Correlation between the Magnetic g Tensors and the Local Cysteine Geometries for a Series of Reduced [2Fe-2S*] Protein Clusters. A Quantum Chemical Density Functional Theory and Structural Analysis

Inorganic Chemistry

Volumn 43, Issue 4, 2004, Pages 1441-1451

  Gambarelli, Serge ^a   Mouesca, Jean Marie ^a  

^a CEA GRENOBLE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYSTEINE; FERREDOXIN; PROTEIN;

ARTICLE; CALCULATION; CHEMICAL ANALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; CRYSTALLOGRAPHY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONICS; GEOMETRY; MAGNETISM; QUANTUM MECHANICS; REDUCTION; SPECTROSCOPY;

BINDING SITES; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; CYSTEINE; FERROUS COMPOUNDS; IRON-SULFUR PROTEINS; MODELS, CHEMICAL; XANTHINE OXIDASE;

EID: 1242272123     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic0301167     Document Type: Article

References (84)

1. Johnson, M. K. In Encyclopedia of Inorganic Chemistry; King, R. B., Ed.; Wiley: Chichester, England, 1994; Vol. 4, pp 1896-1915.
2. Sykes, A. G.; Cammack, R. In Advances in Inorganic Chemistry: Iron-Sulfur Proteins; Sykes, A. G., Cammack, R., Eds.; Academic Press: London, 1999; Vol. 47.
3. Link, T. A. In Advances in Inorganic Chemistry: Iron-Sulfur Proteins; Sykes, A. G., Cammack, R., Eds.; Academic Press: London, 1999; Vol. 47, p 83.
4. Holden, H. M.; Jacobson, B. L.; Hurley, J. K.; Tollin, G.; Oh, B. H.; Skjeldahl, L.; Cheng, Y. K.; Xia, B.; Markley, J. L. J. Bioenerg. Biomembr. 1994, 26, 67-88.
5. Mitou, G.; Higgins, C.; Wittung-Stafshede, P.; Conover, R. C.; Smith, A. D.; Johnson, M. K.; Gaillard, J.; Stubna, A.; Münck, E.; Meyer, J. Biochemistry 2003, 42, 1354-1364.
6. Tsukihara, T.; Fukuyama, K.; Nakamura, M.; Katsube, Y.; Tanaka, N.; Kakudo, M.; Wada, K.; Hase, T.; Matsubara, H. J. Biochem. 1981, 90, 1763-1773.
7. Bertrand, P.; Gayda, J.-P. Biochim. Biophys. Acta 1979, 579, 107-121.
8. Guigliarelli, B.; Bertrand, P. In Advances in Inorganic Chemistry; Sykes, A. G., Cammack, R., Eds.; Academic Press: 1999; Vol. 147, pp 421-497.
9. Jung, Y.-S.; Gao-Sheridan, H. S.; Christiansen, J.; Dean, D. R.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1999, 274, 32402-32410.
10. Lange, H.; Kaut, A.; Lill, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 1050-1055.
11. Yeh, A. P.; Chatelet, C.; Soltis, S. M.; Kuhn, P.; Meyer, J.; Rees, D. C. J. Mol. Biol. 2000, 300, 587.
12. Meyer, J. FEBS Lett. 2001, 509, 1-5.
13. Caldeira, J.; Belle, V.; Asso, M.; Guigliarelli, B.; Moura, I.; Moura, J. J. G.; Bertrand, P. Biochemistry 2000, 39, 2700-2707.
14. Coffman, R. E.; Stavens, B. W. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1970. 41, 163-169.
15. Norman, J. G.; Jackels, S. C. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 3833-3835.
16. Norman, J. G.; Ryan, P. B.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4279-4282.
17. Noodleman, L.; Baerends, E. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 2316-2327.
18. Noodleman, L.; Norman, J. G.; Osborne, J. H.; Aizman, A.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3418-3426.
19. Ueyama, N.; Sugawara, T.; Tatsumi, K.; Nakamura, A. Inorg. Chem. 1987, 26, 1978.
20. Bair, R. A.; Goddard, W. A. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 5669-5676.
21. Vrajmasu, V. V.; Bominar, E. L.; Meyer, J.; Münck, E. Inorg. Chem. 2002, 41, 6358-6371.
22. Baerends, E. J.; Ellis, D. E.; Ros, P. Chem. Phys. 1973, 2, 41-51.
23. Baerends, E. J.; Ros, P. Chem. Phys. 1973, 2, 52-59.
24. Baerends, E. J.; Ros, P. Int. J. Quantum Chem., Quantum Chem. Symp. 1978, 12, 169-190.
25. Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Ravenek, W. Inorg. Chem. 1990, 29, 350-354.
26. TeVelde, G.; Baerends, E. J. J. Comput. Phys. 1992, 99, 84-98.
27. Ziegler, T. Chem. Rev. 1991, 91, 651-667.
28. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200.
29. Painter, G. S. Phys. Rev. 1981, B24, 4264-4270.
30. Becke, A. D. Phys. Rev. 1988, A38, 3098-3100.
31. Perdew, J. P. Phys. Rev. 1986, B33, 8822-8824.
32. Noodleman, L.; Norman, J. G. J. Chem. Phys. 1979, 70, 4903-4906.
33. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737-5743.
34. Noodleman, L.; Davidson, E. R. Chem. Phys. 1986, 109, 131-143.
35. Stone, A. J. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1963, 271, 24-435.
36. Atherton, N. M. Electron Spin Resonance: Theory and Applications; Halsted Press: New York, 1973.
37. Mouesca, J.-M.; Noodleman, L.; Case, D. A.; Lamotte, B. Inorg. Chem. 1995, 34, 4347-4359.
38. Freeman, A. J.; Watson, R. E. In Magnetism; Rado, G. T., Suhl, H., Eds.; Academic Press: New York, 1965; Vol. IIA, p 167.
39. Watson, R. E.; Freeman, A. J. Hyperfine Interactions: Academic Press: 1967.
40. Zimmermann, R.; Ritter, G.; Spiering, H.; Nagy, D. L. J. Phys. C: Solid State Phys. 1974, 6, 439-442.
41. Stevens, K. W. H. Proc. Phys. Soc., London, Sect. A 1952, 65, 209.
42. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. (http://www.pdb.org/) 2000, 28, 235-242.
43. Morales, R.; Charon, M.-H.; Hudry-Clergeon, G.; Pétillot, Y.; Norager, S.; Medina, M.; Frey, M. Biochemistry 1999, 38, 15764-15773.
44. Morris, A. L.; MacArthur, M. W.; Hutchinson, E. G.; Thornton, J. M. Proteins 1992, 12, 345-364.
45. Laskowski, R. A.; MacArthur, M. W.; Moss, D. S.; Thornton, J. M. J. Appl. Crystallogr. 1993, 26, 283-291.
46. Cheng, H.; Xia, B.; Reed, G. H.; Markley, J. L. Biochemistry 1994, 33, 3155-3164.
47. Dunham, W. R.; Bearden, A. J.; Salmeen, I. T.; Palmer, G.; Sands, R. H.; Orme-Johnson, W. H. Biochim. Biophys. Acta 1971, 253, 134-152.
48. Anderson, R. E.; Dunham, W. R.; Sands, R. H.; Bearden, A. J.; Crespi, H. L. Biochim. Biophys. Acta 1975, 408, 306-318.
49. Kimura, T.; Tasaki, A.; Wateri, H. J. Biol. Chem. 1970, 245, 4450-4452.
50. Eaton, W. A.; Palmer, G.; Free, J. A.; Kimura, T.; Lovenberg, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1971, 68, 3015-3020.
51. Münck, E.; Debrünner, P. G.; Tsibris, J. C. M.; Gunsalus, I. C. Biochemistry 1972, 11, 855-863.
52. Müller, A.; Müller, J. J.; Müller, Y. A.; Uhlmann, H.; Bernhardt, R.; Heinemann, U. Structure 1998, 6, 269-280.
53. Fritz, J.; Anderson, R.; Fee, J.; Palmer, G.; Sands, R. H.; Tsibris, J. C. M.; Gunsalus, J. C.; Orme-Johnson, W. H.; BeEinert, H. Biochim. Biophys. vs. Acta 1971, 253, 110-133.
54. Sands, R. H.; Dunham, W. R. Q. Rev. Biophys. 1975, 7, 443-504.
55. Binda, C.; Coda, A.; Aliverti, A.; Zanetti, G.; Mattevi, A. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 1998, 54, 1353.
56. Cammack, R.; Rao, K. K.; Hall, D. O.; Johnson, C. E. Biochem. J. 1971, 125, 849-856.
57. Fox, B. G.; Hendrich, M. P.; Surerus, K. K.; Andersson, K. K.; Froland, W. A.; Lipscomb, J. D.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3688-3701.
58. Fukuyama, K.; Ueki, N.; Nakamura, H.; Tsukihara, T.; Matsubara, H. J. Biochem. 1995, 117, 1017.
59. Romao, M. J.; Knäblein, J.; Huber, R.; Moura, J. J. G. Prog. Biophys. Mol. Biol. 1997, 68, 121-144.
60. Lowe, D. J.; Mitchell, C. J.; Bray, R. C. Biochem. Soc. Trans. 1997, 25, 527S.
61. Tsukihara, T.; Fukuyama, K.; Mizushima, M.; Harioka, T.; Kusunoki, M.; Katsube, Y.; Hase, T.; Matsubara, H. J. Mol. Biol. 1990, 216, 399.
62. Kurisu, G.; Kusunoki, M.; Katoh, E.; Yamazaki, T.; Teshima, K.; Onda, Y. ; Kimita-Ariga, Y.; Hase, T. Nat. Struct. Biol. 2001, 8, 117.
63. Ikemizu, S.; Bando, M.; Sato, T.; Morimoto, Y.; Tsukihara, T.; Fukuyama, K. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 1994, 50, 167.
64. Frolow, F.; Harel, M.; Sussman, J. L.; Mevarech, M.; Shoham, M. Nat. Struct. Biol. 1996, 3, 452.
65. Enroth, C.; Eger, B. T.; Okamoto, K.; Nishino, T.; Nishino, T.; Pai, E. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 10723.
66. Bes, M. T.; Parisini, E.; Inda, L. A.; Saraiva, L. M.; Peleato, M. L.; Sheldrick, G. M. Structure 1999, 7, 1201.
67. Hurley, J. K.; Weber-Main, A. M.; Stankovich, M. T.; Benning, M. M.; Thoden, J. B.; Vanhooke, J. L.; Holden, H. M.; Chae, Y. K.; Xia, B.; Cheng, H.; Markley, J. L.; Martinez-Julvez, M.; Gómez-Moreno, C.; Schmeits, J. L.; Tollen, G. Biochemistry 1997, 36, 11100-11117.
68. Karlsson, A.; Beharry, Z. M.; Eby, D. M.; Coulter, E. D.; Niedle, E. L.; Jr., D. M. K.; Eklund, H.; Ramaswamy, S. J. Mol. Biol. 2002, 318, 503.
69. Rebelo, J. M.; Dias, J. M.; Huber, R.; Moura, J. J.; Romao, M. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 791.
70. Haenzelmann, P.; Dobbek, H.; Gremer, L.; Huber, R.; Meyer, O. J. Mol. Biol. 2000, 301, 1223.
71. Lancaster, C. R. D.; Kroeger, A.; Auer, M.; Michel, H. Nature 1999, 402, 377.
72. Dobbek, H.; Gremer, L.; Kiefersauer, R.; Huber, R.; Meyer, O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 15971.
73. Rowland, P.; Norager, S.; Jensen, K. F.; Larsen, S. Structure 2000, 8, 1227.
74. Correll, C. C.; Batie, C. J.; Ballou, D. P.; Ludwig, M. L. Science 1992, 258, 1604.
75. Katuka, Y.; Horio, T.; Takahashi, Y.; Fukuyama, K. Biochemistry 2001, 40.
76. Crossnoe, C. R.; Germanas, J. P.; LeMagueres, P.; Mustata, G.; Krause, K. L. J. Mol. Biol. 2002, 318, 503.
77. Mueller, J. J.; Lapko, A.; Bourenkov, G.; Ruckpaul, K.; Heinemann, U. J. Biol. Chem. 2001, 276, 2786.
78. Armengaud, J.; Sainz, G.; Jouanneau, Y.; Sieker, L. C. Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2001, 57, 301.
79. Yeh, A. P.; Ambroggio, X. I.; Andrade, S. L. A.; Einsle, O.; Chatelet, C.; Meyer, J.; Rees, D. C. J. Biol. Chem. 2002, 277, 34499.
80. Wu, C. K.; Dailey, H. A.; Rose, J. P.; Burden, A.; Sellers, V. M.; Wang, B. C. Nat. Struct. Biol. 2000, 8, 156.
81. Bray, R. C.; George, N.; Lange, R.; Meyer, O. Biochem. J. 1983, 211, 687-694.
82. Knoell, H.; Knappe, J. Eur. J. Biochem. 1974, 50, 245-252.
83. Vidakovic, M. S.; Fraczkiewicz, G.; Germanas, J. P. J. Biol. Chem. 1996, 271, 14734-14739.
84. Naud, I.; Vingon, M.; Garin, J.; Gaillard, J.; Forest, E.; Jouanneau, Y. Eur. J. Biochem. 1994, 222, 933-939.