Theoretical modeling of enzyme reactions: The thermodynamics of formation of compound 0 in horseradish peroxidase

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 10, 2008, Pages 3184-3192

  Zazza, Costantino ^a,b   Amadei, Andrea ^c   Palma, Amedeo ^d   Sanna, Nico ^a   Tatoli, Simone ^a,e   Aschi, Massimiliano ^b  

^a CASPUR   (Italy)

^b UNIVERSITY OF L'AQUILA   (Italy)

^c UNIVERSITY OF ROME TOR VERGATA   (Italy)

^d CNR   (Italy)

^e SAPIENZA UNIVERSITY OF ROME   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADDITION REACTIONS; ENZYMES; FOOD ADDITIVES; MOLECULAR DYNAMICS; PORPHYRINS; PROTON TRANSFER; QUANTUM CHEMISTRY; REACTION KINETICS; THERMODYNAMICS;

(E ,3E) PROCESS; ENZYME REACTIONS; EXPERIMENTAL DATA; HORSE RADISH PEROXIDASE (HRP); HORSERADISH PEROXIDASE (HRP) ENZYME; MOLECULAR-DYNAMICS (MD) SIMULATIONS; PERTURBED MATRIX METHOD (PMM); TIME SCALING;

DYNAMICS;

HORSERADISH PEROXIDASE;

ARTICLE; BIOLOGICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; METABOLISM; THERMODYNAMICS;

COMPUTER SIMULATION; HORSERADISH PEROXIDASE; MODELS, BIOLOGICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; THERMODYNAMICS;

EID: 42449144316     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0774692     Document Type: Article

References (43)

1. Poulos, T. L.; Kraut, J. J. Biol. Chem. 1980, 255, 8199-8205.
2. Gajhede, M.; Schuller, D. J.; Henricksen, A.; Smith, A. T. Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 1032-1038.
3. Baek, H. K.; Van Wart, H. E. Biochemistry 1989, 28, 5714-5719.
4. Gajhede, M. Biochem. Soc. Trans. 2001, 29, 91-152.
5. Douzou P. In Oxidases and Related Redox Systems; King, T. E., Mason, H. S., Morrison, M., Eds.; University Park Press: Baltimore, MD, 1973; Vol. I.
6. See for example; Denisov, I. G.; Makris, T. M.; Sligar, S. G. J. Biol. Chem. 2002, 277, 42706-42710.
7. Baek, H. K.; Van Wart, H. E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 718-725.
8. Rodrigues-Lopez, J. N.; Gilabert, M. A.; Tudela, J.; Thorneley, R. N. F.; Garcia-Canovas, F. Biochemistry 2000, 39, 13201-13209.
9. Jones, P.; Dunford, H. B. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 2292-2298.
10. Loew, G. H.; Dupuis, M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10584-10587.
11. Woon, D. E.; Loew, G. H. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 10380-10384.
12. Wirstam, M.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10178-10185.
13. Zazza, C.; Aschi, M.; Palma, A. Chem. Phys. Lett. 2006, 428, 152-156.
14. (a) Derat, E.; Shaik, S. J. Phys. Chem. B 2006, 110,10526-10533.
15. (b) Derat, E.; Shaik, S.; Rovira, C.; Vidossich, P.; Alfonso-Prieto, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6346-6347.
16. Pu, J.; Gao, J.; Truhlar, D. Chem. Rev. 2006, 106, 3140-3169 and references therein.
17. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Science 2003, 301, 1196-1202.
18. Aschi, M.; Di Nola, A.; Spezia, R.; Amadei, A. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 374-380.
19. Amadei, A.; D'Alessandro, M.; Aschi, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16250-16254.
20. Amadei, A.; D'Abramo, M.; Daidone, I.; D'Alessandro, M.; Di Nola, A.; Aschi, M. Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 637-647.
21. Amadei, A.; D'Alessandro, M.; Paci, M.; Di Nola, A.; Aschi, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7538-7544.
22. Aschi, M.; D'Abramo, M.; Ramondo, F.; Daidone, I.; D'Alessandro, M.; Di Nola, A.; Amadei, A. J. Phys. Org. Chem. 2006, 19, 1650-1660.
23. D'Alessandro, M.; Aschi, M.; Paci, M.; Di Nola, A.; Amadei, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16255-16260.
24. Laberge, M.; Huang, Q.; Schweitzer-Stenner, R.; Fidy, J. Biophys. J. 2003, 84, 2542-2552.
25. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F. In Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; D. Reidel Publishing Company; Dordrecht, 1981; pp 331-342.
26. Amadei, A.; Chiliemi, G.; Ceruso, M.; Grottesi, A.; Di Nola, A. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9-21.
27. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; A. Di Nola, A. J. Chem. Phys. 1994, 81, 3684-3690.
28. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Frajie, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463-1472.
29. Darden, T. A.; York, D. M.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
30. van Gunsteren, W. F.; Billeter, S. R.; Eising, A. A.; Hunemberger, P. H.; Kruger, P.; Mark, A. E.; Scott, V. R. P.; Tironi, I. G. Biomolecular Simulation: The GROMOS96 Manual and User Guide; vdf Hochschlverlag AG an der ETH Zurich: Zurich, 1996.
31. Breneman, C. M.; Wiberg, K. B. J. Comput. Chem. 1990, 11, 361-367.
32. Parr, R. G.; Yang, W. Density Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press, New York, 1989.
33. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 52, 299-310.
34. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650-654.
35. Amadei, A.; Linssen, A. B. M.; Berendsen, H. J. C. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1993, 17, 412-425,
36. Lindhal, E.; Hess, B.; Van der Spoel, D. J. Mol. Model. 2001, 7, 306-317.
37. (a) Aschi, M.; Zazza, C.; Spezia, R.; Bossa, C.; Di Nola, A.; Paci, M.; Amadei, A. J. Comput. Chem. 2004, 7, 974-984.
38. (b) Spezia, R.; Aschi, M.; Di Nola, A.; Di Valentin, M.; Carbonera, D.; Amadei, A. Biophys. J. 2003, 84, 2805-2813.
39. (c) Zazza, C.; Amadei, A.; Sanna, N.; Grandi, A.; Chiliemi, G.; Di Nola, A.; D'Abramo, M.; Aschi, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1385-1393.
40. 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 C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
41. Mogharrab, N.; Ghourchian, H.; Amininasab, M. Biophys. J. 2007, 92, 1192-1203.
42. Rodriguez-Lopez, J. N.; Smith, A. T.; Thorneley, R. N. F. J. Biol. Chem. 1996, 271, 4023-4030.
43. The procedure is described, for example, in Amadei, A.; D'Abramo, M.; Di Nola, A.; Arcadi, A.; Cerichelli, G.; Aschi, M. Chem. Phys. Lett. 2007, 434, 194-199.