A third type of hydrogenase catalyzing H2 activation

Chemical Record

Volumn 7, Issue 1, 2007, Pages 37-46

  Shima, Seigo ^a   Thauer, Rudolf K ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR TERRESTRIAL MICROBIOLOGY   (Germany)

Author keywords

Biomimetic synthesis; Hydrogen; Iron; Metalloenzymes; Nickel

Indexed keywords

EID: 34047241285     PISSN: 15278999     EISSN: 15280691     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/tcr.20111     Document Type: Article

References (67)

1. Arakawa, H.; Aresta, M.; Armor, J. N.; Barreau, M. A.; Beckman, E. J.; Bell, A. T.; Bercaw, J. E.; Creutz, C.; Dinjus, E.; Dixon, D. A.; Domen, K.; DuBois, D. L.; Ecken, J.; Fujira, E.; Gibson, D. H.; Goddard, W. A.; Goodman, D. W.; Keller, J.; Kubas, G. J.; Kung, H. H.; Lyons, J. E.; Manzer, L. E.; Marks, T. J.; Morokuma, K.; Nicholas, K. M.; Periana, R.; Que, L.; Rostrup-Nielson, J.; Sachtler, W. M. H.; Schmidt, L. D.; Sen, A.; Somorjai, G. A.; Stair, P. C.; Stults, B. R.; Tumas, W. Chem Rev 2001, 101, 953.
2. Winter, C. J. Int J Hydrogen Energy 2005, 30, 1371.
3. Kubas, G. J. Acc Chem Res 1988, 21, 120.
4. Karyakin, A. A.; Morozov, S. V.; Karyakina, E. E.; Zorin, N. A.; Perelygin, V. V.; Cosnier, S. Biochem Soc Trans 2005, 33, 73.
5. Darensbourg, M. Y.; Lyon, E. J.; Zhao, X.; Georgakaki, I. P. Proc Nad Acad Sci USA 2003, 100, 3683.
6. Tard, C.; Liu, X. M.; Ibrahim, S. K.; Bruschi, M.; De Gioia, L.; Davies, S. C.; Yang, X.; Wang, L. S.; Sawers, G.; Pickett, C. J. Nature 2005, 433, 610.
7. Boyke, C. A.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R.; Rohmer, M. M.; Benard, M. J Am Chem Soc 2004, 126, 15151.
8. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Lenz, O.; Zebger, I.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A. Proc Natl Acad Sci USA 2005, 102, 16951.
9. Conrad, R. Microbiol Rev 1996, 60, 609.
10. Zhang, L. P.; Happe, T.; Melis, A. Planta 2002, 214, 552.
11. Stephenson, M.; Stickland, L. H. Biochem J 1931, 25, 205.
12. Elsden, S. R. Trends Biochem Sci 1981, 6, 251.
13. Green, D. E.; Stickland, L. H. Biochem J 1934, 28, 898.
14. Frey, M. Chembiochem 2002, 3, 153.
15. Vignais, P. M.; Billoud, B.; Meyer, J. FEMS Microbiol Rev 2001, 25, 455.
16. Drennan, C. L.; Peters, J. W. Gurr Opin Struct Biol 2003, 13, 220.
17. Zirngibl, C.; Hedderich, R.; Thauer, R. K. FEBS Lett 1990, 261, 112.
18. Zirngibl, C.; van Dongen, W.; Schwörer, B.; von Bünau, R.; Richter, M.; Klein, A.; Thauer, R. K. Eur J Biochem 1992, 208, 511.
19. Thauer, R. K.; Klein, A. R.; Hartmann, G. C. Chem Rev 1996, 96, 3031.
20. Berkessel, A. Curr Opin Chem Biol 2001, 5, 486.
21. Lyon, E. J.; Shima, S.; Buurman, G.; Chowdhuri, S.; Batschauer, A.; Steinbach, K.; Thauer, R. K. Eur J Biochem 2004, 271, 195.
22. Kempner, W.; Kubowitz, F. Biochem Z 1933, 265, 245.
23. Warburg, O. Schwermetalle als Wirkungsgruppen von Fermenten (Heavy Metals as Prosthetic Groups of Enzymes); Verlag Dr. Werner Saenger: Berlin, 1946, p. 158.
24. Peters, J. W.; Lanzilotta, W. N.; Lemon, B. J.; Seefeldt, L. C. Science 1998, 282, 1853.
25. Nicolet, Y.; de Lacey, A. L.; Vernede, X.; Fernandez, V. M.; Hatchikian, E. C.; Fontecilla-Camps, J. C. J Am Chem Soc 2001, 123, 1596.
26. Winkler, M.; Heil, B.; Heil, B.; Happe, T. Biochim Biophys Acta 2002, 1576, 330.
27. Brugna, M.; Giudici-Orticoni, M. T.; Spinelli, S.; Brown, K.; Tegoni, M.; Bruschi, M. Proteins 1998, 33, 590.
28. Graf, E. G.; Thauer, R. K. FEBS Lett 1981, 136, 165.
29. Albracht, S. P. J.; Graf, E. G.; Thauer, R. K. FEES Lett 1982, 140, 311.
30. Friedrich, B.; Heine, E.; Finck, A.; Friedrich, C. G. J Bacteriol 1981, 145, 1144.
31. Volbeda, A.; Charon, M. H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580.
32. Higuchi, Y.; Yagi, T.; Yasuoka, N. Structure 1997, 5, 1671.
33. Higuchi, Y.; Ogata, H.; Miki, K.; Yasuoka, N.; Yagi, T. Structure 1999, 7, 549.
34. Happe, R. P.; Roseboom, W.; Pierik, A. J.; Albracht, S. P. J.; Bagley, K. A. Nature 1997, 385, 126.
35. Sawers, R. G. Biochem Soc Trans 2005, 33, 42.
36. Burgdorf, T.; Lenz, O.; Buhrke, T.; van der Linden, E.; Jones, A. K.; Albracht, S. P. J.; Friedrich, B. J Mol Microbiol Biotechnol 2005, 10, 181.
37. Lyon, E. J.; Shima, S.; Boecher, R.; Thauer, R. K.; Grevels, F. W.; Bill, E.; Roseboom, W.; Albracht, S. P. J. J Am Chem Soc 2004, 126, 14239.
38. Shima, S.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Mienert, B.; Bill, B. J Am Chem Soc 2005, 127, 10430.
39. Korbas, M.; Meyer-Klaucke, W.; Vogt, S.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Shima, S. J Biol Chem 2006, 281, 30804.
40. Thauer, R. K. Microbiology 1998, 144, 2377.
41. Afting, C.; Hochheimer, A.; Thauer, R. K. Arch Microbiol 1998, 169, 206.
42. Livingston, D. J.; Fox, J. A.; Ormejohnson, W. H.; Walsh, C. T. Biochemistry 1987, 26, 4228.
43. Shima, S.; Lyon, E. J.; Sordel-Klippert, M. S.; Kauss, M.; Kahnt, J.; Thauer, R. K.; Steinbach, K.; Xie, X. L.; Verdier, L.; Griesinger, C. Angew Chem Int Ed Engl 2004, 43, 2547.
44. Hartmann, G. C.; Santamaria, E.; Fernández, V. M.; Thauer, R. K. J Biol Inorg Chem 1996, 1, 446.
45. Schleucher, J.; Griesinger, C.; Schwörer, B.; Thauer, R. K. Biochemistry 1994, 33, 3986.
46. Schleucher, J.; Schwörer, B.; Thauer, R. K.; Griesinger, C. J Am Chem Soc 1995, 117, 2941.
47. Buurman, G.; Shima, S.; Thauer, R. K. FEBS Lett 2000, 485, 200.
48. Shima, S.; Pilak, O.; Vogt, S.; Thauer, R. K. Unpublished result.
49. Taube, H. Chem Rev 1952, 50, 69.
50. Heinekey, D. M.; Oldham, W. J. Chem Rev 1993, 93, 913.
51. Kubas, G. J. Catal Lett 2005, 104, 79.
52. Huffman, J. C.; Wells, N. J.; Caulton, K. G. J Crystallogr Spectrosc Res 1984, 14, 581.
53. Daida, E. J.; Peters, J. C. Inorg Chem 2004, 43, 7474.
54. Pilak, O.; Mamat, B.; Vogt, S.; Hagemeier, C. H.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Vonrhein, C.; Warkentin, E.; Ermler, U. J Mol Biol 2006, 358, 798.
55. Slesarev, A. I.; Mezhevaya, K. V.; Makarova, K. S.; Polushin, N. N.; Shcherbinina, O. V.; Shakhova, V. V.; Belova, G. L.; Aravind, L.; Natale, D. A.; Rogozin, I. B.; Tatusov, R. L.; Wolf, Y. L.; Stetter, K. O.; Malykh, A. G.; Koonin, E. V.; Kozyavkin, S. A. Proc Natl Acad Sci USA 2002, 99, 4644.
56. Smith, D. R.; Doucette-Stamm, L. A.; Deloughery, C.; Lee, H.; Dubois, J.; Aldredge, T.; Bashirzadeh, R.; Blakely, D.; Cook, R.; Gilbert, K.; Harrison, D.; Hoang, L.; Keagle, P.; Lumm, W.; Pothier, B.; Qiu, D.; Spadafora, R.; Vicaire, R.; Wang, Y.; Wierzbowski, J.; Gibson, R.; Jiwani, N.; Caruso, A.; Bush, D.; Reeve, J. N. J Bacteriol 1997, 179, 7135.
57. Bull, C. J.; White, O.; Olsen, G. J.; Zhou, L.; Fleischmann, R. D.; Sutton, G. G.; Blake, J. A.; FitzGerald, L. M.; Clayton, R. A.; Gocayne, J. D.; Kerlavage, A. R.; Dougherty, B. A.; Tomb, J. F.; Adams, M. D.; Reich, C. I.; Overbeek, R.; Kirkness, E. F.; Weinstock, K. G.; Merrick, J. M.; Glodek, A.; Scott, J. L.; Geoghagen, N. S. M.; Venter, J. C. Science 1996, 273, 1058.
58. Afting, C.; Kremmer, E.; Brucker, C.; Hochheimer, A.; Thauer, R. K. Arch Microbiol 2000, 174, 225.
59. Hendrickson, E. L.; Kaul, R.; Zhou, Y.; Bovee, D.; Chapman, P.; Chung, J.; de Macario, E. C.; Dodsworth, J. A.; Gillett, W.; Graham, D. E.; Hackett, M.; Haydock, A. K.; Kang, A.; Land, M. L.; Levy, R.; Lie, T. J.; Major, T. A.; Moore, B. C.; Porat, L.; Palmeiri, A.; Rouse, G.; Saenphimmachak, C.; Soll, D.; Van Dien, S.; Wang, T.; Whitman, W. B.; Xia, Q.; Zhang, Y.; Larimer, F. W.; Olson, M. V.; Leigh, J. A. J Bacteriol 2004, 186, 6956.
60. Reeve, J. N.; Nöiling, J.; Morgan, R. M.; Smith, D. R. J Bacteriol 1997, 179, 5975.
61. Lipman, R. S. A.; Chen, J.; Evilia, C.; Vitseva, O.; Hou, Y. M. Biochemistry 2003, 42, 7487.
62. Praetorius-Ibba, M.; Rogers, T. E.; Samson, R.; Kelman, Z.; Ibba, M. J Biol Chem 2005, 280, 26099.
63. Jones, D. T. J Mol Biol 1999, 292, 195.
64. Huhmann-Vincent, J.; Scott, B. L.; Kubas, G. J. Inorg Chim Acta 1999, 294, 240.
65. Ogata, H.; Hirota, S.; Nakahara, A.; Komori, H.; Shibata, N.; Kato, T.; Kano, K.; Higuchi, Y. Structure 2005, 13, 1635.
66. de Lacey, A. L.; Fernandez, V. M.; Rousset, M. Coord Chem Rev 2005, 249, 1596.
67. Vincent, K. A.; Belsey, N. A.; Lubitz, W.; Armstrong, F. A. J Am Chem Soc 2006, 128, 7448.