Detection and determination of the {Fe(NO)2} core vibrational features in dinitrosyl-iron complexes from experiment, normal coordinate analysis, and density functional theory: An avenue for probing the nitric oxide oxidation state

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 9, 2007, Pages 2335-2346

  Dai, Ruei Jang ^a   Ke, Shyue Chu ^a  

^a NATIONAL DONG HWA UNIVERSITY   (Taiwan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLEXATION; COMPUTATION THEORY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MATHEMATICAL MODELS; OXIDATION; STRETCHING; SUBSTITUTION REACTIONS;

BONDING INTERACTIONS; DINITROSYL-IRON COMPLEXES (DNIC); INFRARED MEASUREMENTS;

NITRIC OXIDE;

EID: 33947417993     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp066964f     Document Type: Article

References (107)

1. Garthwaite, J.; Boulton, C. L. Annu. Rev. Physiol. 1995, 57, 683.
2. Hibbs, J. B.; Taintor, R. R.; Vavrin, Z. Science 1987, 235, 473.
3. Nathan, C. FASEB J. 1992, 6, 3051.
4. Ignarro, L. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1882.
5. Furchgott, R. F. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1870.
6. Murad, F. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1856.
7. Radomski, M. W.; Palmer, R. M. J.; Moncada, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, 87, 5193.
8. Sneddon, J. M.; Vane, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, 85, 2800.
9. Wink, D. A.; Darbyshire, J. F.; Nims, R. W.; Saavedra, J. F.; Ford, P. C. Chem. Res. Toxicol. 1993, 6, 23.
10. Pryor, W. A.; Squadrito, G. L. Am. J. Physiol. 1995, 268, L699.
11. Tsai, A. FEBS Lett. 1994, 341, 141.
12. Henry, Y.; Lepoivre, M.; Drapier, M. C.; Ducrocq, C.; Boucher, J. L.; Guissani, A. FASEB J. 1993, 7, 1124.
13. Butler, A. R.; Rhodes, P. Anal. Biochem. 1997, 249, 1.
14. Stamler, J. S. Cell 1994, 78, 931.
15. (a) Vanin, A. F.; Stukan, R. A.; Manukhina, E. B. Biochem. Biophys. Acta 1996, 1295, 5.
16. (b) Mulsch, A.; Mordvintcev, P.; Vanin, A. F.; Busse, R. FEBS Lett. 1991, 294, 252.
17. (c) Mulsch, A.; Mordvintcev, P.; Vanin, A. F.; Busse, R. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1331, 1.
18. (d) Vanin, A. F. Biochemistry (Moscow) 1998, 63, 782.
19. Muller, B.; Kleschyov, A. L.; Stoclet, J. C. Br. J. Pharmacol. 1996, 119, 1281.
20. Stamler, J. S.; Jaraki, O.; Osborne, J.; Simon, D. I.; Keaney, J.; Vita, J.; Singel, D.; Valeri, C. R.; Loscalzo, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 7674.
21. Gaston, B.; Reilly, J.; Drazen, J. M.; Fackler, J.; Ramdev, P.; Arnelle, D.; Mullins, M. E.; Sugarbaker, D. J.; Chee, C.; Singel, D. J.; Loscalzo, J.; Stamler, J. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 10957.
22. Feelisch, M.; Poel, M.; Zamora, R.; Deussen, A.; Moncada, S. Nature 1994, 368, 62.
23. Simon, D. I.; Stamler, J. S.; Jaraki, O.; Keaney, J. F.; Osborne, J. A.; Francis, S. A.; Singel, D. J.; Loscalzo, J. Arterioscler. Thromb. 1993, 13, 791.
24. Merryman, P. F.; Clancy, R. M.; He, X. Y.; Abramson, S. B. Arthritis Rheum. 1993, 36, 1414.
25. Enemark, J. H.; Feltham, R. D. Coord. Chem. Rev. 1974, 13, 339.
26. (a) Kennedy, M. C.; Antholines, W. E.; Beinert, H. J. Biol. Chem. 1997, 272, 20340.
27. (b) Morse, R. H.; Chan, S. I. J. Biol. Chem. 1980, 255, 7876.
28. (c) Drapier, J. C.; Pellat, C.; Henry, Y. J. Biol. Chem. 1991, 266, 162.
29. (d) Lee, M.; Arosio, P.; Cozzi, A.; Chasteen, N. D. Biochemistry 1994, 33, 3679.
30. (e) Lepoivre, M.; Flaman, J.-M.; Bobé, P.; Lemaire, G.; Henry, Y. J. Biol. Chem. 1994, 269, 21891.
31. (a) Foster, M. W.; Cowan, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 44093.
32. (b) Butler, A. R.; Megson, I. L. Chem. Rev, 2002, 102, 1155.
33. (c) Sellers, V. M.; Johnson, M. K.; Dailey, H. A. Biochemistry 1996, 35, 2699.
34. (a) Franz, K. J.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9034.
35. (b) Brown, C. A.; Pavlosky, M. A.; Westre, T. E.; Zhang, Y.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 715.
36. (c) Mingos, D. M. P.; Sherman, D. J. Adv. Inorg. Chem. 1989, 34, 293.
37. Mingos, D. M. P.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 1971, 10, 1479.
38. McDonald, C. C.; Philips, W. D.; Mower, H. F. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 3319.
39. (a) Basosi, R.; Gaggelli, E.; Tiezzi, E.; Valensin, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1975, 423.
40. (b) Bryar, T. R.; Eaton, D. R. Can. J. Chem. 1992, 70, 1917.
41. (c) Reginato, N.; McCrory, C. T. C.; Pervitsky, D.; Li, L. J. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10217.
42. (d) Butler, A. R.; Glidewell, C.; Hyde, A. R.; Walton, J. C. Polyhedron 1985, 4, 797.
43. (e) Woolum, J. C.; Commoner, B. Biochim. Biophys. Acta 1970, 201, 131.
44. (f) Chiang, R. W.; Woolum, J. C.; Commoner, B. Biochim. Biophys. Acta 1972, 257, 452.
45. Wang, P. G.; Xian, M.; Tang, X.; Wu. X.; Wen, Z.; Cai, T.; Janczuk, A. J. Chem. Rev. 2002, 102, 1091.
46. Severina, I. S.; Busygina, O. G.; Grigor'ev, N. B. Biochem. Int. 1992, 26, 695.
47. (a) Tsai, M. L.; Chen, C. C.; Hsu, I. J.; Ke, S. C.; Hsieh, C. H.; Chiang, K. A.; Lee, G. H.; Wang, Y.; Chen, J. M.; Lee, J. F.; Liaw, W. F. Inorg. Chem. 2004, 43, 5159.
48. (b) Tsai, F. T.; Chiou, S. J.; Tsai, M. C.; Tsai, M. L.; Huang, H. W.; Chiang, M. H.; Liaw, W. F. Inorg. Chem. 2005, 44, 5872.
49. (c) Liaw, W. F.; Chiang, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M.; Lai, C. H.; Darensbourg, M. Y. Inorg. Chem. 2000, 39, 480.
50. Dowty, E. Phys. Chem. Miner. 1987, 14, 67.
51. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.
52. Schaefer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829.
53. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
54. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision B.03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
55. Schaftenaar, G. MOLDEN, version 3.4; CAOS/CAMM Center: Nijmegen, The Netherlands, 1998.
56. Tevault, D. E.; Andres, L. J. Phys. Chem. 1973, 77, 1646.
57. Nakamoto, K. Infrared and Ramnn Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, 3rd ed.; Wiley: New York, 1978; p 295.
58. Cotton, F. A.; Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry; 5th ed.; Wiley; New York, 1988; p 322.
59. Miki, E.; Mizumachi, K.; Ishimoro, T.; Okuno, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1973, 46, 3779.
60. Quinby-Hunt, M.; Feltham, R. D. Inorg. Chem. 1978, 17, 2515.
61. Schrader, B. Infrared and Raman Spectroscopy Methods and Applications; VCH: New York, 1995.
62. Steudel, R., Z. Naturforsch., B: Anorg. Chem., Org. Chem. 1975, 30, 281.
63. Gautier, R.; Debeau, M. Spectrochim. Acta, Part A 1974, 30, 1193.
64. Berkowitz, J.; Chupka, W. A.; Bromels, E.; Belford, R. L. J. Chem. Phys. 1967, 47, 4320.
65. Nimon, L. A.; Neff, V. D.; Cantley, R. E.; Buttlar, R. O. J. Mol. Spectrosc. 1967, 22, 105.
66. Strasdeit, H.; Krebs, B.; Henkel, G. Inorg. Chim. Acta 1984, 89, L11.
67. Butler, S.; Harvey, P. D.; McCall, J.; Shaver, A. J. Raman Spectrosc. 1985, 17, 1277.
68. Czernuszewicz, R. S.; LeGall, J.; Moura, I.; Spiro, T. G. Inorg. Chem. 1986, 25, 696.
69. (a) Spiro, T. G.; Czernuszewicz, R. S.; Han, S. Biological Applications of Raman Spectroscopy; Spiro, T. G., Ed.; John Wiley & Sons: New York, 1988; Chapter 12.
70. (b) Czernuszewicz, R. S.; Kilpatrick, L. K.; Koch, S. A.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7134.
71. (c) Kilpatrick, L. K.; Kennedy, M. C.; Beinert, H.; Czernuszewicz, R. S.; Qiu, D.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4053.
72. (d) Han, S.; Czernuszewicz, R. S.; Kimura, T.; Adams, M. W. W.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3504.
73. (e) Han, S.; Czernuszewicz, R. S.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3496.
74. (f) Yachandra, K. V.; Hare, J.; Gewirth, A.; Czernuszewicz, R. S.; Kimura, T.; Holm, R. H.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6462.
75. (a) Kozlowski, P. M.; Rush, T. S., III.; Jarzecki, A. A.; Zgierski, M. Z.; Chase, B.; Piffat, C.; Ye, B. H.; Li, X. Y.; Pulay, P.; Spiro, T. G. J. Phys. Chem. 1999, 103, 1357.
76. (b) Kozlowski, P. M.; Spiro, T. G. J. Phys. Chem. 1998, 102, 2603.
77. (a) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 48, 13115.
78. (b) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251.
79. (c) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.
80. (d) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
81. Lukat, G. S.; Rodgers, K. R. Biochemistry 1997, 36, 4178.
82. Vogel, K. M.; Kozlowski, P. M.; Zgierski, M. Z.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9915.
83. Scheidt, W. R.; Prisse, M. E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 17.
84. Deinum, G.; Stone, J. R.; Babcock, G. T.; Marletta, M. A. Biochemistry 1996, 35, 1540.
85. Han, S.; Madden, J. F.; Siegel, L. M.; Spiro, T. G. Biochemistry 1989, 28, 5477.
86. Coyle, C. M.; Vogel, K. M.; Rush, T. S., III.; Kozlowski, P. M.; Williams, R.; Spiro, T. G.; Dou, Y.; Ikeda-Saito, M.; Olson, J. S.; Zgierski, M. Z. Biochemistry 2003, 42, 4896.
87. Chottard, G.; Mansuy, D. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1977, 77, 1333.
88. Hu, S.; Kincaid, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9760.
89. Wang, Y.; Averill, B. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3972.
90. Zhao, X. J.; Sampath, V.; Caughey, W. S. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 204, 537.
91. Rousseau, D. L.; Singh, S.; Ching, Y. C.; Sassaroli, M. J. Biol. Chem. 1988, 263, 5681
92. Ding, X. D.; Weichsel, A.; Andersen, J. F.; Shokhireva, T. Kh.; Balfour, C.; Pierik, A. J.; Averill, B. A.; Montfort, W. R.; Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 128.
93. Macs, E. M.; Walker, F. A.; Montfort, W. R.; Czernuszewicz, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11664.
94. Benko, B.; Yu, N. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, 80, 7042.
95. Miller, L. M.; Pedraza, A. J.; Chance, M. R. Biochemistry 1997, 36, 12199.
96. Hu, S.; Kincaid, J. R. J. Biol. Chem. 1993, 268, 6189.
97. Obayashi, E.; Tsukamoto, K.; Adachi, S.; Takahashi, S.; Nomura, M.; Iizuka, T.; Shoun, H.; Shiro, Y. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7807.
98. Hu, S.; Kincaid, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2843.
99. Wang, J.; Rousseau, D. L.; Abu-Sound, H.; Stuehr, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 1994, 97, 10512.
100. Tomita, T.; Haruta, N.; Aki, M.; Kitagawa, T.; Ikeda-Saito, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2666.
101. Mukai, M.; Ouellet, Y.; Ouellet, H.; Guertin, M.; Yeh, S. R. Biochemistry 2004, 43, 2764.
102. Pinakoulaki, E.; Gemeinhardt, S.; Saraste, M.; Varotsis, C. J. Biol. Chem. 2002, 277, 23407.
103. Wang, J.; Lu, S.; Moenne-Loccoz, P.; Ortiz de Montellano, P. R. J. Biol. Chem. 2003, 278, 2341.
104. Shimizu, H.; Obayashi, E.; Gomi, Y.; Arakawa, H.; Park, S.-Y.; Nakamura, H.; Adachi, S.-I.; Shoun, H.; Shiro, Y. J. Biol. Chem. 2000, 275, 4816.
105. Obayashi, E.; Tsukamoto, K.; Adachi, S.; Takahashi, S.; Nomura, M.; Iizuka, T.; Shoun, H.; Shiro, Y. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7807.
106. (a) Linder, D. P.; Rodgers, K. R. Inorg. Chem. 2005, 44, 1367.
107. (b) Linder, D. P.; Rodgers, K. R.; Banister, J.; Wyllie, G. R. A.; Ellison, M. K.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14136.