H and other transfers in enzymes and in solution: Theory and computations, a unified view. 2. Applications to experiment and computations

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 24, 2007, Pages 6643-6654

  Marcus, R A ^a  

^a CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

APPROXIMATION THEORY; COMPUTATION THEORY; DEUTERIUM COMPOUNDS; REACTION KINETICS;

KINETIC ISOTOPE EFFECTS; PHYSIOLOGICAL CONDITIONS; PROTEIN REORGANIZATION ENERGY;

ENZYMES;

EID: 34547245308     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp071589s     Document Type: Article

References (77)

1. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Dihydrofolate Reductase: Hydrogen Tunneling and Proton Motion. In Hydrogen-Transfer Reactions; Schowen, R. L., Klinman, J. P., Hynes, J. T., Limbach, H.-H., Eds.; WileyVCH: Weinheim, 2007; pp 1439.
2. Gao, J. L.; Ma, S. H.; Major, D. T.; Nam, K.; Pu, J. Z.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 2006, 706, 3188.
3. Hammes-Schiffer, S. Ace. Chem. Res. 2006, 39, 93.
4. Hammes-Schiffer, S. Proton-Coupled Electron Transfer: Theoretical Formulation and Applications. In Hydrogen-Transfer Reactions; Schowen, R. L., Klinman, J. P., Hynes, J. T., Limbach, H. H., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2007; pp 479.
5. Nagel, Z. D.; Klinman, J. P. Chem. Rev. 2006, 106, 3095.
6. Olsson, M. H. M.; Parson, W. W.; Warshel, A. Chem. Rev. 2006, 106, 1737.
7. Pu, J. Z.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 2006, 106, 3140.
8. Warshel, A.; Sharma, P. K.; Kato, M.; Xiang, Y.; Liu, H. B.; Olsson, M. H. M. Chem. Rev. 2006, 106, 3210.
9. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 2006, 725, 194504.
10. DHA*(R). It is not the separation distance in the TS.
11. Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1968, 72, 891.
12. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966.
13. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679.
14. Marcus, R. A. Discuss. Faraday Soc. 1960, 21.
15. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
16. Strajbl, M.; Hong, G. Y.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2002, 706, 13333.
17. Hatcher, E.; Soudackov, A. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 729, 187.
18. Schutz, C. N.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2004, 708, 2066.
19. Schenter, G. K.; Garrett, B. C.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2001, 705, 9672.
20. Bernhard, P.; Sargeson, A. M. Inorg. Chem. 1987, 26, 4122.
21. Kreevoy, M. M.; Ostovic, D.; Lee, I. S. H.; Binder, D. A.; King, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 524.
22. Kreevoy, M. M.; Ostovic, D.; Truhlar, D. G.; Garrett, B. C. J. Phys. Chem. 1986, 90, 3766.
23. Lewis, E. S. J. Phys. Chem. 1986, 90, 3756.
24. Marcus, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 7224.
25. Marcus, R. A. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361, 1445.
26. Hatcher, E.; Soudackov, A. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5763.
27. Scharschmidt, M.; Fisher, M. A.; Cleland, W. W. Biochemistry 1984, 23, 5471.
28. Brinkley, D. W.; Roth, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 727, 15720.
29. Mihai, C.; Kravchuk, A. V.; Tsai, M. D.; Bruzik, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125. 3236.
30. Hollfelder, F.; Herschlag, D. Biochemistry 1995, 34, 12255.
31. Bjelic, S.; Aqvist, J. Biochemistry 2006, 45, 7709.
32. Schweins, T.; Geyer, M.; Kalbitzer, H. R.; Wittinghofer, A.; Warshel, A. Biochemistry 1996, 35, 14225.
33. Schweins, T.; Warshel, A. Biochemistry 1996, 35, 14232.
34. Fersht, A. R.; Leatherbarrow, R. J.: Wells, T. N. C. Biochemistry 1987, 26, 6030.
35. Klinman, J. P. Biochemistry 1976, 15, 2018.
36. Silverman, D. N. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1458, 88.
37. Kim, Y.; Truhlar, D. G.; Kreevoy, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7837.
38. Eigen, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1964, 3, 1.
39. Alhambra, C.; Corchado, J. C.; Sanchez, M. L.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8197.
40. Alhambra, C.; Gao, J. L.; Corchado, J. C.; Villa, J.: Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2253.
41. Hay, S.; Sutcliffe, M. J.; Scrutton, N. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 507.
42. Licht, S. S.; Lawrence, C. C.; Stubbe, J. A. Biochemistry 1999, 38, 1234.
43. Sharma, P. K.; Xiang, Y.; Kato, M.; Warshel, A. Biochemistry 2005, 44, 11307.
44. Knapp, M. J.; Rickert, K.; Klinman, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3865.
45. Liang, Z. X.; Klinman, J. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 648.
46. Kohen, A.; Cannio, R.; Bartolucci, S.; Klinman, J. P. Nature 1999, 399, 496.
47. Sumi, H.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4894.
48. Agarwal, P. K.; Billeter. S. R.; Rajagopalan, P. T. R.; Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 2794.
49. Rajagopalan, P. T. R.; Lutz, S.; Benkovic, S. J. Biochemistry 2002, 41, 12618.
50. Wang, L.; Goodey, N. M.; Benkovic, S. J.; Kohen, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15753.
51. Schnell, J. R.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2004, 33, 119.
52. Rod, T. H.; Radkiewicz, J. L.; Brooks, C. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003. 100, 6980.
53. Olsson, M. H. M.; Mavri, J.; Warshel, A. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361, 1417.
54. Maglia, G.; Allemann, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13372.
55. Pang, J. Y.; Pu, J. Z.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G.; Allemann, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8015.
56. Olsson, M. H. M.; Siegbahn, P. E. M.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 726, 2820.
57. Huynh, M. H. V.; Meyer, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 13138.
58. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. B 2002, 706, 1746 and references therein.
59. Georgievskii, Y.; Stuchebrukhov, A. A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10438.
60. Gao, J. L.; Major, D. T. J. Chem. Theor. Comp., in press.
61. Northrop, D. B. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361, 1341.
62. Park, H.; Girdaukas, G. G.; Northrop, D. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1868.
63. Banerjee, R.; Dybala-Defratyka, A.; Paneth, P. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361, 1333.
64. Hammes-Schiffer, S.; Watney, J. B. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2006, 361, 1365.
65. Abad, J. L.; Camps, F.; Fabrias, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3279.
66. Agrawal, N.; Hong, B. Y.; Mihai, C.; Kohen, A. Biochemistry 2004, 43, 1998.
67. Basran, J.; Sutcliffe, M. J.; Scrutton, N. S. J. Biol. Chem. 2001, 276, 24581.
68. Harris, R. J.; Meskys, R.; Sutcliffe, M. J.; Scrutton, N. S. Biochemistry 2000, 39, 1189.
69. Sikorski, R. S.; Wang, L.; Markham, K. A.; Rajagopalan, P. T. R.; Benkovic, S. J.; Kohen, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 726, 4778.
70. Pu, J. Z.; Ma, S. H.; Gao, J. L.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8551.
71. Johnston, H. S. Adv. Chem. Phys. 1960, 3, 137.
72. Garcia-Viloca, M.; Truhlar, D. G.; Gao, J. L. Biochemistry 2003, 42, 13558.
73. Bruno, W. J.; Bialek, W. Biophys. J. 1992, 63, 689.
74. Antoniou, D.; Schwanz, S. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 12360.
75. Borgis, D. C.; Lee, S. Y.; Hynes, J. T. Chem. Phys. Lett. 1989, 762, 19.
76. Kuznetsov, A. M.; Ulstrup, J. Can. J. Chem. 1999, 77, 1085.
77. Meyer, M. P.; Klinman, J. P. Chem. Phys. 2005, 379, 283.