Theoretical study of structure of catalytic copper site in nitrite reductase

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 102, Issue 5 SPEC. ISS., 2005, Pages 520-541

  Källrot, Niklas ^a   Nilsson, Kristina ^a   Rasmussen, Torben ^a   Ryde, Ulf ^a  

^a LUND UNIVERSITY   (Sweden)

Author keywords

Copper; Density functional theory; QM MM calculations; Quantum refinement; Second sphere ligands

Indexed keywords

CARBOXYLATION; CATALYSIS; CRYSTALLIZATION; ENZYMES; HYDROGEN BONDS; NITROGEN COMPOUNDS; OXIDATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; QUANTUM THEORY; VACUUM; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

MOLECULAR MECHANICS (MM); QM/MM CALCULATIONS; QUANTUM REFINEMENT; SECOND-SPHERE LIGANDS;

COPPER;

EID: 17644424332     PISSN: 00207608     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.20386     Document Type: Article

References (67)

1. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem Rev 1996, 96, 2239-2314.
2. Sykes, A. G. Adv Inorg Chem 1990, 36, 377-408.
3. Adman, E. T. Advan Protein Chem 1991, 42, 145-197.
4. Kaim, W.; Schwederski, B. Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life; John Wiley & Sons: Chichester, 1994; p 27.
5. Cotton, F. A.; Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry; Wiley: New York, 1988.
6. Fraústo da Silvia, J. J. R.; Williams, R. J. P. The biological chemistry of the elements; Oxford University Press: Oxford, 1991.
7. Randall, D. W.; Gamelin, D. R.; LaCroix, L. B.; Solomon, E. I. J Biol Inorg Chem 2000, 5, 16-32.
8. Gray, H. B.; Malmström, B. G.; Williams, R. P. J. J Biol Inorg Chem 2000, 5, 551-559.
9. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O.; De Kerpel, J. O. A.; Pierloot, K. J Biol Inorg Chem 2002, 5, 565-574.
10. Olsson, M. H. M.; Ryde, U.; Roos, B. O.; Pierloot, K. J Biol Inorg Chem 1998, 3, 109-125.
11. LaCroix, L. B.; Shadle, S. E.; Wang, Y.; Averill, B. A.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J Am Chem Soc 1996, 118, 7755-7768.
12. Pierloot, K.; De Kerpel, J. O. A.; Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Roos, B. O. J Am Chem Soc 1998, 120, 13156-13166.
13. Ellis, M. J.; Dodd, F. E.; Sawers, G.; Eady, R. R.; Hasnain, S. S. J Mol Biol 2003, 328, 429-440.
14. Adman, E. T.; Godden, J. W.; Turley, S. J Biol Chem 1995, 270, 27458-27474.
15. Murphy, M. E.; Turley, S.; Kukimoto, M; Nishiyama, M.; Horinouchi, S.; Sasaki, H.; Tanokura, M.; Adman, E. T. Biochem 1995, 34, 12107-12119.
16. De Santis, L.; Carloni, P. Proteins Struct Funet Gen 1999, 37, 611.
17. Jensen, K. P.; Ryde, U. Mol Phys 2003, 101, 2003-2018.
18. Jensen, K. P.; Ryde, U. J Mol Struct Theochem 2002, 585, 239-255.
19. Gajhede, M. In Handbook of Metalloproteins. Messer-schmidt, A.; Huber, R.; Poulos, T.; Wieghart, K., Eds. John Wiley & Sons: Chichester, 2001; p 195-209.
20. Rydberg, P.; Sigfridsson, E.; Ryde, U. J Biol Inorg Chem 2004, 9, 203-223.
21. Airichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem Phys Lett 1989, 162, 165.
22. Hertwig, R. H.; Koch, W. Chem Phys Lett 1997, 268, 345.
23. Hehre, W. J; Radom, L.; Schleyer, P. v. R.; Pople, J. A. In Ab Initio Molecular Orbital Theory; Wiley-Interscience: New York, 1986.
24. Schäfer, A.; Huber C.; Ahlrichs, R. J Chem Phys 1994, 100, 5829.
25. Schäfer, A.; Horn, H.; Airichs, R. J Chem Phys 1992, 97, 2571.
26. Sigfridsson, E.; Olsson, M. H. M. Ryde, U. J Phys Chem B, 2001, 105, 5546-5552.
27. Olsson, M. H. M.; Ryde, U. J Am Chem Soc 2001, 123, 7866-7876.
28. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Annu Rev Phys Chem 1999, 50, 221-249.
29. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Chem Rev 2000, 100, 421-437.
30. Bauschlicher, C. W. Chem Phys Lett 1995, 246, 40.
31. Ryde, U.; Olsson, M. H. M. Int J Quantum Chem 2001, 81, 335-347.
32. Klamt, A.; Schüürmann, J. J Chem Soc Perkin Trans 2 1993, 5, 799-805.
33. Schäfer, A.; Klamt, A.; Sattel, D.; Lohrenz, J. C. W.; Eckert, F. Phys Chem Chem Phys 2000, 2, 2187-2193.
34. Sharp, K. A. Annu Rev Biophys Biophys Chem 1990, 19, 301.
35. Honig, B. Science 1995, 268, 1144.
36. Klamt, A.; Jonas, V.; Bürger, T.; Lohrenz, J. C. W. J Phys Chem 1998, 102, 5074-5085.
37. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Knudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, Revision A.9; Gaussian: Pittsburgh, 1998.
38. Mulholland, A. J. In Theoretical Biochemistry-Processes and Properties of Biological Systems: Theoretical and Computational Chemistry, Vol. 9; Eriksson, L. A., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2001; p 597.
39. Ryde, U.; Nilsson, K. J Mol Struct (Theochem) 2003, 632, 259-275.
40. Monard, G.; Merz, K. M. Acc Chem Res 1999, 32, 904-911.
41. Ryde, U. J Comp-Aided Mol Design 1996, 10, 153-164.
42. Ryde, U.; Olsson, M. H. M. Int J Quantum Chem 2001, 81, 335-347.
43. Case, D. A.; Pearlman, D. A., Caldwell, J. W.; Cheatham, T. E.; Ross, W. S.; Simmerling, C. L.; Darden, T. A.; Merz, K. M.; Stanton, R. V.; Cheng, A. L., Vincent, J. J.; Crowley, M.; Ferguson, D. M.; Radmer, R. J.; Seibel, G. L.; Singh, U. C.; Weiner, P. K.; Kollman, P. A. Amber 5, University of California, San Francisco, 1997.
44. Reuter, N.; Dejaegere, A.; Maigret, B.; Karplus, M. J Phys Chem A 2000, 104, 1720-1735.
45. Svensson, M.; Humbel, S.; Froese, R. D. J.; Matsubara, T.; Sieber, S.; Morokuma, K. J Phys Chem 1996, 100, 19357.
46. Ryde, U. In Recent Research Developments in Protein Engineering, Research Signpost; Trivandrum: 2002; p 65-91.
47. Ryde, U.; Olsen, L.; Nilsson, K. J Comp Chem 2002, 23, 1058-1070.
48. Kleywegt, G. J.; Jones, T. A. Acta Cryst 1998, D54, 1119-1131.
49. Pannu, N. S.; Read, R. J. Acta Cryst 1996, A52, 659-668.
50. Adams, P. D.; Pannu, N. S.; Read, R. J.; Brunger, A. T. Proc Natl Acad Sci USA 1997, 94, 5018-5023.
51. Brunger, A. T. Meth Enzymol 1997, 243, 269-277.
52. Brunger, A. T.; Adams, P. D.; Clore, G. M.; Delano, W. L.; Gros, P.; Grosse-Kunstleve, R. W.; Jiang, J.-S.; Kuszewsk, J. I.; Nilges, M.; Pannu, N. S.; Read, R. J.; Rice, L. M.; Simonson; T.; Warren, G. L. Crystallography & NMR System, CNS, Version 1.0, Yale University, 2000.
53. Ryde, U.; Nilsson, K. J Am Chem Soc 2003, 125, 14232-14233.
54. Benini, S.; González, A.; Rypniewski, W. R.; Wilson, K. S.; Van Beeumen, J. J.; Ciurli, S. Biochemistry 2000, 39, 13115.
55. Nilsson, K.; Ryde, U. J Inorg Biochem 2004, 98, 1509-1546.
56. Bashford, D. In Scientific Computing in Object-Oriented Parallel Environments: Lecture Notes in Computer Science, Vol. 1343; Ishikawa, Y.; Oldehoeft, R. R.; Reynders, J. V. W.; Tholburn, M., Eds.; Springer: Berlin, 1997; p 233-240.
57. Tishmack, P. A.; Bashford, D.; Harms, E.; Van Etten, R. L. Biochem 1997, 36, 11984.
58. Besler, B. H.; Merz, K. M.; Kollman, P. A. J Comput Chem 1990, 11, 431.
59. Sitkoff, T.; Sharp, K. A.; Honig, B. J Phys Chem 1994, 98, 1978-1988.
60. Ullmann, G. M.; Noodleman, L.; Case, D. A. J Biol Inorg Chem 2002, 7, 632-639.
61. Bashford, D.; Case, D. A.; Dalvit, C.; Tennant, L.; Wright, P. E. Biochem 1993, 32, 8045-8056.
62. Rasmussen, T.; Nilsson, K.; Ryde, U. J Phys Chem B, in press. Available online (DOI: 10.1021/jp0482215).
63. Olsen, L.; Rasmussen, T.; Hemmingsen, L.; Ryde, U. (to appear).
64. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J Am Chem Soc 1995, 117, 5179-5197.
65. Jones, T. A.; Zou, J.-Y.; Cowand, W. E.; Kjeldgaard, M. Acta Cryst 1991, A47, 110-119.
66. Ryde, U. Curr Opin Chem Biol 2003, 7, 136-142.
67. Li, J.; Fisher, C. L.; Konecny, R.; Lovell, T.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg Chem 1999, 38, 929-939.