Molecular computational investigation of electron-transfer kinetics across cytochrome - Iron oxide interfaces

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 30, 2007, Pages 11363-11375

  Kerisit, Sebastien ^a   Rosso, Kevin M ^a   Dupuis, Michel ^a   Valiev, Marat ^b  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIA; CHARGE TRANSFER; IRON OXIDES; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR ORIENTATION; PROTEINS;

DISSIMILATORY-METAL; ELECTRON-TRANSFER DISTANCE; ELECTRON-TRANSFER PROTEINS; SMALL TETRAHEME CYTOCHROME (STC);

REACTION KINETICS;

EID: 34548240763     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp072060y     Document Type: Article

References (76)

1. Myers, C. R.; Myers, J. M. J. Bacteriol. 1992, 174, 3429.
2. Beliaev, A. S.; Saffarini, D. A.; McLaughlin, J. L.; Hunnicutt, D. Mol. Microbiol. 2001, 39, 722.
3. Myers, C. R.; Myers, J. M. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1326, 307.
4. Myers, J. M.; Myers, C. R. Biochim. Biophys. Acta 1998, 1373, 237.
5. Myers, J. M.; Myers, C. R. Appl. Environ, Microbiol. 2002, 68, 2781.
6. Field, S. J.; Dobbin, P. S.; Cheesman, M. R.; Watmough, N. J.; Thomson, A. J.; Richardson, D. J. J. Biol. Chem. 2000, 275, 8515.
7. Lower, B. H.; Shi, L.; Yongsunthon, R.; Droubay, T. C.; McCready, D. E.; Lower, S. K. J. Bacteriol. 2007, 189, 4944.
8. Gaspard, S.; Vazquez, F.; Holliger, C. Appl. Environ. Microbiol. 1998, 64, 3188.
9. Magnuson, T. S.; Hodges-Myerson, A. L.; Lovley, D. R. FEMS Microbiol. Lett. 2000, 185, 205.
10. Magnuson, T. S.; Isoyama, N.; Hodges-Myerson, A. L.; Davidson, G.; Maroney, M. J.; Geesey, G. G.; Lovley, D. R. Biochem. J. 2001, 359, 147.
11. Leang, G: Coppi, M. V.; Lovley, D. R. J. Bacteriol. 2003, 185, 2096.
12. Mehta. T.; Coppi, M. V.; Childers, S. E.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 8634.
13. Hartshorne, R. S.; Jepson, B. N.; Shi, L.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Richardson, D. J.; Butt, J. N. Submitted for publication.
14. Bonneville, S.; Behrends, T.; Van Cappellen, P.; Hyacinthe, C.; Roling, W. F. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 5842.
15. Xiong, Y.; Shi, L.; Chen, B.; Mayer, M. U.; Lower, B. H.; Londer, Y.; Bose, S.; Hochella, M. F., Jr.; Fredrickson, J. K.: Squier, T. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 125, 13978.
16. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966.
17. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
18. (a) Rosso, K. M.; Smith, D. M. A.; Dupuis, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6455.
19. (b) Williams, A. G. B.; Scherer, M. M. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 4782.
20. (c) Larese-Casanova, P.; Scherer, M. M. Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 471.
21. Iordanova, N.; Dupuis, M.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144305.
22. Rosso, K. M.; Dupuis, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 7050.
23. Kerisit, S.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 224712.
24. Kerisit, S.; Rosso, K. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 1888.
25. Luu, Y.-S.; Ramsay, J. A. World J. Microbiol Biotechnol. 2003, 19, 215.
26. Rosso, K. M.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Gorby, Y. A.; Smith, S. C. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 1081.
27. Gordon, E. H. J.; Pike, A. D.; Hill, A. E.; Cuthbertson, P. M.; Chapman, S. K.; Reid, G. A. Biochem. J. 2000, 349, 153.
28. Leys, D.; Meyer, T. E.; Tsapin, A. S.; Nealson, K. H.; Cusanovich, M. A.; van Beeumen, J. J. J. Biol. Chem. 2002, 277, 35703.
29. Clarke, T. C.; Cole, J. A.; Richardson, D. J.; Hemmings, A. M. Submitted for publication.
30. Hartshorne, R. S.; Jepson, B. J. N.; Clarke, T. C.; Field, S. J.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butt, J. N.: Richardson, D. J. Submitted for publication.
31. Tsapin, A. S.; Nealson, K. H.; Myers, C. R.; Cusanovich, M. A.; Van Beeumen, J. J.; Crosby, L. D.; Feinberg, B. A.; Zhang, C. J. Bacteriol. 1996, 175, 6386.
32. Harada, E.; Kumagai. J.; Ozawa, K.; Imabayashi, S.; Tsapin, A. S.; Nealson, K. H.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Akutsu, H. FEBS Lett. 2002, 532, 333.
33. Tsapin, A. S.; Vandenberghe, I.; Nealson, K. H.; Scott, J. H.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Harada, E.; Kaizu, T.; Akutsu, H.; Leys, D.; Van Beeumen, J. J. Appl. Environ. Microbiol. 2001, 67, 3236.
34. Pessanha, M.; Brennan, L.; Xavier, A. V.; Cuthbertson, P. M.; Reid, G. A.; Chapman, S. K.; Turner, D. L.; Salgueiro, C. A. FEBS Lett. 2001, 489, 8.
35. Pessanha, M.; Louro, R. O.; Correia, I. J.; Rothery, E. L.; Pankhurst, K. L.; Reid, G. A.; Chapman, S. K.; Turner, D. L.; Salgueiro, C. A. Biochem. J. 2003, 370, 489.
36. Smith, D. M. A.; Rosso, K. M.; Dupuis, M.; Valiev, M.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15582.
37. Benjelloun, D.; Bonnet, J. P.; Doumerc, J. P.; Launey, J. C.; Onillon, M.; Hagenmuller, P. Mater. Chem. Phys. 1984, 10, 503.
38. Nakau, T. J. Phys. Soc. Jpn. 1960, 15. 121.
39. Nelsen, S. F.: Blackstock, S. C.; Kim, Y. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 677.
40. Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 1050.
41. Farazdel, A.; Dupuis, M.; Clementi. E.; Aviram, A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4206.
42. Wang, X. G.; Weiss, W.; Shaikhutdinov, S. K.; Ritter, M.; Peterson, M.; Wagner, F.; Schlogl, R.; Schefflet, M. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 1038.
43. Eggleston, C. M.; Stack, A. G.; Rosso, K. M.; Higgins, S. R.; Bice, A. M.; Boese, S. W.; Pribyl, R. D.; Nichols, J. J. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 985.
44. Oliver, P. M.; Parker, S. C.; Mackrodt, W. C. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 1993, 1, 755.
45. Liu, P.; Kendelewicz, T.; Brown, G. E., Jr.; Nelson, E. J.; Chambers, S. A. Surf. Sci. 1998, 417, 56.
46. Straatsma, T. P.; Apra, E.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Bylaska, E. J.; de Jong, W.; Hirata, S.; Smith, D. M. A.; Hackler, M. T.; Pollack, L.; Harrison, R. J.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G.; Fruchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Valiev, M.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWCHEM, a computational chemistry package for parallel computers, version 5.0; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2004.
47. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269.
48. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179.
49. Wang, J.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1049.
50. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
51. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. C. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
52. Hockney, R. W. Methods Comput. Phys. 1970, 9, 136.
53. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829.
54. Wachters, A. J. J. Chem. Phys. 1970, 52, 1033.
55. Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4377.
56. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
57. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Annu. Rev. Biochem. 1996, 65, 537.
58. Bondi, A. J. Phys. Chem 1964, 65, 441.
59. Neal, A. L.; Rosso, K. M.; Geesey, G. G.; Gorby, Y. A.; Little, B. J. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 4489.
60. Khare, N.; Lovelace, D. M.; Eggleston, C. M.; Swenson, M.; Magnuson, T. S. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 4332.
61. Pitts, K. E.; Dobbin, P. S.; Reyes-Ramirez, F.; Thomson, A. J.; Richardson, D. J.; Seward, H. E. J. Biol. Chem. 2003, 275, 27758.
62. Smith, D. M. A.; Dupuis, M.; Straatsma, T. P. Mol. Phys. 2005, 103, 273.
63. Smith, D. M. A.; Dupuis, M.; Vorpagel, E. R.; Straatsma, T. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2711.
64. Watson, G. W.; Kelsey, E. T.; de Leeuw, N. H.; Harris, D. J.; Parker, S. C. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 433.
65. Rosso, K. M.; Ilton, E. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9207.
66. Rosso, K. M.; Ilton, E. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 244709.
67. Iordanova, N.; Dupuis, M.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 074710.
68. Lins, R. D.; Straatsma, T. P. Biophysical J. 2001, 81, 1037.
69. Richardson, D. J. Personal communication.
70. Cromieres, L.; Moulin, V.; Fourest, B.; Giffaut, E. Colloids Surf., A 2002, 202, 101.
71. Leland, J. K.; Bard, A. J. J. Phys. Chem. 1987, 91, 5076.
72. Siders, P.; Cave, R. J.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1984, 81, 5613.
73. Cave, R. J.; Siders, P.; Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1436.
74. Lin, J.; Baladin, I. A.; Beratan, D. N. Science 2005, 310, 1311.
75. Turner, K. L.; Doherty, M. K.; Heering, H. A.; Armstrong, F. A.; Reid, G. A.; Chapman, S. K. Biochemistry 1999, 38, 3302.
76. Newton, M. D.; Sutin, N. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 437.