. 1991, 94.
80. Carroll, J. M.; Norton, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 8744-8745; 115, 12639 (correction).
81. Hughes, S. H.; Arnold, E.; Hostomsky, Z. In Ribonuclease H; Toulme, R. J. C. a. J. J., Ed.; INSERM Editions: Paris, 1996.
82. Davies, J. F.; Hostomska, Z.; Hostomsky, Z.; Jordon, S.; Mathews, D. A. Science 1991, 252, 88-95.
83. Setlick, R. F.; Meyer, D. J.; Shibata, M.; Rostwitalski, R.; Ornstein, R. L.; Rein, R. J. Biomol Struct. Dyn. 1994, 12.
84. Black, C. B.; Cowan, J. A. Inorg. Chem. 1994, 33, 5805-5808.
85. Katanagi, K.; Okumura, M.; Morikawa, K. Proteins 1993, 17, 337-346.
86. Yang, W.; Steitz, T. A. Structure 1995, 3, 131-135.
87. Cech, T. R. A. Rev. Biochem. 1990, 59, 543-568.
88. Pyle, A. M. Science 1993, 261, 709-714.
89. Pley, H. W.; Flaherty, K. M.; McKay, D. B. Nature 1994, 372, 68-74.
90. Scott, W. G.; Finch, J. T.; Klug, A. Cell 1995, 81, 991-1002.
91. Sawata, S.; Komiyama, M.; Taira, K. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2357-2358.
92. Dahm, S. C.; Derrick, W. B.; Uhlenbeck, O. C. Biochemistry 1993, 32, 13040-13045.
93. Hertel, K. J.; Uhlenbeck, O. C. Biochemistry 1995, 34, 1744-1749.
94. Piccirilli, J. A.; Vyle, J. S.; Caruthers, M. H.; Cech, T. R. Nature 1993, 361, 85-88.
95. Kuimelis, R. G.; McLaughlin, L. W. Biochemistry 1996, 35, 5308-5317.
96. Zhou, D.-M.; Usman, N.; Wincott, F. E.; Matulic-Adamic, J.; Komiyama, M.; Kumar, P. K. R.; Taira, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5862-5866.
97. Sigel, H. Coord. Chem. Rev. 1990, 100, 453-539.
98. Gerlt, J. A.; Gassman, P. G. Biochemistry 1993, 32, 11943-11952.
99. Wedekind, J. E.; Poyner, R. R.; Reed, G. H.; Rayment, I. Biochemistry 1994, 33, 9333-9342.
100. Walsh, C. Enzymatic Reaction Mechanisms; W. H Freeman: San Francisco, 1979.
101. Poyner, R. R.; Reed, G. H. Biochemistry 1992, 31, 7166-7173.
102. Lebioda, L.; Stec, B. Biochemistry 1991, 30, 2817-2822.
103. Larsen, T. M.; Wedekind, J. E.; Rayment, I.; Reed, G. H. Biochemistry 1996, 35, 4349-4358.
104. Duquerroy, S.; Camus, C.; J., J. Biochemistry 1995, 34, 12513-12523.
105. Frausto, J. J. R.; Williams, R. J. P. The Biological Chemistry of the Elements; Clarendon Press: Oxford, 1991.
106. Dinovo, E. C.; Boyer, P. D. J. Biol. Chemistry 1971, 246, 4586-4593.
107. Shen, O.; Westhead, E. W. Biochemistry 1973, 12, 3333-39.
108. Omburo, G. A.; Mullins, L. S.; Raushel, F. M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 13278-13283.
109. Chae, M. Y.; Omburo, G. A.; Lindahl, P.; Raushel, F. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12173-12174.
110. Benning, M.; Kuo, J. M.; Raushel, F. M.; Holden, H. M. Biochemistry 1995, 34, 7973-7978.
111. Jabri, E.; Carr, M. B.; Hausinger, R. P.; Karplus, P. A. Science 1995, 268, 998-1001.
112. Ludden, P. W.; Roberts, G.; Grunwald, S.; Lies, D.; Nielsen, G. VIII International Symposium on Phototrophic Prokaryotes, Urbino, Italy, 1994; abstract, p 54.
113. Ludden, P. W. Personal commun.
114. Gau, A. E.; Thole, H. H.; Pistorius, E. K. Z. Naturforsch. 1995, 50 C, 638.
115. Allgood, G. S.; Perry, J. J. J. Bacteriol. 1986, 168.