Electrocatalytic voltammetry of succinate dehydrogenase: Direct quantification of the catalytic properties of a complex electron-transport enzyme

Journal of the American Chemical Society

Volumn 118, Issue 21, 1996, Pages 5031-5038

  Hirst, Judy ^a   Sucheta, Artur ^c   Ackrell, Brian A C ^b   Armstrong, Fraser A ^a  

^a UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYTIC PROPERTIES; ELECTROCATALYTIC VOLTAMMETRY; FUMARATES; SUCCINATE DEHYDROGENASES;

CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; CHARGE TRANSFER; ELECTROCHEMISTRY;

ENZYMES;

FLAVINE ADENINE NUCLEOTIDE; FUMARIC ACID; OXALOACETIC ACID; SUCCINATE DEHYDROGENASE; SUCCINIC ACID;

ARTICLE; CATALYSIS; CITRIC ACID CYCLE; ELECTRON TRANSPORT; OXIDATION; POTENTIOMETRY; REDUCTION;

EID: 15844392907     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja9534361     Document Type: Article

References (62)

1. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
2. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
3. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
4. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
5. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
6. Messerschmidt, A.; Lücke, H.; Hüber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014 and references therein. Kim, J. S.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553-560. Georgaiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653-1659. Volbeda, A.; Charon, M-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587. Iwata, I.; Ostermeier, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669. Tsukitvara, T.; Aoyama, H.; Yamashita, E.; Tomikazi, T.; Yamaguchi, H.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yoshikawa, S. Science 1995, 269, 1069-1074.
7. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796-802. Beratan, D. N.; Betts, J. N.; Onuchic, J. N. Science 1991, 252, 1285-1288.
8. Moser, C. C.; Keske, J. M.; Warncke, K.; Farid, R. S.; Dutton, P. L. Nature 1992, 355, 796-802. Beratan, D. N.; Betts, J. N.; Onuchic, J. N. Science 1991, 252, 1285-1288.
9. Armstrong, F. A. In Advances in Inorganic Chemistry, Cammack, R., Sykes, A. G., Eds.; Academic Press: San Diego, 1993; Vol. 38, pp 117-163. Armstrong, F. A. Structure Bonding 1990, 72, 137-230. Bond, A. M.; Hill, H. A. O. In Metal Ions in Biological Systems; Sigel, H., Sigel, A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1991; Vol. 27, Chapter 12, pp 431-494. Armstrong, F. A.; Butt, J. N.; Sucheta, A. Methods Enzymol. 1993, 223, 479-500.
10. Armstrong, F. A. In Advances in Inorganic Chemistry, Cammack, R., Sykes, A. G., Eds.; Academic Press: San Diego, 1993; Vol. 38, pp 117-163. Armstrong, F. A. Structure Bonding 1990, 72, 137-230. Bond, A. M.; Hill, H. A. O. In Metal Ions in Biological Systems; Sigel, H., Sigel, A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1991; Vol. 27, Chapter 12, pp 431-494. Armstrong, F. A.; Butt, J. N.; Sucheta, A. Methods Enzymol. 1993, 223, 479-500.
11. Armstrong, F. A. In Advances in Inorganic Chemistry, Cammack, R., Sykes, A. G., Eds.; Academic Press: San Diego, 1993; Vol. 38, pp 117-163. Armstrong, F. A. Structure Bonding 1990, 72, 137-230. Bond, A. M.; Hill, H. A. O. In Metal Ions in Biological Systems; Sigel, H., Sigel, A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1991; Vol. 27, Chapter 12, pp 431-494. Armstrong, F. A.; Butt, J. N.; Sucheta, A. Methods Enzymol. 1993, 223, 479-500.
12. Armstrong, F. A. In Advances in Inorganic Chemistry, Cammack, R., Sykes, A. G., Eds.; Academic Press: San Diego, 1993; Vol. 38, pp 117-163. Armstrong, F. A. Structure Bonding 1990, 72, 137-230. Bond, A. M.; Hill, H. A. O. In Metal Ions in Biological Systems; Sigel, H., Sigel, A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1991; Vol. 27, Chapter 12, pp 431-494. Armstrong, F. A.; Butt, J. N.; Sucheta, A. Methods Enzymol. 1993, 223, 479-500.
13. Büchi, F. N.; Bond A. M. J. Electroanal. Chem. 1991, 314, 191-206. Bond A. M. Anal. Proc. 1992, 29, 132-148.
14. Büchi, F. N.; Bond A. M. J. Electroanal. Chem. 1991, 314, 191-206. Bond A. M. Anal. Proc. 1992, 29, 132-148.
15. Willit, J. L.; Bowden, E. F. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8241-8246. Bowden, E. F.; Clark, R. A.; Willit, J. L.; Song, S. In Redox Mechanisms and Interfacial Properties of Molecules of Biological Importance; Schultz, F. A., Taniguchi, I., Eds.; The Electrochemical Society Inc., 1993; pp 34-45.
16. Willit, J. L.; Bowden, E. F. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8241-8246. Bowden, E. F.; Clark, R. A.; Willit, J. L.; Song, S. In Redox Mechanisms and Interfacial Properties of Molecules of Biological Importance; Schultz, F. A., Taniguchi, I., Eds.; The Electrochemical Society Inc., 1993; pp 34-45.
17. Hildebrandt, P. J. Mol. Struct. 1991, 242, 379-395. Collinson, M.; Bowden, E. F. Anal. Chem. 1992, 64, 1470-1476.
18. Hildebrandt, P. J. Mol. Struct. 1991, 242, 379-395. Collinson, M.; Bowden, E. F. Anal. Chem. 1992, 64, 1470-1476.
19. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
20. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
21. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
22. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
23. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
24. Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; George, S. J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6663-6670. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8948-8950. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421. Butt, J. N.; Niles, J.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J. Nature Struct. Biol. 1994, 1, 427-433. Shen, B.; Martin, L. L.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Stout, C. D.; Jensen, G. M.; Stephens, P. J.; La Mar, G. N.; Gorst, G. M.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 25928-25939. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Martin, L. L.; Shen, B.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12587-12588.
25. Armstrong, F. A.; Lannon, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7211-7212. Scott, D. L.; Paddock, R. M.; Bowden, E. F. J. Electroanal. Chem. 1992, 341, 307-321. Scott, D. L.; Bowden, E. F. Anal. Chem. 1994, 66, 1217-1223.
26. Armstrong, F. A.; Lannon, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7211-7212. Scott, D. L.; Paddock, R. M.; Bowden, E. F. J. Electroanal. Chem. 1992, 341, 307-321. Scott, D. L.; Bowden, E. F. Anal. Chem. 1994, 66, 1217-1223.
27. Armstrong, F. A.; Lannon, A. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7211-7212. Scott, D. L.; Paddock, R. M.; Bowden, E. F. J. Electroanal. Chem. 1992, 341, 307-321. Scott, D. L.; Bowden, E. F. Anal. Chem. 1994, 66, 1217-1223.
28. Bianco, P.; Haladjian, J. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 2428-2432.
29. Armstrong, F. A.; Bond, A. M.; Büchi, F. N.; Hamnett, A.; Hill, H. A. O.; Lannon, A. M.; Lettington, O. C.; Zoski, C. G. Analyst 1993, 118, 973-978.
30. Ikeda, T.; Miyaoka, S.; Miki, K. J. Electroanal. Chem. 1993, 352, 267-278.
31. Sucheta, A.; Ackrell, B. A. C.; Cochran, B.; Armstrong, F. A. Nature 1992, 356, 361-362.
32. Ackrell, B. A. C.; Armstrong, F. A.; Cochran, B.; Sucheta, A.; Yu, T. FEBS Lett. 1993, 326, 92-94.
33. Armstrong, F. A.; Sucheta, A.; Ackrell, B. A. C.; Weiner, J. H. In Redox Mechanisms and Interfacial Properties of Molecules of Biological Importance; Schultz, F. A., Taniguchi, I., Eds.; The Electrochemical Society Inc., 1993; pp 184-196.
34. Sucheta, A.; Cammack, R.; Weiner, J.; Armstrong, F. A. Biochemistry 1993, 32, 5455-5465.
35. Ackrell, B. A. C.; Johnson, M. K.; Gunsalus, R. P.; Cecchini, G. In Chemistry and Biochemistry of Flavoenzymes; Müller, F., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL. 1992. Hederstedt, L.; Ohnishi, T. In Molecular Mechanisms in Bioenergetics; Ernster, L., Ed.; Elsevier: New York 1992; pp 163-198.
36. Ackrell, B. A. C.; Johnson, M. K.; Gunsalus, R. P.; Cecchini, G. In Chemistry and Biochemistry of Flavoenzymes; Müller, F., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL. 1992. Hederstedt, L.; Ohnishi, T. In Molecular Mechanisms in Bioenergetics; Ernster, L., Ed.; Elsevier: New York 1992; pp 163-198.
37. Ohnishi, T.; King, T. E.; Salerno, J. C.; Blum, H.; Bowyer J. R.; Maida, T. J. Biol. Chem. 1981, 256, 5577-5582.
38. Ackrell, B. A. C.; Kearney, E. B.; Edmondsen, D. J. Biol. Chem. 1975, 250, 7114-7119.
39. Ohnishi, T.; Lim, J.; Winter, D. B.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2105-2109 Ohnishi, T.; Salerno, J. C.; Winter, D. B.; Lim, J.; Yu, C.-A.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2094-2104. Maguire, J. L.; Johnson, M. K.; Morningstar, J. E.; Ackrell, B. A. C.; Kearney, E. B. J. Biol. Chem. 1985, 260, 10909-10912.
40. Ohnishi, T.; Lim, J.; Winter, D. B.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2105-2109 Ohnishi, T.; Salerno, J. C.; Winter, D. B.; Lim, J.; Yu, C.-A.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2094-2104. Maguire, J. L.; Johnson, M. K.; Morningstar, J. E.; Ackrell, B. A. C.; Kearney, E. B. J. Biol. Chem. 1985, 260, 10909-10912.
41. Ohnishi, T.; Lim, J.; Winter, D. B.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2105-2109 Ohnishi, T.; Salerno, J. C.; Winter, D. B.; Lim, J.; Yu, C.-A.; King, T. E. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2094-2104. Maguire, J. L.; Johnson, M. K.; Morningstar, J. E.; Ackrell, B. A. C.; Kearney, E. B. J. Biol. Chem. 1985, 260, 10909-10912.
42. Clark, W. M. In Oxidation-Reduction Potentials of Organic Systems; Baillière, Tindall & Cox Ltd.: London, 1960.
43. Salerno, J. C.; Oshnishi, T. Biochem. J. 1980, 192, 769-781.
44. A similar observation has been reported for another metalloflavoenzyme, D-gluconate dehydrogenase (ref 11).
45. Mackenroth, D. R.; Sands, L. G. In Illustrated Encyclopaedia of Solid-State Circuits and Applications, Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1984; Chapter 1.
46. Davis, K. A.; Hatefi, Y. Biochemistry 1971, 10, 2509-2516.
47. Beginsky, M. L.; Hatefi, Y. J. Biol. Chem. 1969, 244, 5313-5319.
48. Gornall, A. G.; Bardawill, C. J.; David, M. M. J. Biol. Chem. 1949, 77, 756-766.
49. peak values occurring with decreasing ratio of fumarate-succinate (approximately 10 mV per decade).
50. 2 and in the presence of high concentrations of succinate, conditions which serve to keep Center 3 reduced and intact (Beinert, H.; Ackrell, B. A. C.; Vinogradov, A. D.; Kearney, E. B.; Singer, T. P. Arch. Biochem. Biophys. 1977, 182, 95-106). Indeed, experiments conducted with high fumarate-to-succinate ratios produced extremely unstable voltammetry. However, greater stability was not obtained when cycling was restricted to potentials <60 mV, the reduction potential of Center 3.
51. The steady-state behavior may be due to having only a very small coverage of active enzyme, which should provide well-separated radial (rather than linear) diffusion trajectories for transport of substrate molecules to the sites of catalysis (ref 10).
52. Kotlyar, A. B.; Vinogradov, A. D. Biochim. Biophya. Acta 1984, 784, 24-34
53. M).
54. See for example: Fersht, A. In Enzyme Structure and Mechanism 2nd ed.; W. H. Freeman: New York, 1985.
55. The steady-state behavior observed is in contrast to results described in recent papers for catalysts adsorbed at monolayer coverage on stationary electrodes (Xie, Y.; Anson, F. C. J. Electroanal. Chem. 1995, 384, 145-153 and references therein).
56. See for example: Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods; J. Wiley: New York, 1980.
57. Vik, S. B.; Hatefi, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1981, 78, 6749-6753.
58. Grivennikova, V. G.; Gavrikova, E. V.; Timoshin, A. A.; Vinogradov, A. D. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1140, 282-292.
59. Assuming an external (cytoplasmic) pH of 7.2 and a value of ΔpH ≤05 across the inner mitochondrial membrane (Ferguson, S. J.; Sorgato, M. C. Annu. Rev. Biochem. 1982, 51, 185-217), the pH of the matrix is expected to be ≤7.7.
60. Gatti, D. L.; Palfey, B. A.; Myoung, S. L.; Entsch, B.; Massey, V.; Ballou, D. P.; Ludwig, M. L. Science, 1994, 266, 110-114. Watt, W.; Tulinsky, A.; Swenson, R. P.; Watenpaugh, K. D. J. Mol. Biol. 1991, 218, 195-208.
61. Gatti, D. L.; Palfey, B. A.; Myoung, S. L.; Entsch, B.; Massey, V.; Ballou, D. P.; Ludwig, M. L. Science, 1994, 266, 110-114. Watt, W.; Tulinsky, A.; Swenson, R. P.; Watenpaugh, K. D. J. Mol. Biol. 1991, 218, 195-208.
62. Kroger, A. Methods Enzymol. 1978, 53, 579-591.