Characterization of the Fe site in iron-sulfur cluster-free hydrogenase (Hmd) and of a model compound via nuclear resonance vibrational spectroscopy (NRVS)

Inorganic Chemistry

Volumn 47, Issue 10, 2008, Pages 3969-3977

  Guo, Yisong ^a   Wang, Hongxin ^a,b   Xiao, Yuming ^a   Vogt, Sonja ^c   Thauer, Rudolf K ^c   Shima, Seigo ^c   Volkers, Phillip I ^d   Rauchfuss, Thomas B ^d   Pelmenschikov, Vladimir ^e   Case, David A ^e   Alp, Ercan E ^f   Sturhahn, Wolfgang ^f   Yoda, Yoshitaka ^g   Cramer, Stephen P ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c MAX PLANCK INSTITUTE FOR TERRESTRIAL MICROBIOLOGY   (Germany)

^d UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^e SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

^f ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^g JAPAN SYNCHROTRON RADIATION RESEARCH INSTITUTE   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGENASE; IRON; IRON HYDROGENASE; IRON SULFUR PROTEIN; SULFUR;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; ENZYMOLOGY; METABOLISM; METHANOBACTERIUM; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; VIBRATION;

COMPUTER SIMULATION; HYDROGENASE; IRON; IRON-SULFUR PROTEINS; METHANOBACTERIACEAE; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; SULFUR; VIBRATION;

EID: 44349111247     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic701251j     Document Type: Article

References (48)

1. Zirngibl, C.; Hedderich, R.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 1990, 261, 112-116.
2. Zirngibl, C.; van Dongen, W.; Schwörer, B.; von Bünau, R.; Richter, M.; Klein, A.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 1992, 208, 511-520.
3. Schleucher, J.; Griesinger, C.; Schwörer, B.; Thauer, R. K. Biochemistry 1994, 33, 3986-3983.
4. Thauer, R. K.; Klein, A. R.; Hartmann, G. C. Chem. Rev. 1996, 96, 3031-3042.
5. Shima, S.; Thauer, R. K. Chem. Rec. 2007, 7, 37-16.
6. Klein, A. R.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 1995, 227, 169-174.
7. Buurman, G.; Shima, S.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 2000, 485, 200-204.
8. Lyon, E. J.; Shima, S.; Buurman, G.; Chowdhuri, S.; Batschauer, A.; Steinbach, K.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 2004, 271, 195-204.
9. Shima, S.; Lyon, E. J.; Sordel-Klippert, M.; Kauss, M.; Kahnt, J.; Thauer, R. K.; Steinbach, K.; Xie, X.; Verdier, L.; Griesinger, C. Angew. Chem., Int. Ed., 2004, 116, 2547-2551.
10. Shima, S.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Mienert, B.; Bill, E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10430-10435.
11. Zirngibl, C.; Hedderich, R.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 1990, 261, 112-116.
12. Korbas, M.; Vogt, S.; Meyer-Klaucke, W.; Bill, E.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Shima, S. J. Biol. Chem. 2006, 281, 30804-30813.
13. Mamat, B. R.; Pilak, O.; Vogt, S.; Hagemeier, C. H.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Vonrhein, C.; Warkentin, E.; Ermler, U. J. Mol. Biol. 2006, 358, 798-809.
14. Alp, E.; Sturhahn, W.; Toellner, T. S.; Zhao, J.; Hu, M.; Brown, D. E. Hyperfine Interact. 2002, 144/145, 3-20.
15. Sturhahn, W. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, S497-S530.
16. Leu, B. M.; Zgierski, M. Z.; Wyllie, G. R. A.; Scheidt, W. R.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Durbin, S. M.; Sage, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4211-4227.
17. Sturhahn, W.; Toellner, T. S.; Alp, E. E.; Zhang, X.; Ando, M.; Yoda, Y.; Kikuta, S.; Seto, M.; Kimball, C. W.; Dabrowski, B. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3832-3835.
18. Sage, J. T.; Paxson, C.; Wyllie, G. R. A.; Sturhahn, W.; Durbin, S. M.; Champion, P. M.; Alp, E. E.; Scheidt, W. R. J. Phys.: Condens. Matter 2001, 13, 7707-7722.
19. Sturhahn, W. Hyperfine Interact. 2000, 125, 149-172.
20. Chumakov, A. I.; Rüffer, R.; Leupold, O.; Sergueev, I. Struct. Chem. 2003, 14, 109-119.
21. Shima, S.; Thauer, R. K. Methods Enzymol. 2001, 331, 317-353.
22. Venturi, C.; Bellachioma, G.; Cardaci, G.; Macchioni, A.; Zuccaccia, C. Inorg. Chim. Acta 2005, 358, 3815-3823.
23. Toellner, T. Hyperfine Interact. 2000, 125, 3-28.
24. Yoda, Y.; Yabashi, M.; Izumi, K.; Zhang, X. W.; Kishimoto, S.; Kitao, S.; Seto, M.; Mitsui, T.; Harami, T.; Imai, Y.; Kikuta, S. Nucl. Instrum. Methods A 2001, 467, 715-718.
25. Kishimoto, S.; Yoda, Y.; Seto, M.; Kitao, S.; Kobayashi, Y.; Haruki, R.; Harami, T. Nucl. Instrum. Methods A 2004, 513, 193-196.
26. Shape Software, http://www.shapesoftware.com/.
27. Dowty, E. Phys. Chem. Miner. 1987, 14, 67-79.
28. Xiao, Y.; Fischer, K.; Smith, M. C.; Newton, W.; Case, D. A.; George, S. J.; Wang, H.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Zhao, J.; Yoda, Y.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7608-7612.
29. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. J. Chem. Phys. 1992, 122, 6671-6687.
30. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
31. Jaguar,version 6.5, 2005.
32. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270-283.
33. Frisch, M. J.; Tracks, 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; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
34. Cataliotti, A.; Foffani, A.; Marchetti, L. Inorg. Chem. 1971, 10, 1594-1597.
35. Jones, L. H.; McDowell, R. S.; Goldblatt, M.; Swanson, B. I. J. Chem. Phys. 1972, 57, 2050-2064.
36. Yu, N.-T.; Benko, B.; Kerr, E. A.; Gersonde, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81, 5106-5110.
37. Hu, S.; Vogel, K. M.; Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11187-11188.
38. Ghosh, A.; Bocian, D. F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6363-6367.
39. Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, 5th ed.; Wiley-Interscience: New York, 1997.
40. Stec, B.; Phillips, G. N., Jr. Acta Crystallogr. 2001, D57, 751-754.
41. Spiro, T. G.; Wasbotten, I. H. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 34-44.
42. Jegat, C.; Fouassier, M.; Mascetti, J. Inorg. Chem. 1991, 30, 1521-1529.
43. Scheidt, W. R.; Durbin, S. M.; Sage, J. T. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 60-71.
44. Xiao, Y.; Koutmos, M.; Case, D. A.; Coucouvanis, D.; Wang, H.; Cramer, S. P. Dalton Trans. 2006, 2192-2201.
45. Tan, M.-L.; Bizzarri, A. R.; Xiao, Y.; Cannistraro, S.; Ichiye, T.; Manzoni, C.; Cerullo, G.; Adams, M. W. W.; Francis, E.; Jenney, J.; Cramer, S. P. J. Inorg. Biochem. 2006, 101, 375-384.
46. Xiao, Y.; Wang, H.; George, S. J.; Smith, M. C.; Adams, M. W. W.; Francis, E.; Jenney, J.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Zhao, J.; Yoda, Y.; Dey, A.; Solomon, E. I.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14596-14606.
47. Xiao, Y.; Tan, M.; Ichiye, T.; Wang, H.; Guo, Y.; Smith, M. C.; Meyer, J.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Zhao, J.; Yoda, Y.; Cramer, S. P. Biochemistry, 2008, in press.
48. Jeffery, J. C.; Odell, B.; Stevens, N.; Talbot, R. E. Chem. Commun. 2000, 101-102.