Intermediates in the oxygenation of a nonheme diiron(II) complex, including the first evidence for a bound superoxo species

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Volumn 102, Issue 15, 2005, Pages 5340-5345

  Shan, Xiaopeng ^a   Que Jr , Lawrence ^a  

^a UNIVERSITY OF MINNESOTA   (United States)

Author keywords

Nonheme diiron enzymes; Oxygen activation; Superoxo intermediate

Indexed keywords

BIOMIMETIC MATERIAL; IRON COMPLEX; NONHEME DIIRON COMPLEX; NONHEME IRON PROTEIN; PEROXIDE; PHENOL DERIVATIVE; SUPEROXIDE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; ELECTRON TRANSPORT; ENZYME METABOLISM; OXYGEN AFFINITY; OXYGENATION; PRIORITY JOURNAL; RAMAN SPECTROMETRY;

CYCLOHEXANES; ELECTRON TRANSPORT; FERROUS COMPOUNDS; KINETICS; MOLECULAR MIMICRY; OXYGEN; PEROXIDES; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; SUPEROXIDES; TEMPERATURE; VIBRATION;

EID: 17244378120     PISSN: 00278424     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1073/pnas.0409640102     Document Type: Article

References (56)

1. Lippard, S. J. & Berg, J. M. (1994) Principles of Bioinorganic Chemistry (University Science Books, Mill Valley, CA).
2. Sono, M., Roach, M. P., Coulter, E. D. & Dawson, J. H. (1996) Chem. Rev. 96, 2841-2887.
3. Ferguson-Miller, S. & Babcock, G. T. (1996) Chem. Rev. 96, 2889-2907.
4. Blackman, A. G. & Tolman, W. B. (2000) Struct. Bonding 97, 179-211.
5. Costas, M., Mehn, M. P., Jensen, M. P. & Que, L., Jr. (2004) Chem. Rev. 104, 939-986.
6. Momenteau, M. & Reed, C. A. (1994) Chem. Rev. 94, 659-698.
7. Schlichting, I., Berendzen, J., Chu, K., Stock, A. M., Maves, S. A., Benson, D. E., Sweet, R. M., Ringe, D., Petsko, G. A. & Sligar, S. G. (2000) Science 287, 1615-1622.
8. Prigge, S. T., Eipper, B. A., Mains, R. E. & Amzel, L. M. (2004) Science 304, 864-867.
9. Fujisawa, K., Tanaka, M., Moro-oka, Y. & Kitajima, N. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116, 12079-12080.
10. Spencer, D. J. E., Aboelella, N. W., Reynolds, A. M., Holland, P. L. & Tolman, W. B. (2002) J. Am. Chem. Soc. 124, 2108-2109.
11. Chen, P., Root, D. E., Campochiaro, C., Fujisawa, K. & Solomon, E. I. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 466-474.
12. Jazdzewski, B. A., Reynolds, A. M., Holland, P. L., Young, V. G., Kaderli, S., Zuberbühler, A. D. & Tolman, W. B. (2003) J. Biol. Inorg. Chem. 8, 381-393.
13. Weitzer, M., Schindler, S., Brehm, G., Schneider, S., Hörmann, E., Jung, B., Kaderli, S. & Zuberbühler, A. D. (2003) Inorg. Chem. 42, 1800-1806.
14. Komiyama, K., Furutachi, H., Nagatomo, S., Hashimoto, A., Hayashi, H., Fujinami, S., Suzuki, M. & Kitagawa, T. (2004) Bull. Chem. Soc. Jpn. 77, 59-72.
15. Schatz, M., Raab, V., Foxon, S. P., Brehm, G., Schneider, S., Reiher, M., Holthausen, M. C., Sundermeyer, J. & Schindler, S. (2004) Angew. Chem. Int. Ed. 43, 4360-4363.
16. Fujita, K., Schenker, R., Gu, W., Brunold, T. C., Cramer, S. P. & Riordan, C. G. (2004) Inorg. Chem. 43, 3324-3326.
17. Moënne-Loccoz, P., Baldwin, J., Ley, B. A., Loehr, T. M. & Bollinger, J. M., Jr. (1998) Biochemistry 37, 14659-14663.
18. Broadwater, J. A., Ai, J., Loehr, T. M., Sanders-Loehr, J. & Fox, B. G. (1998) Biochemistry 37, 14664-14671.
19. Moënne-Loccoz, P., Krebs, C., Herlihy, K., Edmondson, D. E., Theil, E. C., Huynh, B. H. & Loehr, T. M. (1999) Biochemistry 38, 5290-5295.
20. Tshuva, E. Y. & Lippard, S. J. (2004) Chem. Rev. 104, 987-1011.
21. MacMurdo, V. L., Zheng, H. & Que, L., Jr. (2000) Inorg. Chem. 39, 2254-2255.
22. Dong, Y., Zang, Y., Kauffmann, K., Shu, L., Wilkinson, E. C., Münck, E. & Que, L., Jr. (1997) J. Am. Chem. Soc. 119, 12683-12684.
23. Kryatov, S. V., Rybak-Akimova, E. V., MacMurdo, V. L. & Que, L., Jr. (2001) Inorg. Chem. 40, 2220-2228.
24. Kryatov, S. V., Taktak, S., Korendovych, I. V., Rybak-Akimova, E. V., Kaizer, J., Torelli, S., Shan, X., Mandal, S., MacMurdo, V., Mairata i Payeras, A. & Que, L., Jr. (2005) Inorg. Chem. 44, 85-99.
25. Battino, R. (1981) Oxygen and Ozone (Pergamon, New York).
26. Petrou, A. L., Armstrong, F. A., Sykes, A. G., Harrington, P. C. & Wilkins, R. G. (1981) Biochim. Biophys. Acta 670, 377-384.
27. Lloyd, C. R., Eyring, E. M. & Ellis, W. R., Jr. (1995) J. Am. Chem. Soc. 117, 11993-11994.
28. Feig, A. L., Becker, M., Schindler, S., van Eldik, R. & Lippard, S. J. (1996) Inorg. Chem. 35, 2590-2601.
29. Costas, M., Cady, C. W., Kryatov, S. V., Ray, M., Ryan, M. J., Rybak-Akimova, E. V. & Que, L., Jr. (2003) Inorg. Chem. 42, 7519-7530.
30. Herold, S. & Lippard, S. J. (1997) J. Am. Chem. Soc. 119, 145-156.
31. Kryatov, S. V., Chavez, F. A., Reynolds, A. M., Rybak-Akimova, E. V., Que, L., Jr., & Tolman, W. B. (2004) Inorg. Chem. 43, 2141-2150.
32. Bajdor, K., Oshio, H. & Nakamoto, K. (1984) J. Am. Chem. Soc. 106, 7273-7274.
33. Brunold, T. C. & Solomon, E. I. (1999) J. Am. Chem. Soc. 121, 8277-8287.
34. Mizoguchi, T. J. & Lippard, S. J. (1998) J. Am. Chem. Soc. 120, 11022-11023.
35. He, C., Barrios, A. M., Lee, D., Kuzelka, J., Davydov, R. M. & Lippard, S. J. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 12683-12690.
36. Wada, A., Ogo, S., Nagatomo, S., Kitagawa, T., Watanabe, Y., Jitsukawa, K. & Masuda, H. (2002) Inorg. Chem. 41, 616-618.
37. Klotz, I. M. & Kurtz, D. M., Jr. (1984) Acc. Chem. Res. 17, 16-22.
38. Roelfes, G., Vrajmasu, V., Chen, K., Ho, R. Y. N., Rohde, J.-U., Zondervan, C., la Crois, R. M., Schudde, E. F., Lutz, M., Spek, A. L., et al. (2003) Inorg. Chem. 42, 2639-2653.
39. Lee, S.-K. & Lipscomb, J. D. (1999) Biochemistry 38, 4423-4432.
40. Chiou, Y.-M. & Que, L., Jr. (1995) J. Am. Chem. Soc. 117, 3999-4013.
41. Mehn, M. P., Fujisawa, K., Hegg, E. L. & Que, L., Jr. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 7828-7842.
42. Arciero, D. M., Orville, A. M. & Lipscomb, J. D. (1985) J. Biol. Chem. 260, 14035-14044.
43. Chen, V. J., Orville, A. M., Harpel, M. R., Frolik, C. A., Surerus, K. K., Münck, E. & Lipscomb, J. D. (1989) J. Biol. Chem. 264, 21677-21681.
44. Haskin, C. J., Ravi, N., Lynch, J. B., Munck, E. & Que, L., Jr. (1995) Biochemistry 34, 11090-11098.
45. Rocklin, A. M., Tierney, D. L., Kofman, V., Brunhuber, N. M. W., Hoffman, B. M., Christoffersen, R. E., Reich, N. O., Lipscomb, J. D. & Que, L., Jr. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 7905-7909.
46. Rodriguez, J. H., Xia, Y.-M. & Debrunner, P. G. (1999) J. Am. Chem. Soc. 121, 7846-7863.
47. Coufal, D. E., Tavares, F., Pereira, A. S., Hyunh, B. H. & Lippard, S. J. (1999) Biochemistry 38, 4504-4513.
48. Brunold, T. C. & Solomon, E. I. (1999) J. Am. Chem. Soc. 121, 8288-8295.
49. Gherman, B. F., Baik, M.-H., Lippard, S. J. & Friesner, R. A. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 2978-2990.
50. Zang, Y., Kim, J., Dong, Y., Wilkinson, E. C., Appelman, E. H. & Que, L., Jr. (1997) J. Am. Chem. Soc. 119, 4197-4205.
51. Shiemke, A. K., Loehr, T. M. & Sanders-Loehr, J. (1984) J. Am. Chem. Soc. 106, 4951-4956.
52. Rhile, I. J. & Mayer, J. M. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 12718-12719.
53. Osako, T., Ohkubo, K., Taki, M., Tachi, Y., Fukuzumi, S. & Itoh, S. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 11027-11033.
54. Huang, H., Sommerfeld, D., Dunn, B. C., Eyring, E. M. & Lloyd, C. R. (2001) J. Phys. Chem. A 105, 3536-3541.
55. Chen, P. & Solomon, E. I. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 4991-5000.
56. Evans, J. P., Ahn, K. & Klinman, J. P. (2003) J. Biol. Chem. 278, 49691-49698.