DFT calculations of isomer shifts and quadrupole splitting parameters in synthetic iron-oxo complexes: Applications to methane monooxygenase and ribonucleotide reductase

Inorganic Chemistry

Volumn 42, Issue 17, 2003, Pages 5244-5251

  Liu, Tiqing ^a   Lovell, Timothy ^a   Han, Wen Ge ^a   Noodleman, Louis ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIMER; IRON COMPLEX; METHANE MONOOXYGENASE; OXYGEN; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE;

ANALYTICAL ERROR; ARTICLE; CORRELATION ANALYSIS; DATA BASE; DENSITY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATION; ELECTRON; ENZYME ACTIVE SITE; EXPERIMENTATION; ISOMER SHIFT; ISOMERISM; MATHEMATICS; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; PREDICTION; QUADRUPOLE SPLITTING; QUANTUM CHEMISTRY; X RAY ANALYSIS;

CHEMISTRY, PHYSICAL; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; IRON COMPOUNDS; ISOMERISM; OXYGENASES; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASES;

EID: 0042510058     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic020640y     Document Type: Article

References (71)

1. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. In Chemistry of the Elements, 2nd Edition; Oxford University Press: New York, 2002.
2. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem. Rev. 1996, 96, 2239.
3. Solomon, E. I.; Brunold, T. C.; Davis, M. I.; Kemsley, J. N.; Lee, S.-K. ; Lehnert, N.; Neese, F.; Skulan, A. J.; Yang, Y.-S.; Zhou, J. Chem. Rev. 2000, 100, 235.
4. Rosenzweig, A. C.; Nordlund, P.; Takahara, P. M.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J. Chem. Biol. 1995, 2, 409.
5. (a) Elango, N.; Radhakrishnan, R.; Froland, W. A.; Wallar, B. J.; Earhart, C. A.; Lipscomb, J. D. Olendorf, D. O. Protein Sci. 1997, 6, 556.
6. (b) Rosenzweig, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J.; Nordlund, P. Nature 1993, 366, 537.
7. Reichard, P. Science 1993, 260, 1773.
8. Stubbe, J.; van der Donk, W. A. Chem. Rev. 1998, 98, 705.
9. Gütlich, P.; Ensling, J. Inorganic Electronic Structure and Spectroscopy; John Wiley and Sons: New York, 1999; Vol. I, pp 161-212.
10. Gütlich, P.; Link, R.; Trautwein, A. X. Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry; Springer-Verlag: Berlin, 1978.
11. Huynh, B.-H.; Bollinger, J. M., Jr.; Edmondson, D. E. In Spectroscopic methods in bioinorganic chemistry; Solomon, E. I., Hodgson, K. O., Eds.; ACS Symposium Series 692; Oxford University Press: New York, 1998; pp 403-422.
12. Noodleman, L.; Norman, J. G., Jr.; Osbourne, J. H.; Aizan, A.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3418.
13. Nemykin, V. N.; Kobayashi, N.; Chenii, V. Y.; Belksy, V. K. Eur. J. Inorg. Chem. 2001, 3, 733.
14. Ziegler, T. Chem. Rev. 1991, 91, 651 and references therein.
15. Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. Calculations of quadrupole splitting parameters of iron in iron-sulfur analogues and complexes by density functional theory. Manuscript in preparation.
16. Martínez-Pinedo, G.; Schderdtfeger, P.; Caurier, E.; Langanke, K. ; Nazarewicz, W. Söhnnel, T. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 062701.
17. Lauer, S.; Marathe, V. R.; Trautwein, A. X. Phys. Rev. A 1979, 19, 1852.
18. Dufek, P.; Blaha, P.; Schwarz, K. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 3545.
19. (a) Lovell, T.; Li, J.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 2001, 40, 5251.
20. (b) Lovell, T.; Li, J.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 2001, 40, 5267.
21. Lovell, T.; Li, J.; Noodleman, L. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 799.
22. te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Fonseca Guerra, C.; van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931.
23. Boerrigter, P. M.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Int. J. Quantum Chem. 1988, 33, 87.
24. te Velde, G.; Baerends, E. J. J. Comput. Phys. 1992, 99, 84.
25. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737.
26. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200.
27. Perdew, J. P.; Chekavry, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Perderson, M. R.; Singh, D. J.; Fioihais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.
28. Schaftenaar, G.; Noordik, J. H. J. Comput.-Aided Mol. Des. 2000, 14, 123.
29. Fee, J. A.; Findling, K. Y.; Yoshida, T.; Hille, R.; Tarr, G. E.; Hearshen, D. O.; Dunham, W. R.; Day, E. P.; Kent, T. A.; Münck, E. J. Biol. Chem. 1984, 259, 124.
30. Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. Manual of Hyper2000, 2000; Internal Report of the Scripps Research Institute.
31. Liu, T.; Lovell, T.; Ullmann, G. M.; Case, D. A.; Noodleman, L. Inorg. Chem., submitted for publication.
32. Long, G. J.; Clark, P. J. Inorg. Chem. 1978, 17, 1394.
33. Burbridge, C. D.; Goodgame, D. M. L.; Goodgame, M. J. Chem. Soc. A 1967, 349.
34. Witten, E. H.; Reiff, W. M.; Lazar, K.; Sullivan, B. W.; Foxman, B. M. Inorg. Chem, 1985, 24, 4585.
35. Rother, G.; Worzala, H.; Bentrup, U. Z. Anorg. Allg. Chem. 1991, 622, 443.
36. Wertheim, G. K.; Guggenheim, H. J.; Buchanan, D. N. E. Phys. Rev. 1968, 169, 465.
37. Arutyunyan, L. D.; Ponomarev, V. I.; Atovmyan, L. O.; Lavrent'ev, E. A.; Khidekel, M. L. Koord. Khim. 1979, 5, 943.
38. Pfletschinger, E. Z. Phys. 1968, 209, 119.
39. Damant, U.; Conradi, E.; Muller, U.; Dehnicke, K. Z. Naturforsch., B 1985, 40, 443.
40. Earls, D. E.; Axtmann, R. C.; Hazony, Y.; Lefkowitz, I. J. Phys. Chem. Solids 1968, 29, 1859.
41. Schmid, G.; Barbenheim, G.; Boese, R. Z. Naturforsch., B 1985, 40, 787.
42. Coucouvanis, D.; Greiwe, K.; Salifoglou, A.; Challen, P.; Simopoulos, A. ; Kostikas, A. Inorg. Chem. 1988, 27, 594.
43. Constant, G.; Daran, J.-C.; Jeannin, Y. J. Inorg. Nucl. Chem. 1973, 35, 4083.
44. Petridis, D.; Terzis, A. Inorg. Chim. Acta 1986, 118, 129.
45. Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653.
46. Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4632.
47. Hartman, J. A. R.; Rardin, R. L.; Chaudhuri, P.; Pohl, K.; Wieghardt, K. Nuber, B.; Weiss, J.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7387.
48. Vincent, J. B.; Hoffman, J. C.; Christou, G.; Li, Q.; Nanny, M. A.; Hendrickson, D. N.; Fong, R. H.; Fish, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6898.
49. Snyder, B. S.; Patterson, G. S.; Abrahamson, A. J.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5214.
50. Surerus, K. K.; Münck, E.; Snyder, B. S.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5501.
51. Borovik, A. S.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2345.
52. Zang, Y.; Dong, Y.; Que, L., Jr.; Kauffmann, K.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1169.
53. (a) Justel, T.; Weyhermuller, T.; Wieghardt, K.; Bill, E.; Lengen, M.; Trautwein, A. X.; Hildbrandt, P. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 669.
54. (b) Hsu, H.-F.; Dong, Y.; Shu, L.; Young, V. G., Jr.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5230.
55. Dong, Y.; Fujii, H.; Hendrich, M. P.; Leising, R. A.; Pan, G.; Randall, C. R.; Wilkinson, E. C.; Zhang, Y.; Que, L., Jr.; Fox, B. G.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2778.
56. Grillo, V. A.; Hanson, G. R.; Wang, D.; Trevor, T. W.; Hambley, W.; Gahan, L. R.; Murray, K. S.; Moubaraki, B.; Hawkins, C. J. Inorg. Chem. 1996, 35, 3568.
57. Zhang, Y.; Mao, J.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7829.
58. Neese, F. Inorg. Chim. Acta 2002, 337, 181.
59. (a) Lovell, T.; Li, J.; Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12392.
60. (b) Lovell, T.; Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8377.
61. Fox, B. G.; Hendrich, M. P.; Surerus, K. K.; Anderson, K. K.; Froland, W. A.; Lipscomb, J. D.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3688.
62. DeWitt, J. G.; Dentsen, J. G.; Rosenzweig, A. C.; Hedman, B.; Green, J.; Pilkington, S.; Papaefthymiou, G. C.; Dalton, H.; Hodgson, K. O.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9219.
63. Atkin, C. L.; Thelander, L.; Reichard, P.; Lang G. J. Biol. Chem. 1973, 248, 7464.
64. Lynch, J. B.; Juarez-Garcia, C.; Münck, E.; Que, L., Jr. J. Biol. Chem. 1989, 264, 8091.
65. Liu, K. E.; Valentine, A. M.; Wang, D.; Huynh, B.-H.; Edmondson, D. E.; Salioglou, A.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10174.
66. Sjöberg, B.-M.; Loehr, T. M.; Sanders-Loehr, J. Biochemistry 1982, 21, 96.
67. Nordlund, P.; Eklund, H. J. Mol. Biol. 1993, 232, 123.
68. Logan, D. T.; Su, X.-D.; Aberg, A.; Regnstrom, K.; Hajdu, J.; Eklund, H. ; Nordlund, P. Structure 1996, 4, 1053.
69. Lynch, J. B.; Juarez-Garcia, C.; Münck, E.; Que, L., Jr. J. Biol. Chem. 1989, 264, 8091.
70. Lovell, T.; Han, W.-G.; Liu, T.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5890.
71. Einsle, O.; Tezcan, F. A.; Andrade, S. L. A.; Schmid, B.; Yoshida, M.; Howard, J. B.; Rees, D. C. Science 2002, 297, 1696.