High-valent nonheme iron. Two distinct iron(IV) species derived from a common iron(II) precursor

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 30, 2005, Pages 10512-10525

  Jensen, Michael P ^a   Costas, Miquel ^a   Ho, Raymond Y N ^a   Kaizer, József ^a   Mairata I Payeras, Antoni ^a   Münck, Eckard ^b   Que Jr , Lawrence ^a   Ronde, Jan Uwe ^a   Stubna, Audria ^b  

^a University of Minnesota   (United States)

^b CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLEXATION; IRON COMPOUNDS; MASS SPECTROMETRY; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; RAMAN SCATTERING; REACTION KINETICS; SURFACE PLASMON RESONANCE;

IRON(II) PRECURSORS; IRON(IV) SPECIES; MASS SPECTRAL EVIDENCE; NONHEME IRON;

IRON;

IRON COMPLEX; LIGAND; METAL COMPLEX;

ARTICLE; COMPLEX FORMATION; ELECTRON SPIN RESONANCE; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; RAMAN SPECTROMETRY; SYNTHESIS;

COLD; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; FERROUS COMPOUNDS; HEME; IRON COMPOUNDS; OXIDATION-REDUCTION; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; TERT-BUTYLHYDROPEROXIDE;

EID: 23044479791     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0438765     Document Type: Article

References (63)

1. Sono, M.; Roach, M. P.; Coulter, E. D.; Dawson, J. H. Chem. Rev. 1996, 96, 2841-2887.
2. 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. Science 2000, 287, 1615-1622.
3. Groves, J. T.; Han, Y.-Z. Models and Mechanisms of Cytochrome P450 Action, 2nd ed.; Ortiz de Montellano, P. R., Ed.; Plenum Press: New York, 1995; pp 3-48.
4. Wallar, B. J.; Lipscomb, J. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2625-2658.
5. Tshuva, E. Y.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 2004, 104, 987-1012.
6. Costas, M.; Mehn, M. P.; Jensen, M. P.; Que, L., Jr. Chem. Rev. 2004, 104, 939-986.
7. Merkx, M.; Kopp, D. A.; Sazinsky, M. H.; Blazyk, J. L.; Müller, J.; Lippard, S. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2782-2807.
8. Shu, L.; Nesheim, J. C.; Kauffmann, K.; Münck, E.; Lipscomb, J. D.; Que, L., Jr. Science 1997, 275, 515-518.
9. Lipscomb, J. D.; Que, L., Jr. J. Biol. Inorg. Chem. 1998, 3, 331-336.
10. Bollinger, J. M., Jr.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Filley, J.; Norton, J.; Stubbe, J. Science 1991, 253, 292-298.
11. Sturgeon, B. E.; Burdi, D.; Chen, S.; Huynh, B.-H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7551-7557.
12. Price, J. C.; Barr, E. W.; Tirupati, B.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. Biochemistry 2003, 42, 7497-7508.
13. Price, J. C.; Barr, E. W.; Glass, T. E.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13008-13009.
14. Riggs-Gelasco, P. J.; Price, J. C.; Guyer, R. B.; Brehm, J. H.; Barr, E. W.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8108-8109.
15. Proshlyakov, D. A.; Henshaw, T. F.; Monterosso, G. R.; Ryle, M. J.; Hausinger, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1022-1023.
16. Hsu, H.-F.; Dong, Y.; Shu, L.; Young, V. G., Jr.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5230-5237.
17. Rohde, J.-U.; In, J. H.; Lim, M. H.; Brennessel, W. W.; Bukowski, M. R.; Stubna, A.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. Science 2003, 299, 1037-1039.
18. Lim, M. H.; Rohde, J.-U.; Stubna, A.; Bukowski, M. R.; Costas, M.; Ho, R. Y. N.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3665-3670.
19. Kaizer, J.; Klinker, E. J.; Oh, N. Y.; Rohde, J.-U.; Song, W. J.; Stubna, A.; Kim, J.; Nam, W.; Münck, E.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 472-473.
20. Balland, V.; Charlot, M.-F.; Banse, F.; Girerd, J.-J.; Mattioli, T. A.; Bill, E.; Bartoli, J.-F.; Battioni, P.; Mansuy, D. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 301-308.
21. Ghosh, A.; de Oliveira, F. T.; Yano, T.; Nishioka, T.; Beach, E. S.; Kinoshita, I.; Münck, E.; Ryabov, A. D.; Horwitz, C. P.; Collins, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2505-2513.
22. Costas, M.; Rohde, J.-U.; Stubna, A.; Ho, R. Y. N.; Quaroni, L.; Münck, E.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12931-12932.
23. Decker, A.; Rohde, J.-U.; Que, L., Jr.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5378-5379.
24. Kaizer, J.; Costas, M.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3671-3673.
25. Sobolev, A. P.; Babushkin, D. E.; Talsi, E. P. J. Mol. Catal. 2000, 159, 233-245.
26. Costas, M.; Tipton, A. K.; Chen, K.; Jo, D.-H.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6722-6723.
27. Costas, M.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2179-2181.
28. Scarrow, R. C.; Maroney, M. J.; Palmer, S. M.; Roe, A. L.; Que, L., Jr.; Salowe, S. P.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7857-7864.
29. Shu, L.; Chiou, Y.-M.; Orville, A. M.; Miller, M. A.; Lipscomb, J. D.; Que, L., Jr. Biochemistry 1995, 34, 6649-6659.
30. Scott, R. A. Methods Enzymol. 1985, 11, 414-459.
31. Teo, B.-K. EXAFS Spectroscopy, Techniques and Applications; Plenum: New York, 1981.
32. George, G. N.; Pickering, I. EXAFSPAK; Stanford Synchrotron Radiation Laboratory, Stanford Linear Accelerator Center, 2000.
33. Scarrow, R. C.; Trimitsis, M. G.; Buck, C. P.; Grove, G. N.; Cowling, R. A.; Nelson, M. J. Biochemistry 1994, 33, 15023-15035.
34. Rohde, J.-U.; Torelli, S.; Shan, X.; Lim, M. H.; Klinker, E. J.; Kaizer, J.; Chen, K.; Nam, W.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16750-16761.
35. Jensen, M. P.; Lange, S. J.; Mehn, M. P.; Que, E. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2113-2128.
36. Zang, Y.; Kim, J.; Dong, Y.; Wilkinson, E. C.; Appelman, E. H.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4197-4205.
37. Lehnert, N.; Ho, R. Y. N.; Que, L., Jr.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8271-8290.
38. Lehnert, N.; Ho, R. Y. N.; Que, L., Jr.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12802-12816.
39. Lobanova, M. V.; Bryllakov, K. P.; Duhan, E. A.; Talsi, E. P. Mendeleev Commun. 2003, 175-177.
40. Roelfes, G.; Vrajmisu, V.; Chen, K.; Ho, R. Y. N.; Rohde, J.-U.; Zondervan, C.; la Crois, R. M.; Schudde, E. P.; Lutz, M.; Spek, A. L.; Hage, R.; Feringa, B. L.; Münck, E.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2003, 42, 2639-2653.
41. Roe, A. L.; Schneider, D. J.; Mayer, R.; Pyrz, J. W.; Widom, J.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1676-1681.
42. Westre, T. E.; Kennepohl, P.; DeWitt, J. G.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6297-6314.
43. Koehntop, K. D.; Rohde, J.-U.; Costas, M.; Que, L., Jr. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2004, 3191-3198.
44. Costas, M.; Young, V. G., Jr.; Que, L., Jr., unpublished results.
45. Aasa, R.; Vanngard, T. J. Magn. Reson. 1975, 17, 308-315.
46. Ménage, S.; Wilkinson, E. C.; Que, L., Jr.; Fontecave, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 203-205.
47. Wada, A.; Ogo, S.; Watanabe, Y.; Mukai, M.; Kitagawa, T.; Jitsukawa, K.; Masuda, H.; Einaga, H. Inorg. Chem. 1999, 38, 3592-3593.
48. Wolter, T.; Meyer-Klaucke, W.; Müther, M.; Mandon, D.; Winkler, H.; Trautwein, A. X.; Weiss, R. J. Inorg. Biochem. 2000, 78, 117-122.
49. Nam, W.; Choi, S. K.; Lim, M. H.; Rohde, J.-U.; Kim, I.; Kim, J.; Kim, C.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 109-111.
50. Kitagawa, T.; Mizutani, Y. Coord. Chem. Rev. 1994, 135/136, 685-735.
51. Ming, L.-J. In Physical Methods in Bioinorganic Chemistry; Que, L., Jr., Ed.; University Science Books: Sausalito, CA, 2000; Chapter 8.
52. Oosterhuis, W. T.; Lang, G. J. Chem. Phys. 1973, 58, 4757-4765.
53. Neese, F.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1998, 37, 6568-6582.
54. Vrajmasu, V.; Bominaar, E.; Meyer, J.; Münck, E. Inorg. Chem. 2002, 41, 6358-6371.
55. Schöneboom, J. C.; Neese, F.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5840-5853.
56. Sohn, Y. S.; Hendrickson, D. N.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 3603-3612.
57. Connelly, N. G.; Geiger, W. E. Chem. Rev. 1996, 96, 877-910.
58. Tung, H.-C.; Kang, C.; Sawyer, D. T. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3445-3455.
59. Sawyer, D. T.; Sobkowiak, A.; Matsushita, T. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 409-416.
60. Green, M. T.; Dawson, J. H.; Gray, H. B. Science 2004, 304, 1653-1656.
61. MacBeth, C. E.; Golombek, A. P.; Young, V. G., Jr.; Yang, C.; Kuczera, K.; Hendrich, M. P.; Borovik, A. S. Science 2000, 289, 938-941.
62. Chen, K.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6327-6337.
63. Chen, K.; Costas, M.; Kim, J.; Tipton, A. K.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3026-3035.