Stabilization of Trivalent Nickel in Tetragonal NiS4N2and NiN6Environments: Synthesis, Structures, Redox Potentials, and Observations Related to [NiFe]-Hydrogenases

Journal of the American Chemical Society

Volumn 112, Issue 8, 1990, Pages 2955-2963

  Kruger H J ^a   Holm, R H ^a  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGENASE; METAL COMPLEX; NICKEL;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; ENZYME ACTIVE SITE; NONBIOLOGICAL MODEL; NONHUMAN;

EID: 0025006279     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja00164a018     Document Type: Article

References (95)

1. Lancaster, J. R., Ed.; VCH Publishers, Inc.: New York, 1988.
2. Hausinger, R. P. Microbiol. Rev. 1987, 51, 22.
3. Walsh, C. T.; Orme-Johnson, W. H. Biochemistry 1987, 26, 4901.
4. Cammack, R.; Adv. Inorg. Chem. 1988, 32, 297.
5. Cammack, R.; Fernandez, V. M.; Schneider, K. The Bioinorganic Chemistry of Nickel, Chapter 8.
6. Moura, J. J. G.; Teixeira, M.; Moura, I.; LeGall, J. The Bioinorganic Chemistry of Nickel, Chapter 9.
7. Bastain, N. R.; Wink, D. A.; Wackett, L. P.; Livingston, D. J.; Jordan, L. M.; Fox, J.; Orme-Johnson, W. H.; Walsh, C. T. The Bioinorganic Chemistry of Nickel, Chapter 10.
8. Moura, J. J. G.; Teixeira, M.; Moura, I. Pure Appl. Chem. 1989, 61, 915.
9. Eidsness, M.K.; Scott, R.A.; Prickril, B.C.; DerVartanian, D.V.; LeGall, J.; Moura, L.; Moura, J.J.G.; Peck, H.D., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 147.
10. Shao, H. H.; Teixeira, M.; LeGall, J.; Patil, D. S.; Moura, L.; Moura, J. J. G.; DerVartanian, D. V.; Huynh, B. H.; Peck, H. D., Jr. J. Biol. Chem. 1989, 264, 2678.
11. Teixeira, M.; Moura, I.; Xavier, A. V.; Huynh, B. H.; DerVartanian, D. V.; Peck, H. D., Jr.; LeGall, J.; Moura, J. J. G. J. Biol. Chem. 1985, 260, 8942.
12. Cammack, R.; Patil, D.; Hatchikian, E. C.; Fernandez, V. M. Biochim. Biophys. Acta 1987, 912, 98.
13. Huynh, B. H.; Patil, D. S.; Moura, I.; Teixeira, M.; Moura, J. J. G.; DerVartanian, D. V.; Czechowski, M. H.; Prickril, B. C.; Peck, H. D., Jr.; LeGall, J. J. Biol. Chem. 1987, 262, 795.
14. Teixeira, M.; Moura, I.; Xavier, A. V.; Moura, J. J. G.; LeGall, J.; Der Vartanian, D. V.; Peck, H. D., Jr.; Huynh, B. H. J. Biol. Chem. 1989, 264, 16435.
15. van der Zwaan, J. W.; Albracht, S. P. J.; Fontijn, R. D.; Slater, E. C. FEBS Lett. 1985, 179, 271.
16. Eidsness, M. K.; Sullivan, R. J.; Scott, R. A. The Bioinorganic Chemistry of Nickel, Chapter 4.
17. Lindahl, P. A.; Kojima, N.; Hausinger, R. P.; Fox, J. A.; Teo, B.-K.; Walsh, C. T.; Orme-Johnson, W. H. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3062.
18. Scott, R. A.; Wallin, S. A.; Czechowski, M.; DerVartanian, D. V.; LeGall, J.; Peck, H. D., Jr.; Moura, I. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6864.
19. Scott, R. A.; Czechowski, M.; DerVartanian, D. V.; LeGall, J.; Peck, H. D., Jr.; Moura, I. Rev. Port. Quim. 1985, 27, 67.
20. Tan, S.-L.; Fox, J. A.; Kojima, N.; Walsh, C. T.; Orme-Johnson, W. H. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3064.
21. Chapman, A.; Cammack, R.; Hatchikian, E. C.; McCracken, J.; Peisach, J. FEBS Lett. 1988, 242, 135.
22. Kowal, A. T.; Zambrano, I. C.; Moura, I.; Moura, J. J. G.; LeGall, J.; Johnson, M. K. Inorg. Chem. 1988, 27, 1162.
23. Nag, K.; Chakravorty, A. Coord. Chem. Rev. 1980, 33, 87.
24. Haines, R. J.; McAuley, A. Coord. Chem. Rev. 1981, 39, 77.
25. Lappin, A. G.; McAuley, A. Adv. Inorg. Chem. 1988, 32, 241.
26. Busch, D. H. Acc. Chem. Res. 1978, 11, 392.
27. Chakravorty, A. Isr. J. Chem. 1985, 25, 99.
28. Krüger, H.-J.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1987, 26, 3645, and unpublished results.
29. Fox, S.; Silver, A.; Wang, Y.; Millar, M. Abstracts of the Fourth International Conference on Bioinorganic Chemistry, 1989
30. J. Inorg. Biochem. 1989, 36, 223, Abstr G059.
31. Krüger, H.-J.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1989, 28, 1148.
32. Kumar, M.; Day, R. O.; Colpas, G. J.; Maroney, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5974.
33. Dance, I. G. Polyhedron 1987, 5, 1037.
34. Blower, P. J.; Dilworth, J. R. Coord. Chem. Rev. 1987, 76, 121.
35. Ockels, W.; Römer, A.; Budzikiewicz, H.; Korth, H.; Pulverer, G. Tetrahedron Lett. 1978, 3341.
36. Hildebrand, U.; Lex, J.; Taraz, K.; Winkler, S.; Ockels, W.; Budzikiewicz, H. Z. Naturforsch. 1984, 39B, 1607.
37. Hildebrand, U. H. W.; Lex, J. Z. Naturforsch. 1989, 44b, 475.
38. Baucom, E. I.; Drago, R. S. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 6469.
39. Drago, R. S.; Baucom, E. I. Inorg. Chem. 1972, 11, 2064.
40. Bemtgen, J.-M.; Gimpert, H.-R.; vonZelewsky, A. Inorg. Chem. 1983, 22, 3576.
41. Hildebrand, U.; Ockels, W.; Lex, J.; Budzikiewicz, H. Phosphorous Sulfur 1983, 16, 361.
42. Cromer, D. T.; Waber, J. T. International Tables for X-Ray Crystallography i, Kynoch Press: Birmingham, England, 1974.
43. Live, D. H.; Chan, S. I. Anal. Chem. 1970, 42, 791.
44. Gerger, W.; Mayer, U.; Gutmann, V. Monatsh. Chem. 1977, 108, 417.
45. Sproul, G.; Stucky, G. D. Inorg. Chem. 1973, 12, 2898
46. Horrocks, W. D.; Johnston, D. L. Inorg. Chem. 1971, 10, 1835.
47. Happe, J. A.; Ward, R. L. J. Chem. Phys. 1963, 39, 1211.
48. Ramalingam, K.; Aravamudan, G.; Seshasayee, M.; Verghese, B. Acta Crystallogr. 1987, C43, 471.
49. Ruble, J. R.; Seff, K. Acta Crystallogr. 1972, B28, 1272.
50. Musaev, F. N.; Movsumov, E. M.; Mamedov, K. S.; Amiraslanov, I. R.; Magerramov, A. I.; Shnulin, A. N. J. Struct. Chem. 1977, 18, 865.
51. Borel, M. M.; Geffrouais, A.; Ledesert, M. Acta Crystallogr. 1976, B32, 2385.
52. Melson, G. A.; Greene, P. T.; Bryan, R. F. Inorg. Chem. 1970, 9, 1116.
53. Melson, G. A.; Crawford, N. P.; Geddes, B. J. Inorg. Chem. 1970, 9, 1123.
54. Osakada, K.; Yamamoto, T.; Yamamoto, A.; Takenaka, A.; Sasada, Y. Acta Crystallogr. 1984, C40, 85.
55. Rosenfield, S. G.; Berends, H. P.; Gemini, L.; Stephan, D. W.; Mascharak, P. K. Inorg. Chem. 1987, 26, 2792.
56. Fackler, J. P., Jr.; Del Niera P. R.; Campana, C.; Trzcinska-Bancroft, B. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 7883.
57. Bonamico, M.; Dessy, G.; Fares, V.; Flamini, A.; Scaramuzza, L. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1976, 1743.
58. Bereman, R. D.; Baird, D. M.; Dorfman, J. D.; Bordner, J. Inorg. Chem. 1982, 21, 2365.
59. Edwards, A. J.; Hoskins, B. F.; Winter, G. Aust. J. Chem. 1986, 39, 1983.
60. Gable, R. W.; Hoskins, B. F.; Winter, G. Inorg. Chim. Acta 1985, 96, 151.
61. Bizilj, K.; Hardin, S. G.; Hoskins, B. F.; Oliver, P. J.; Tiekink, E. R. T.; Winter, G. Aust. J. Chem. 1986, 39, 1035.
62. Mathew, M.; Palenik, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 6310.
63. Clark, G. R.; Palenik, G. J. Crysi. Struct. Commun. 1980, 9, 449.
64. Masuko, A.; Nomura, T.; Saito, Y. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1967, 40, 511.
65. Zompa, L. J.; Margulis, T. N. Inorg. Chim. Acta 1978, 28, L157.
66. Wieghardt, K.; Walz, W.; Nuber, B.; Weiss, J.; Ozarowski, A.; Stratemeier, H.; Reinen, D. Inorg. Chem. 1986, 25, 1650.
67. Bosnich, B.; Mason, R.; Pauling, P. J.; Robertson, G. B.; Tobe, M. L. Chem. Commun. 1968, 97.
68. Ito, T.; Sugimoto, M.; Toriumi, K.; Ito, H. Chem. Lett. 1981, 1477.
69. van der Merwe, M. J.; Boeyens, J. C. A.; Hancock, R. D. Inorg. Chem. 1983, 22, 3489.
70. Wada, A.; Sakabe, N.; Tanaka, J. Acta Crystallogr. 1976, B32, 1121.
71. Szalda, D. J.; Macartney, D. H.; Sutin, N. Inorg. Chem. 1984, 23, 3473.
72. Fackler, J. P., Jr.; Avdeef, A.; Fischer, R. G., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 774.
73. Mahadevan, C.; Seshasayee, M.; Kuppusamy, P.; Mancharan, P. T. J. Crystallogr. Spectrosc. Res. 1984, 14, 179, and references therein.
74. Maki, A.F.I.; Edelstein, N.; Davison, A.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 4580.
75. Pappenhagen, T. L.; Margenan, D. W. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 4576.
76. Gainsford, G. J.; Jackson, W. G.; Sargeson, A. M. Aust. J. Chem. 1980, 33, 707.
77. Lydon, J. D.; Mulligan, K. J.; Elder, R. C.; Deutsch, E. Inorg. Chem. 1980, 19, 2083.
78. Szalda, D. J.; Keene, F. R. Inorg. Chem. 1986, 25, 2795.
79. Bombieri, G.; Polo, A.; Benetollo, F.; Tobe, M.; Humanes, M.; Chatterjee, C. Acta Crystallogr. 1987, C43, 1866.
80. Bang, E. Acta Chem. Scand. 1977, A31, 495
81. Reinen, D.; Friebel, C.; Propach, V. Z. Anorg. Allg. Chem. 1974, 408, 187.
82. McAuley, A.; Preston, K. F. Inorg. Chem. 1983, 22, 2111.
83. Hanania, G. I. H.; Irvine, D. H.; Shurayh, F. J. Chem. Soc. 1965, 1149.
84. McCleverty, J. A. In Reactions of Molecules at Electrodes, Hush, N. S., Ed.; Wiley-lnterscience: New York, 1971, pp 403-492.
85. Lachenal, D. Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1975, II, 101.
86. Hendrickson, A. R.; Martin, R. L.; Rohde, N. M. Inorg. Chem. 1975, 14, 2980.
87. Willemse, J.; Reuwette, P. H. F. M.; Cras, J. A. Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1972, 8, 389.
88. Janssen, M. J. In The Chemistry of Carboxylic Acids and Esters, Patai, S., Ed,; Interscience, New York, 1969; Chapter 15.
89. Danehy, J. P.; Parameswaran, K. N. J. Chem. Eng. Data 1968, 13, 386.
90. Teixeira, M.; Fauque, G.; Moura, I.; Lespinat, P. A.; Berber, Y.; Prickril, B.; Peck, H. D., Jr.; Xavier, A. V.; LeGall, J.; Moura, J. J. G. Eur. J. Biochem. 1987, 167, 47.
91. Moura, J. J. G.; Moura, I.; Huynh, B. H.; Kriiger, H.-J.; Teixeira, M.; DuVarney, R. C.; DerVartanian, D. V.; Xavier, A. V.; Peck, H. D., Jr.; LeGall, J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1982, 108, 1388.
92. Albracht, S. P. J.; Graf, E.-G.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 1982, 140, 311.
93. Kojima, N.; Fox, J. A.; Hausinger, R. P.; Daniels, L.; Orme-Johnson, W. H.; Walsh, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, 80, 378.
94. Scott, R. A., private communication.
95. For an example of a distorted trigonal-bipyramidal Ni(III) complex with a. (d2z)! ground-state configuration, cf.: Grove, D. M.; van Koten, F.; Zoet, R. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 1379.