Long distance electron-transfer mechanism in peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase: A perfect fitting for a water bridge

Journal of the American Chemical Society

Volumn 129, Issue 38, 2007, Pages 11700-11707

  De La Lande, Aurélien ^a,b   Martí, Sergio ^a   Parisel, Olivier ^b   Moliner, Vicent ^a  

^a UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

^b LABORATOIRE DE CHIMIE THÉORIQUE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTER SIMULATION; COPPER; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; MOLECULAR DYNAMICS; POSITIVE IONS; REACTION KINETICS;

COPPER CATIONS; COPPER ENZYMES; METALLIC CATIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS;

ENZYME ACTIVITY;

COPPER; CYTOCHROME B5; OXYGENASE; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL BOND; ELECTRON TRANSPORT; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYME ANALYSIS; ENZYME STRUCTURE; HYDROGEN BOND; MOLECULAR DYNAMICS; SIMULATION; STRUCTURE ANALYSIS; THEORY;

AMINO ACIDS; BINDING SITES; BIOMIMETICS; CATALYSIS; COMPUTATIONAL BIOLOGY; COPPER; CYTOCHROMES B5; ELECTRON TRANSPORT; HYDROGEN BONDING; KINETICS; MIXED FUNCTION OXYGENASES; MOLECULAR STRUCTURE; MULTIENZYME COMPLEXES; QUANTUM THEORY; WATER;

EID: 34748906798     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja070329l     Document Type: Article

References (64)

1. Lin, J.; Balabin, I. A.; Beratan, D. N. Science 2005, 310, 1311.
2. Tezcan, F. A.; Crane, B. R.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 5002.
3. van Amsterdam, I. M. C.; Ubbink, M.; Einsle, O.; Messerschmidt, A.; Merli, A.; Cavazzini, D.; Rossi, G. L.; Canters, G. W. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 48.
4. Francisco, W. A.; Wille, G.; Smith, A. J.; Merkler, D. J.; Klinman, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13168.
5. Miyashita, O.; Okamura, M. Y.; Onuchic, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 3558.
6. Migliore, A.; Corni, S.; Di Felice, R.; Molinari, E. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 3774.
7. Bizzari, A. R.; Brunori, E.; Bonanni, B.; Cannistraro, S. J. Mol. Recognit. 2007, 20, 122.
8. Prigge, S. T.; Mains, R. E.; Eipper, B. A.; Amzel, L. M. Cell. Mol. Life Sci. 2000, 57, 1236.
9. Kulathila, R.; Merkler, K. A.; Merkler, D. J. Nat. Prod. Rep. 1999, 16, 145.
10. Stewart, L. C.; Klinman, J. P. Annu. Rev. Biochem. 1988, 57, 551.
11. Eipper, B. A.; Stoffers, D. A.; Mains, R. E. Annu. Rev. Neurosci. 1992, 15, 57.
12. McGuirl, M. A.; Dooley, D. M. Curr. Opin. Chem. Biol. 1999, 3, 138.
13. Blain, I.; Slama, P.; Giorgi, M.; Tron, T.; Reglier, M. J. Biotechnol. 2002, 90, 95.
14. Garcia-Borron, J. C.; Solano, F. Pigm. Cell Res. 2002, 15, 162.
15. Eipper, B. A.; Quon, A. S. W.; Mains, R. E.; Boswell, J. S.; Blackburn, N. J. Biochemistry 1995, 34, 857.
16. Jaron, S.; Blackburn, N. J. Biochemistry 1999, 38, 15086.
17. Prigge, S. T.; Kolhekar, A. S.; Eipper, B. A.; Mains, R. E.; Amzel, L. M. Science 1997, 278, 1300.
18. Bell, J.; Meskini, R. E.; D'Amato, D.; Mains, R. E.; Eipper, B. A. Biochemistry 2003, 42, 7133.
19. Owen, T. C.; Merkler, D. J. J. Med. Hypotheses 2004, 62, 392.
20. Prigge, S. T.; Eipper, B. A.; Mains, R. E.; Amzel, L. M. Science 2004, 304, 864.
21. Cramer, C. J.; Tolman, W. B. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 601-608.
22. Gherman, B. F.; Heppner, D. E.; Tolman, W. B.; Cramer, C. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 197.
23. Lewis, E. A.; Tolman, W. B. Chem. Rev. 2004, 104, 1047.
24. Schindler, S. Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 11, 2311.
25. Karlin, K. D.; Fox, S.; Nanthakumar, A.; Muthy, N. N.; Wei, N.; Obias, H. V.; Martens, C. F. Pure & Appl. Chem. 1995, 67, 289.
26. Johansson, A. J.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. R. Inorg. Chem. 2006, 45, 1491.
27. de la Lande, A.; Gérard, H.; Moliner, V.; Izzet, G.; Reinaud, O.; Parisel, O. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 593.
28. de la Lande, A.; Moliner, V.; Parisel, O. J. Chem. Phys. 2007, 126, 035102.
29. Klinman, J. P. Chem. Rev. 1996, 96, 2451 and references therein.
30. Solomon, E. I.; Chen, P.; Metz, M.; Lee, S.-K.; Palmer, A. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 4570.
31. Solomon, E. I.; Sundaram, U. M.; Machonkin, T. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2563.
32. Prigge, S. T.; Kolhekar, A. S.; Eipper, B. A.; Mains, R. E.; Amzel, L. M. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 976.
33. Boswell, J. S.; Reedy, B. J.; Kulathila, A.; Merkler, D.; Blackburn, N. J. Biochemistry 1996, 35, 12241.
34. Blackburn, N. J.; Rhames, F. C.; Ralle, M.; Jaron, S. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 341.
35. Klinman, J. P. J. Biol. Chem. 2006, 281, 3013.
36. Evans, J. P.; Ahn, K.; Klinman, J. P. J. Biol. Chem. 2003, 278, 49691.
37. Bauman, A. T.; Jaron, S.; Yukl, E. T.; Burchfiel, J. R.; Blackburn, N. J. Biochemistry, 2006, 45, 11140.
38. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 3534.
39. Evans, J. P.; Blackburn, N. J.; Klinman, J. P. Biochemistry 2006, 45, 15419.
40. Marcus, R. A. Adv. Chem. Phys. 1999, 106, 1.
41. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
42. Migliore, A.; Corni, S.; Felice, R.; Di Molinari, E. J. Chem. Phys. 2006, 124, 064501.
43. Miller, N. E.; Wander, M. C.; Cave, R. J. J. Chem. Phys. A 1999, 103, 1084.
44. Francisco, W. A.; Merkler, D. J.; Blackburn, N. J.; Klinman, J. P. Biochemistry 1998, 37, 8244.
45. (a) Beratan, D. N.; Betts, J. N.; Onuchic, J. N. Science 1991, 252, 1285.
46. (b) Betts, J. N.; Beratan, D. N.; Onuchic, J. N. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4043.
47. (c) Curry, W. B.; Grabe, M. D.; Kurnikov, I. V.; Skourtis, S. S.; Beratan, D. N.; Regan, J. J.; Aquino, A. J. A.; Beroza, P.; Onuchic, J. N. J. Bioenerg. Biomembr. 1995, 27, 285.
48. Tan, M-L.; Balabin, I.; Onuchic, J. N. Biophys. J. 2004, 86, 1813.
49. Troisi, A.; Orlandi, G. J. Chem. Phys. B 2004, 106, 2093.
50. Kurnikov, I. V.; Zusman, L. D.; Kurnikova, M. D.; Farid, R. S.; Beratan, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5690.
51. Daizadeh, I.; Medvedev, E. S.; Struchebrukhov, A. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 3703.
52. Miller, N. E.; Wander, M. C.; Cave, R. J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1084.
53. Skourtis, S. S.; Balabin, I. A.; Kawatsu, T.; Beratan, D. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 3552.
54. Prytkova, T. R.; Beratan, D. N.; Skourtis, S. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 802.
55. (a) Field, M. J. A Practical Introduction to the Simulation of Molecular Systems; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1999.
56. (b) Field, M. J.; Albe, M.; Bret, C.; Proust-de Martin, F.; Thomas, A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 1088.
57. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225.
58. Comba, P.; Remenyi, R. J. Comput. Chem. 2002, 23, 697.
59. Buning, C.; Comba, P. Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 1267.
60. Antosiewicz, J.; McCammon, J. A.; Gilson, M. K. J. Mol. Biol. 1994, 238, 415.
61. Field, M. J.; Amara, P.; David, L.; Rinaldo, D., personal communication.
62. Schaftenaar, G.; Noordik, J. H. J. Comput.-Aided Mol. Design 2000, 14, 123.
63. Siebert, X.; Eipper, B. A.; Mains, R. E.; Prigge, S. T.; Blackburn, N. J.; Amzel, L. M. Biophys. J. 2005, 89, 3312.
64. Kamashi, T.; Kihara, N.; Shiota, Y.; Yoshisawa, K. Inorg. Chem. 2005, 44, 4226.