Redox-dependent pK a of Cu B histidine ligand in cytochrome c oxidase

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 47, 2004, Pages 18383-18389

  Quenneville, Jason ^a   Popović, Dragan M ^a   Stuchebrukhov, Alexei A ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROSTATIC CALCULATIONS; HISTIDINE LIGANDS; MEMBRANE PROTONN GRADIENT; PROTON AFFINITY;

BIOLOGICAL MEMBRANES; COMPUTATIONAL METHODS; CRYSTAL STRUCTURE; ELECTROSTATICS; MATHEMATICAL MODELS; OXIDATION; OXYGEN; PERMITTIVITY; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; PROTONS; REDOX REACTIONS; REDUCTION;

ENZYMES;

EID: 10044290841     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0467797     Document Type: Article

References (73)

1. Wikström, M. Nature 1977, 266, 271.
2. Wikström, M. Curr. Op. Struct. Biol. 1998, 8, 480.
3. Michel, H.; Behr, J.; Harrenga, A.; Kannt, A. Annu. Rev. Biopys. Biomol. Struct. 1998, 27, 329.
4. Genius, R. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12747.
5. Mitchell, P. Nature 1961, 191, 144.
6. Iwata, S.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660.
7. 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.
8. Popović, D. M.; Stuchebrukhov, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1858.
9. Popović, D. M.; Stuchebrukhov, A. A. FEBS Lett. 2004, 566, 126.
10. Ädelroth, P.; Svensson Ek, M.; Mitchell, D. M.; Gennis, R. B.; Brzezinski, P. Biochemistry 1997, 36, 13824.
11. Verkhovskaya, M. L.; Garcia-Horsman, A.; Puustinen, A.; Rigaud, J.-L.; Morgan, J. E.; Verkhovsky, M. I.; Wikström, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 10128.
12. Zaslavsky, D.; Sadoski, R. C.; Rajagukguk, S.; Geren, L.; Millett, F.; Durham, B.; Gennis, R. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 10544.
13. Bashford, D.; Karplus, M. Biochemistry 1990, 29, 10219.
14. Bashford, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9557.
15. Beroza, P.; Fredkin, D. R.; Okamura, M. Y.; Feher, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 5804.
16. Gunner, M. R.; Honig, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9151.
17. Yang, A.-S.; Gunner, M. R.; Sompogna, R.; Honig, B. Prot. Struct. Funct. Genet. 1993, 15, 252.
18. Beroza, P.; Case, D. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 20156.
19. Ullmann, G. M.; Knapp, E. W. Eur. Biophys. J. 1999, 28, 533.
20. Baptista, A. M.; Martel, P. J.; Soares, C. M. Biophys. J. 1999, 76, 2978.
21. Sampogna, R. V.; Honig, B. Biophys. J. 1994, 66, 1341.
22. Gunner, M. R.; Nicholls, A.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 4277.
23. Lancaster, C. R.; Michel, H.; Honig, B.; Gunner, M. R. Biophys. J. 1996, 70, 2469.
24. Kannt, A.; Lancaster, R. D.; Michel, H. Biophys. J. 1998, 74, 708.
25. Rabenstein, B.; Ullmann, G. M.; Knapp, E. W. Biochemistry 1998, 37, 2488.
26. Popović, D. M.; Zaric, S. D.; Rabenstein, B.; Knapp, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6040.
27. Spassov, V. Z.; Luecke, H.; Gerwert, K.; Bashford, D. J. Mol. Biol. 2001, 312, 203.
28. Popović, D. M.; Zmiric, A.; Zaric, S. D.; Knapp, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3775.
29. Mouesca, J. M.; Chen, J. L.; Noodleman, L.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11898.
30. Kallies, B.; Mitzner, R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2959.
31. Richardson, W. H.; Peng, C.; Bashford, D.: Noodleman, L.; Case, D. A. Int. J. Quantum Chem. 1997, 61, 207.
32. Ullmann, G. M.; Noodleman, L.; Case, D. A. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 632.
33. Prince, R. C.; Dutton, P. L. FEBS Lett. 1976, 65, 117.
34. Link, T. A.; Hagen, W. R.; Pierik, A. J.; Assmann, C.; von Jagow, G. Eur. J. Biochem. 1992, 208, 685.
35. Kuila, D.; Schoonover, J.; FDyer, R. B.; Batie, C. J.; Ballou, D. P.; Fee, J. A.; Woodruff, W. H. Biochim. Biophys. Acta 1992, 1140, 175.
36. Baymann, F.; Robertson, D. E.; Dutton, P. L.; Mäntele, W. Biochemistry 1999, 38, 13188.
37. Popović, D. M.; Quenneville, J.; Stuchebrukhov, A. A. Manuscript in preparation.
38. Moore, D. B.; Martínez, T. J. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2367.
39. Green, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9495.
40. Green, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9218.
41. Hohenberg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, B864.
42. Kohn, K.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133.
43. Jaguar 5.5, S., L.L.C., Portland, OR, 1991-2003.
44. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
45. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299.
46. Ditchfield, R.; Hehre, W. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 724.
47. Hehre, W. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 4233.
48. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
49. Binkley, J. S.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 879.
50. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
51. Francl, M. M.; W. J. Pietro; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
52. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. v. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
53. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
54. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
55. McLean, A. D.; S. Chandler, G. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639.
56. Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M.; Babcock, G. T.; Wikström, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12848.
57. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A.: Blomberg, M. L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10946.
58. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M. G., W. A., III; Honig, B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11875.
59. Marten. B.; Kim, K.; Cortis, C.; Friesner, R. A.; Murphy, R. B.; Ringnalda, M. N.; Sitkoff, D.; Honig, B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11775.
60. Li, J.; Nelson, M. R.; Peng, C. Y.; Bashford, D.; Noodleman, L. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6311.
61. Tanokura, M. Biochim Biophys Acta 1983, 742, 576.
62. Del Bene, J. E.; Metter, H. D.; Frisch, M. J.; Luke, B. J.; Pople, J. A. J. Phys. Chem. 1983, 87, 3279.
63. Bashford, D.; Gerwert, K. J. Mol. Biol. 1992, 224, 473.
64. Bashford, D. An object-oriented programming suite for electrostatic effects in biological molecules. In Scientific Computing in Object-Oriented Parallel Environments; Ishikawa, Y., Oldehoeft, R. R., Reynders, J. V. W., Tholburn, M., Eds.; Springer: Berlin, 1997; Vol. 1343, p 233.
65. Born, M. Z. Phys. 1920, 1, 45.
66. Reiss, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4207.
67. Meot-Ner, M.; Liebman, J. F.; Bene, J. E. D. J. Org. Chem. 1986, 51, 1105.
68. Catalán, J.; Paz, J. L. G. d.; Yáñez, M.; Claramunt, R. M.; López, C.; Elguero, J.; Anvia, F.; Quian, J. H.; Taagepera, M.; Taft, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1303.
69. Bliznyuk, A. A.; III, H. F. S.; Amster, I. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5149.
70. Huzinaga, S. J. Chem. Phys. 1965, 42, 1993.
71. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1971, 55, 716.
72. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1970, 53, 2823.
73. Hill, T. L. An introduction to statistical thermodynamics; Dover: New York, 1960.