The spin distribution in low-spin iron porphyrins

Journal of the American Chemical Society

Volumn 124, Issue 39, 2002, Pages 11771-11780

  Johansson, Mikael P ^a   Sundholm, Dage ^a   Gerfen, Gary ^b   Wikström, Mårten ^c  

^a UNIVERSITY OF HELSINKI   (Finland)

^b ALBERT EINSTEIN COLLEGE OF MEDICINE   (United States)

^c UNIVERSITY OF HELSINKI   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DENSITY FUNCTION THEORY (DFT);

DERIVATIVES; ELECTRON ABSORPTION; IRON; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; PARAMAGNETIC RESONANCE;

PORPHYRINS;

IMIDAZOLE; IRON DERIVATIVE; LIGAND; METAL; PORPHYRIN DERIVATIVE;

ARTICLE; CALCULATION; CHEMICAL BOND; CHEMICAL STRUCTURE; DENSITY; ELECTRON SPIN RESONANCE; MOLECULAR MODEL; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY;

EID: 0037009962     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja026523j     Document Type: Article

References (100)

1. Uhlenbeck, G. E.; Goudsmit, S. Naturwissenschaften 1925, 47, 953.
2. Uhlenbeck, G. E.; Goudsmit, S. Nature 1926, 117, 264.
3. Blumberg, W. E.; Peisach, J. Adv. Chem. Ser. 1971, 100, 271.
4. Peisach, J.; Blumberg, W. E.; Adler, A. D. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1973, 206, 310.
5. Walker, F. A.; Reis, D.; Balke, V. L. J. Am. Chem. Soc. 1984, 100, 6888.
6. McGarvey, B. R. Coord. Chem. Rev. 1998, 170, 75.
7. Walker, F. A. Coord. Chem. Rev. 1999, 185-186, 471.
8. Astashkin, A. V.; Raitsimring, A. M.; Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1905.
9. Astashkin, A. V.; Raitsimring, A. M.; Kennedy, A. R.; Shokhireva, T. K.; Walker, F. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 74.
10. McConnell, H. M.; Chesnut, D. B. J. Chem. Phys. 1958, 28, 107.
11. Kaiser, E. T., Kevan, L. Eds. Radical Ions; Wiley-Interscience: New York, 1968.
12. Bertini, I.; Luchinat, C.; Parigi, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 2473 2000.
13. Bertini, I.; Luchinat, C.; Parigi, G. Solution NMR of Paramagnetic Molecules; Elsevier: Amsterdam, 2001.
14. Oosterhuis, W. T.; Lang, G. Phys. Rev. 1969, 178, 439.
15. Taylor, C. P. S. Biochim. Biophys. Acta 1977, 491, 137.
16. Horrocks, W. D.; Greenberg, E. S. Biochim. Biophys. Acta 1973, 322, 38.
17. Goff, H. M. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 3714.
18. Tan, H.; Simonis, U.; Shokhirev, N. V.; Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 5784.
19. Scholes, C. P.; Falkowski, K. M.; Chen, S.; Bank, J. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 1660.
20. Shokhirev, N. V.; Walker, F. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17795.
21. Mun, S. K.; Mallick, M. K.; Mishra, S.; Chang, J. C.; Das. T. P. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 5024.
22. Magliozzo, R. S.; Peisach, J. Biochemistry 1992, 31, 189.
23. Rigby, S. E. J.; Moore, G. R.; Gray, J. C.; Gadsby, P. M. A.; George, S. J.; Thomson, A. J. Biochem. J. 1988, 256, 571.
24. Axe, F. U.; Flowers, C.; Loew, G. H.; Waleh, A. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7333.
25. Kaufman, J.; Spicer, L. D.; Siegel, L. M. Biochemistry 1993, 32, 2853.
26. Rassolov, V. A.; Chipman, D. M. Theor. Chim. Acta 1994, 88, 339.
27. Engels, B. Theor. Chim. Acta 1993, 86, 429.
28. Feller, D.; Davidson, E. R. J. Chem. Phys. 1988, 88, 7580.
29. Stanton, J. F. J. Chem. Phys. 1994, 101, 371.
30. Szalay, P. G.; Gauss, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 9028.
31. Carmichael, I. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4633.
32. Engels, B.; Eriksson, L. A.; Lunell, S. Adv. Quantum Chem. 1996, 27, 298.
33. Kaupp, M. Biochemistry 2002, 41, 2895.
34. Munzarová, M.; Kaupp, M. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9966.
35. Munzarová, M.; Kubácek, P.; Kaupp, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11900.
36. Sinnecker, S.; Koch, W.; Lubitz, W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 4772.
37. Larsen, S. C. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8333.
38. García, J. I.; Medina, M.; Sancho, J.; Alonso, P. J.; Gómez-Moreno, C.; Mayoral, J. A.; Martínez, J. I. J. Phys. Chem. A 106 2002, 4729.
39. Ghosh, A.; Vangberg, T.; Gonzales, E.; Taylor, P. J. Porphyrins Phthalocyanines 2001, 5, 345.
40. Rovira, C.; Kunc, K.; Hutter, J.; Ballone, P.; Parinello, M. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8914.
41. Segall, M. D.; Payne, M. C.; Ellis, S. W.; Tucker, G. T.; Boyes, R. N. Phys. Rev. E 1998, 57, 4618.
42. Segall, M. D.; Payne, M. C.; Ellis, S. W.; Tucker, G. T.; Boyes, R. N. Chem. Res. Toxicol 1998, 11, 962.
43. Harris, D. L. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 724.
44. Lushington, G. H.; Grein, F. Int. J. Quantum Chem. 1995, 55, 377.
45. Schreckenbach, G.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3388.
46. van Lenthe, E.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1997, 107, 2488.
47. Jayatilaka, D. J. Chem. Phys. 1998, 108, 7587.
48. Engström, M.; Minaev, B.; Vahtras, O.; Ågren, H. Chem. Phys. 1998, 237, 149.
49. Engström, M. Himo, F.; Gräslund, A.; Minaev, B.; Vahtras, O.; Ågren, H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 5149.
50. Patchkovskii, S.; Ziegler, T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3506.
51. Malkina, O. L.; Vaara, J.; Schimmelpfennig, B.; Munzarová, M.; Malkin, V. G.; Kaupp, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9206.
52. Johansson, M. P.; Blomberg, M. R. A.; Sundholm, D.; Wikström, M. Biochim. Biophys. Acta 2002, 1553, 183.
53. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys 1980, 58, 1200.
54. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
55. Becke, A. D. Phys. Rev. B 1988, 38, 3098.
56. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
57. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
58. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
59. Eichkorn, K.; Treutler, O.; Öhm, H.; Häser, M.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 283.
60. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165.
61. Schäfer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571.
62. Schäfer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829.
63. Yoshikawa, S.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yamashita, E.; Inoue, N.; Yao, M.; Fei, M. J.; Libeu, C. P.; Mizushima, T.; Yamaguchi, H.; Tomizaki, T.; Tsukihara, T. Science 1998, 280, 1723.
64. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
65. Scheidt, W. R.; Gouterman, M. in Iron Porphyrins (Part I); Lever, A. B. P., Gray, H. B., Eds.; Addison-Wesley: Reading, MA, 1983; p 89.
66. http://www.chem.helsinki.fi/Research/supplements/.
67. Rovira, C.; Carloni, P.; Parinello, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7031.
68. Bertini, I.; Luchinat, C. NMR of Paramagnetic Molecules in Biological Systems; The Benjamin/Cummins Publ. Co.; Menlo Park, New York, 1986; pp 165.
69. Goff, H. M. In Iron Porphyrins (Part 1); Lever, A. B. P., Gray, H. B., Eds.; Addison-Wesley Publ. Co.; Reading, Mass., 1983; p 237.
70. Palmer, G. In Iron Porphyrins (Part 1); Lever, A. B. P., Gray, H. B., Eds.; Addison-Wesley Publ. Co.; Reading, Mass., 1983; p 43.
71. Shulman, R. G. Glarum, S. H.; Karplus, M. J. Mol. Biol. 1971, 57, 93.
72. Turner, D. L. Eur. J. Biochem. 1993, 211, 563.
73. Turner, D. L. Eur. J. Biochem. 1995, 227, 829.
74. Weihrich, H.; Overhof, H. Phys. Rev. B 1996, 54, 4680.
75. Hu, B.; Hauksson, J. B.; Tran, A. T. T.; Kolczak, U.; Pandey, R. K.; Rezzano, I. N.; Smith, K. M.; La Mar, G. N. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10063.
76. Sundholm, D. Unpublished.
77. Meijer, E. J.; Sprik, M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 8684.
78. Turner, D. L.; Williams, R. J. P. Eur. J. Biochem. 1993, 211, 555.
79. Shokhirev, N. V.; Walker, F. A. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 581.
80. Durley, R. C. E.; Mathews, F. A. Acta Crystallogr. D. 1995, 52, 65.
81. HYPERCHEM, Hypercube Inc., http://www.hyper.com/.
82. Maréchal, J. D.; Maseras, F.; Lledos, A.; Mouawad, L.; Perahia, D. Chem. Phys. Lett. 2002, 353, 379.
83. Klamt, A.; Schüürmann, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 2, 799.
84. Schafer, A.; Klamt, A.; Sattel, D.; Lohrenz, J. C. W.; Eckert, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2, 2000, 353, 379.
85. Simonson, T.; Perahia, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 1082.
86. O'Malley, P. J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11290.
87. Suter, H. U.; Pless, V.; Ernzerhof, M.; Engels, B. Chem. Phys. Lett. 1994, 230, 398.
88. Barone, V. J. Phys. 1994, 101, 6834.
89. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48.
90. Paulsen, H.; Duelund, L.; Winkler, H.; Toftlund, H.; Trautwein, A. X. Inorg. Chem. 2001, 40, 2201.
91. Dolg, M.; Wedig, U.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1987, 86, 866.
92. Hehre, W. J.; Stewart, R. F.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1969, 51, 2657.
93. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Stewart, R. F.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1970, 52, 2769.
94. Grafenstein, J.; Cremer, D. Mol. Phys. 2001, 99, 981.
95. Ghosh, A.; Gonzales, E.; Vangberg, T. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 1363.
96. http://www.rcsb.org/pdb/.
97. Laaksonen, L. J. Mol Graphics 1992, 10, 33.
98. Bergman, D. L.; Laaksonen, L.; Laaksonen, J. Mol. Graphics Modell. 1997, 15, 301.
99. Laaksonen, http://www.csc.fi/gopenmol/.
100. Rinkevicius, Z.; Vaara, J.; Telyatnyk, L.; Vahtras, O. Manuscript submitted to J. Chem. Phys.