The crystal structure of an azide complex of the diferrous R2 subunit of ribonucleotide reductase displays a novel carboxylate shift with important mechanistic implications for diiron-catalyzed oxygen activation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 121, Issue 11, 1999, Pages 2346-2352

  Andersson, Martin E ^a   Högbom, Martin ^a   Rinaldo Matthis, Agnes ^a   Andersson, K Kristoffer ^b   Sjöberg, Britt Marie ^a   Nordlund, Pär ^a  

^a STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^b UNIVERSITY OF OSLO   (Norway)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACYL COENZYME A DESATURASE; AZIDE; CARBOXYLIC ACID; GLUTAMIC ACID; IRON; LIGAND; METHANE MONOOXYGENASE; MUTANT PROTEIN; OXYGEN; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; TYROSINE;

ARTICLE; CATALYSIS; CONTROLLED STUDY; CRYSTAL STRUCTURE; ENZYME MECHANISM; ESCHERICHIA COLI; HYDROPHOBICITY; NONHUMAN;

EID: 0033599495     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja982280c     Document Type: Article

References (62)

1. Nordlund, P.; Sjöberg, B.-M.; Eklund, H. Nature 1990, 345, 593-598.
2. Sjöberg, B. M. Struct. Bonding 1997, 88, 139-173.
3. Stubbe, J.; van der Donk, W. Chem. Biol. 1995, 2, 793-801.
4. Gräslund, A.; Sahlin, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1996, 25, 259-86.
5. Andersson, K. K.; Gräslund, A. Adv. Inorg. Chem. 1995, 43, 359-409.
6. Fontecave, M.; Nordlund, P.; Eklund, H.; Reichard, P. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1992, 65, 147-83.
7. Reichard, P. Science 1993, 260, 1773-1777.
8. Uhlin, U.; Eklund, H. Nature 1994, 370, 533-539.
9. Sjöberg, B.-M. Structure 1994, 2, 793-796.
10. Climent, I.; Sjöberg, B. M.; Huang, C. Y. Biochemistry 1992, 31, 4801-7.
11. Rova, U.; Goodtzova, K.; Ingemarson, R.; Behravan, G.; Gräslund, A.; Thelander, L. Biochemistry 1995, 34, 4267-75.
12. Ekberg, M.; Pötsch, S.; Sandin, E.; Thunnissen, M.; Nordlund, P.; Sahlin, M.; Sjöberg, B. M. J. Biol. Chem. 1998, 273, 21003-8.
13. Ekberg, M.; Sahlin, M.; Eriksson, M.; Sjöberg, B. M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 20655-20659.
14. Sahlin, M.; Lassmann, G.; Pötsch, S.; Slaby, A.; Sjöberg, B. M.; Gräslund, A. J. Biol. Chem. 1994, 269, 11699-702.
15. Sahlin, M.; Lassmann, G.; Pötsch, S.; Sjöberg, B. M.; Gräslund, A. J. Biol. Chem. 1995, 270, 12361-72.
16. Schmidt, P. P.; Rova, U.; Katterle, B.; Thelander, L.; Gräslund, A. J. Biol. Chem. 1998, 273, 21463-72.
17. Parkin, S. E.; Shuxian, C.; Ley, B. A.; Mangravite, L.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Bollinger, J. M. Biochemistry 1998, 37, 1124-1130.
18. Wallar, B. J.; Lipscomb, J. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2625-2657.
19. Fox, B. G.; Shanklin, J.; Ai, J.; Loehr, T. M.; Sanders-Loehr, J. Biochemistry 1994, 33, 12776-86.
20. Lindqvist, Y.; Huang, W. J.; Schneider, G.; Shanklin, J. EMBO J. 1996, 15, 4081-4092.
21. Rosenzweig, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J.; Nordlund, P. Nature 1993, 366, 537-543.
22. Bollinger, J. M.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Filley, J.; Norton, J. R.; Stubbe, J. Science 1991, 253, 292-298.
23. 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.
24. Willems, J. P.; Lee, H. I.; Burdi, D.; Doan, P. E.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9816-9824.
25. Riggs-Gelasco, P. J.; Shu, L. J.; Chen, S. X.; Burdi, D.; Huynh, B. H.; Que, L.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 849-860.
26. Liu, Y.; Nesheim, J. C.; Lee, S. K.; Lipscomb, J. D. J. Biol. Chem. 1995, 270, 24662-5.
27. Liu, K. E.; Valentine, A. M.; Qui, D.; Edmondson, D. E.; Appelman, E. H.; Spiro, T. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4997-4998.
28. Lee, S. K.; Fox, B. G.; Froland, W. A.; Lipscomb, J. D.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6450-6451.
29. Shu, L. J.; Nesheim, J. C.; Kauffmann, K.; Munck, E.; Lipscomb, J. D.; Que, L. Science 1997, 275, 515-518.
30. Deeth, R. J.; Dalton, H. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 302-306.
31. Whittington, D. A.; Valentine, A. M.; Lippard, S. S. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 307-313.
32. Siegbahn, P. E. M.; Crabtree, R. H.; Nordlund, P. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 314-317.
33. Yoshizawa, K. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 318-324.
34. Shteinman, A. A. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 325-330.
35. Lipscomb, J. D.; Que, L. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 331-336.
36. Elgren, T. E.; Hendrich, M. P.; Que, L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9291-9292.
37. Pulver, S. C.; Tong, W. H.; Bollinger, J. M.; Stubbe, J.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12664-12678.
38. Atta, M.; Debaecker, N.; Andersson, K. K.; Latour, J. M.; Thelander, L.; Gräslund, A. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 210-220.
39. Sturgeon, B. E.; Doan, P. E.; Liu, K. E.; Burdi, D.; Tong, W. H.; Nocek, J. M.; Gupta, N.; Stubbe, J.; Kurtz, D. M.; Lippard, S. J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 375-386.
40. Karlsson, M.; Sahlin, M.; Sjöberg, B. M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 12622-12626.
41. Sjöberg, B.-M.; Hahne, S.; Karlsson, M.; Jörnvall, H.; Göransson, M.; Uhlin, B. E. J. Biol. Chem. 1986, 261, 5658-5662.
42. Nordlund, P.; Uhlin, U.; Westergren, C.; Joelsen, T.; Sjöberg, B. M.; Eklund, H. FEBS Lett. 1989, 258, 251-254.
43. Otwinowski, Z. Data collection and processing. Proceedings of the CCP4 study weekend; SERC Daresbury Laboratory: Warrington, U.K., 1993; pp 56-62.
44. Tronrud, D. E. Methods Enzymol. 1997, 277, 306-319.
45. Logan, D. T.; Su, X. D.; Åberg, A.; Regnström, K.; Hajdu, J.; Eklund, H.; Nordlund, P. Structure 1996, 4, 1053-1064.
46. Collaborative computational project, no. 4: Acta Crystallogr. C 1994, 50, 760-763.
47. Brünger, A. Nature 1992, 355, 472-475.
48. Kauppi, B.; Nielsen, B. A.; Ramaswamy, S.; Larsen, I. K.; Thelander, M.; Thelander, L.; Eklund, H. J. Mol. Biol. 1996, 262, 706-720.
49. Stenkamp, R. E.; Seiker, L. C.; Jensen, L. H. J. Mol. Biol. 1978, 126, 457-466.
50. Holmes, M. A.; Stenkamp, R. E. J. Mol. Biol. 1991, 220, 723-737.
51. Tarricone, C.; Galazzi, A.; Coda, A.; Ascenzi, P.; Bolognesi, M. Structure 1997, 5, 497-507.
52. Conti, E.; Moser, C.; Rizzi, M.; Mattevi, A.; Lionetti, C.; Coda, A.; Ascenzi, P.; Brunori, M.; Bolognesi, M. J. Mol. Biol. 1993, 233, 498-508.
53. 59,60. In the protein, steric effects would make it difficult to accommodate seven ligands to any of the Fe ions. Furthermore, seven-coordinate Fe ions have never been proposed to be involved in these reactions.
54. Bollinger, J. M.; Krebs, C.; Vicol, A.; Chen, S.; Ley, B. A.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1094-1095.
55. Logan, D. T.; deMaré, F.; Persson, B. O.; Slaby, A.; Sjöberg, B.-M.; Nordlund, P. Biochemistry 1998, 37, 10798-10807.
56. Valentine, A. M.; Tavares, P.; Pereira, A. S.; Davydov, R.; Krebs, C.; Hoffman, B. M.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2190-2191.
57. Barton, D. H. R.; Beck, A. H.; Taylor, D. K. Tetrahedron 1995, 81, 5245-5254.
58. Siegbahn, P. E. M.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 3103-3113.
59. Vasilevsky, I.; Rose, N. J.; Stenkamp, R. E. Acta Crystallogr. B 1992, 48, 444-449.
60. Zhang, D.; Busch, D. H.; Lennon, P. L.; Weiss, R. H.; Neumann, W. L.; Riley, D. P. Inorg. Chem. 1998, 37, 956-963.
61. Esnouf, R. M. J. Mol. Graph. 1997, 15, 133-138.
62. Kraulis, P. J. J. Appl. Crystallogr. 1991, 24, 946-950.