A comparison of the inner-sphere reorganization energies of cytochromes, iron-sulfur clusters, and blue copper proteins

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 23, 2001, Pages 5546-5552

  Sigfridsson, Emma ^a   Olsson, Mats H M ^a   Ryde, Ulf ^a  

^a LUND UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BLUE COPPER PROTEINS; CYTOCHROMES; INNER SPHERE REORGANIZATION ENERGIES; IRON SULFUR CLUSTERS;

ATOMS; CHARGE CARRIERS; COPPER; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; HYDROGEN BONDS; IRON COMPOUNDS; MATHEMATICAL MODELS; NUMERICAL ANALYSIS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

PROTEINS;

EID: 0035859440     PISSN: 10895647     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0037403     Document Type: Article

References (86)

1. Cowan, J. A. Inorganic Biochemistry, an Introduction; Wiley-VCH: New York, 1997.
2. Palmer, G.; Reedijk, J. Eur. J. Biochem. 1991, 200, 599.
3. Fraústo da Silvia, J. J. R.; Williams, R. P. J. The Biological Chemistry of the Elements; Clarendon Press: Oxford, 1994.
4. Beinert, H. Science 1997, 277, 653.
5. Cammack, R. Adv. Inorg. Chem. 1992, 38, 281-322.
6. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem. Rev. 1996, 96, 2239-2314.
7. Matsubara, H.; Saeki, K. Adv. Inorg. Chem. 1992, 38, 223.
8. Adman, T. Adv. Protein Chem. 1991, 42, 145-197.
9. Messerschmidt, A. Struct. Bonding (Berlin) 1998, 90, 37-68.
10. Sykes, A. G. Adv. Inorg. Chem. 1990, 36, 377-408.
11. Beinert, H. Eur. J. Biochem. 1997, 245, 521.
12. Kroneck, P. M. H.; Antholine, W. E.; Kastrau, D. H. W.; Buse G.; Steffens, G. C. M.; Zumft, W. G. FEBS Lett 1990, 268, 274.
13. Gray, H. B.; Malmström, B. G.; Williams, R. J. P. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 551-559.
14. Zhou, H.-X. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 109.
15. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
16. Churg, A. K.; Warshel, A. Biochemistry 1986, 25, 1675.
17. Churg, A. K.; Weiss, R. M.; Warshel, A.; Takano, T. J. Phys. Chem. 1983, 87, 1683.
18. Gunner, M. R.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9151.
19. Gunner, M. R.; Alexov, E.; Torres, E.; Lipovaca, S. J. Inorg. Biol. Chem. 1997, 2, 126.
20. Langen, R.; Warshel, A. J. Mol. Biol. 1992, 224, 589.
21. Martel, P. J. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 73.
22. Muegge, I.; Qi, P. X.; Wand, A. J.; Chu, Z. T.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 825.
23. Rodgers, K. K.; S. G. Sligar J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9419.
24. Sharp, K. A. Biophys. J. 1998, 73, 1241.
25. Jensen, G. M.; Warshel, A.; Stephens, P. J. Biochemistry 1994, 33, 10911.
26. Mouesca, J.-M.; Chen, J. L.; Noodleman, L.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11898.
27. Noodleman, L. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 177.
28. Stephens, P. J.; Jollie, D. R.; Warshel, A. Chem. Rev. 1996, 96, 2491.
29. Swartz, P. D.; Ichiye, T. Biophys. J. 1997, 73, 2733.
30. Swartz, P. D.; Beck, B. W.; Ichiye, T. Biophys. J. 1996, 71, 2958.
31. Andrew, S. M.; Thomasson, K. A.; Northrup, S. H. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5516-5521.
32. Zheng, C.; McCammon, J. A.; Wolynes, P. G. Chem. Phys. 1991, 158, 261.
33. Zhou, H.-X. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10362.
34. Olsson, M. H. M.; Ryde, U. J. Am. Chem. Soc., in press.
35. Olsson, M. H. M.; Ryde, U.; Roos, B. O. Protein Sci. 1998, 7, 2659-2668.
36. Ryde, U.; Olsson, M. H. M. Intern. J. Quantum Chem. 2001, 81, 335-347.
37. Olsson, M. H. M.; Ryde, U. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 654-663.
38. Olsson, M. H.M.; Ryde, U.; Roos, B. O.; Pierlott, K. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 109-125.
39. Pierloot, K.; De Kerpel, J. O. A.; Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13156-13166.
40. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Pierloot, K.; Roos, B. O. J. Mol. Biol. 1996, 261, 586-596.
41. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O.; De Kerpel, J. O. A.; Pierloot, K. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 565-574.
42. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Pierloot, K. The Structure and Function of Blue Copper Proteins. In Theoretical and Computational Chemistry; L. A. Eriksson, Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2001; Vol. 9 pp. 1-56.
43. Sigfridsson, E.; Olsson, M. H. M.; Ryde, U. Inorg. Chem. 2001, 40, 2509-2519.
44. Hertwig, R. H.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1997, 268, 345-351.
45. Treutler, D.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1995, 102, 346.
46. Holthausen, M. C.; Mohr, M.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 245-252.
47. Ricca, A.; Bauschlicher, C. W. J. Phys. Chem. 1994, 98, 12899-12903.
48. Ricca, A.; Bauschlicher, C. W. Theor. Chim. Acta 1995, 92, 123-131.
49. Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. Lett. 1995, 246, 40.
50. Schäfer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys 1994, 100, 5829.
51. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. v. R.; Pople, J. A. Ab Initio Molecular Orbital Theory; Wiley-Interscience: New York, 1986.
52. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O.; Carlos Borin, A. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 452-462.
53. Sigfridsson, E.; Ryde, U. Manuscript in preparation.
54. Lippard, S. J.; Berg, J. M. Principles of Bioinorganic Chemistry; University Science Books: Mill Valley, 1994.
55. Ryde, U. In Recent Res. Dev. Protein Eng., Research Signpost, Trivandrum.
56. The Prosthetic Broups and Metalions in Protein Active Sites Database, Version 2 (http://bmbsgi11.leeds.ac.uk/promise, accessed Sept 2002).
57. Takano, T.; Dickerson, R. E. J. Mol. Biol. 1981, 153, 95.
58. Cheesman, M. R.; Thomson, A. J.; Greenwood, C.; Moore, G. R.; Kadir, F. Nature 1990, 346, 771.
59. Frolow, F.; Smith, A. J.; Guest, J. R.; Harrison, P. M. Nat. Struct. Biol. 1994, 1, 453.
60. George, G. N.; Richards, T.; Bare, R. E.; Gea, Y.; Prince, R. C.; Stiefel, E. I.; Watt, G. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 7716.
61. Carrell, C. J.; Schlarb, B. G.; Bendall, D. S.; Howe, C. J.; Cramer, W. A.; Smith, J. L. Biochemistry 1999, 38, 9590.
62. Baker, S. C.; Saunders, N. F. W.; Willis, A. C.; Ferguson, S. J.; Hajdu, J.; Fülöp, V. J. Mol. Biol. 1997, 269, 440.
63. Williams, P. A.; Fulöp, V.; Garman, E. F.; Saunders, N. F. W.; Ferguson, S. J.; Hajdu, J. Nature 1997, 389, 406-412.
64. Liu, H. I.; Sono, M.; Kadkhodayan, S.; Hager, L. P.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Dawson, J. H. J. Biol. Chem. 1995, 270, 10544-10550.
65. Scheidt, W. R.; Reed, C. A. Chem. Rev. 1981, 81, 543.
66. Raphael, A. L.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1038.
67. Tezcan, F. A.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13383.
68. Cruickshank, D. W. Acta Crystallogr. 1999, D55, 583.
69. Dixon, D. W.; Hong, X.; Woehler, S. E.; Mauk, A. G.; Sishta, B. P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1082.
70. Gupta, R. K. Biochim. Biophys. Acta 1973, 292, 291.
71. Nocera, D. G.; Winkler, J. R.; Yocom, K. M.; Bordignon, E.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 5145.
72. LeCloux, D. D.; Barrios, A. M.; Mizoguchi, T. J.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9001-9014.
73. Lowery, M. D.; Guckert, J. A.; Gebhard, M. S.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3012.
74. Randall, D. W.; Gamelin, D. R.; LaCroix, L. B.; Solomon, E. I. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 16-29.
75. Karpefors, M.; Slutter, C. E.; Fee, J. A.; Aasa, R.; Källebring, B.; Larsson, S.; Vänngård, T. Biophys. J. 1996, 71, 2823.
76. Malmström, B. G. Eur. J. Biochem. 1994, 223, 711-718.
77. Williams, R. J. P. Eur. J. Biochem. 1995, 234, 363-381.
78. Warshel, A. Computer Modelling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions; Wiley: New York, 1991; pp. 155-158, 209-211.
79. Levitt, M. In Peptides, Polypeptides and Proteins; Blout, E. R., Bovey, F. A., Goodman, M., Lotan, N., Eds.: Wiley: New York, 1974; pp 99-102.
80. Fersth, A. Enzyme Structure and Mechanisms; W. H. Freeman, Co: New York, 1985; pp. 341-342.
81. Mashiko, T.; Marchon, J.-C.; Musser, D. T.; Reed, C. A.; Kastner, M. E.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 3653.
82. Louie, G. V.; Brayer, G. D. J. Mol. Biol. 1989, 210, 313.
83. Frazao, C.; Soares, C. M.; Carrondo, M. A.; Pohl, E.; Dauter, Z.; Wilson, K. S.; Hervas, M.; Navarro, J. A.; de la Rosa, M. A.; Sheldrick, G. M. Brookhaven Protein Data Bank Structure 1ctj.
84. Mathews, F. S.; Czerwinski, E. W. The Enzymes of Biological Membranes; Plenum Press: New York, 1985; Vol. 4, 235.
85. Scheidt, W. R. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 339.
86. Collins, D. M.; Countryman, R.; Hoard, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 2066.