Integrated paramagnetic resonance of high-spin Co(II) in axial symmetry: Chemical separation of dipolar and contact electron-nuclear couplings

Inorganic Chemistry

Volumn 47, Issue 15, 2008, Pages 6701-6710

  Myers, William K ^a   Duesler, Eileen N ^a   Tierney, David L ^a  

^a UNIVERSITY OF NEW MEXICO   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHELATING AGENT; COBALT; LIGAND; ORGANOMETALLIC COMPOUND; PYRAZOLE DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRON SPIN RESONANCE; METHODOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

CHELATING AGENTS; COBALT; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; LIGANDS; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; PYRAZOLES;

EID: 49649086030     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic800245k     Document Type: Article

References (103)

1. Maret, W.; Vallee, B. L. Methods Enzymol. 1993, 226C, 52-71.
2. Clark-Baldwin, K.; Tierney, D. L.; Govindaswamy, N.; Gruff, E. S.; Kim, C.; Berg, J.; Koch, S. A.; Penner-Hahn, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8401-8409.
3. Peariso, K.; Zhou, Z. H. S.; Smith, A. E.; Matthews, R. G.; Penner-Hahn, J. E. Biochemistry 2001, 40, 987-993.
4. Tobin, D. A.; Pickett, J. S.; Hartman, H. L.; Fierke, C. A.; Penner-Hahn, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9962-9969.
5. Okeley, N.; Paul, M.; Stasser, J.; Blackburn, N.; van der Donk, W. Biochemistry 2003, 42, 13613-13624.
6. Thomas, P. W.; Stone, E. M.; Costello, A. L.; Tierney, D. L.; Fast, W. Biochemistry 2005, 44, 7559-7565.
7. Costello, A. L.; Periyannan, G.; Yang, K.-W.; Crowder, M. W.; Tierney, D. L. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 351-358.
8. Costello, A. L.; Sharma, N. P.; Yang, K.-W.; Crowder, M. W.; Tierney, D. L. Biochemistry 2006, 45, 13650-13658.
9. Reddi, A. R.; Guzman, T. R.; Breece, R. M.; Tierney, D. L.; Gibney, B. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12815-12827.
10. Zhang, K.; Chance, B.; Auld, D. S.; Larsen, K. S.; Vallee, B. L. Biochemistry 1992, 31, 1159-1168.
11. Lee, H. C.; Scheuring, E.; Peisach, J.; Chance, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12201-12209.
12. Buchko, G. W.; Hess, N. J.; Bandaru, V.; Wallace, S. S.; Kennedy, M. A. Biochemistry 2000, 39, 12441-12449.
13. deSeny, D.; Heinz, U.; Wommer, S.; Kiefer, M.; Meyer-Klaucke, W.; Galleni, M.; Frere, J. M.; Bauer, R.; Adolph, H. W. J. Biol. Chem. 2001, 276, 45065-45078.
14. Petros, A. K.; Shaner, S. E.; Costello, A. L.; Tierney, D. L.; Gibney, B. R. Inorg. Chem. 2004, 43, 4793-4795.
15. Breece, R. M.; Costello, A.; Bennett, B.; Sigdel, T. K.; Matthews, M. L.; Tierney, D. L.; Crowder, M. W. J. Biol. Chem. 2005, 280, 11074-11081.
16. Periyannan, G.; Costello, A. L.; Tierney, D. L.; Yang, K.-W.; Bennett, B.; Crowder, M. W. Biochemistry 2006, 45, 1313-1320.
17. Bresson, C.; Esnouf, S.; Lamouroux, C.; Solari, P. L.; Auwer, C. D. New J. Chem. 2006, 30, 416-424.
18. Coleman, J. E.; Coleman, R. V. J. Biol. Chem. 1972, 247, 4718-4728.
19. Nakata, M.; Ueyama, N.; Nakamura, A.; Nozawa, T.; Hatano, M. Inorg. Chem. 1983, 22, 3028-3035.
20. Bicknell, R.; Schaffer, A.; Waley, S. G.; Auld, D. S. Biochemistry 1986, 25, 7208-7215.
21. Werth, M. T.; Tang, S. F.; Formicka, G.; Zeppezauer, M.; Johnson, M. K. Inorg. Chem. 1995, 34, 218-228.
22. Larrabee, J. A.; Alessi, C. M.; Asiedu, E. T.; Cook, J. O.; Hoerning, K. R.; Klingler, L. J.; Okin, G. S.; Santee, S. G.; Volkert, T. L. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4182-4196.
23. Larrabee, J. A.; Leung, C. H.; Moore, R. L.; Thamrong-Nawasawat, T.; Wessler, B. S. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12316-12324.
24. Krzystek, J.; Zvyagin, S. A.; Ozarowski, A.; Fiedler, A. T.; Brunold, T. C.; Telser, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2148-2155.
25. Bencini, A.; Bertini, I.; Canti, G.; Gatteschi, D.; Luchinat, C. J. Inorg. Biochem. 1981, 14, 81-93.
26. Yim, M. B.; Kuo, L. C.; Makinen, M. W. J. Magn. Reson. 1982, 46, 247-256.
27. Benelli, C.; Bertini, I.; di Vaira, M.; Mani, F. Inorg. Chem. 1984, 23, 1422-1425.
28. Makinen, M. W.; Kuo, L. C.; Yim, M. B.; Wells, G. B.; Fukuyama, J. M.; Kim, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 5245-5255.
29. Bicknell, R.; Hanson, G. R.; Holmquist, B.; Little, C. Biochemistry 1986, 25, 4219-4223.
30. Kang, P. C.; Eaton, G. R.; Eaton, S. S. Inorg. Chem. 1994, 33, 3660-3665.
31. Walsh, T. R.; Gamblin, S.; Emery, D. C.; MacGowan, A. P.; Bennett, P. M. J. Antimicrob. Chemother. 1996, 37, 423-431.
32. Bennett, B.; Holz, R. C. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1923-1933.
33. Walsh, T. R.; Neville, W. A.; Haran, M. H.; Tolson, D.; Payne, D. J.; Bateson, J. H.; MacGowan, A. P.; Bennett, P. M. Antimicrob. Agents Chemother. 1998, 42, 436-439.
34. Ustynyuk, L.; Bennett, B.; Edwards, T.; Holz, R. C. Biochemistry 1999, 38, 11433-11439.
35. D'Souza, V. M.; Bennett, B.; Copik, A. J.; Holz, R. C. Biochemistry 2000, 39, 3817-3826.
36. Shapir, N.; Osborne, J. P.; Johnson, G.; Sadowsky, M. J.; Wackett, L. P. J. Bacteriol. 2002, 184, 5376-5384.
37. Simm, A. M.; Higgins, C. S.; Carenbauer, A. L.; Crowder, M. W.; Bateson, J. H.; Bennett, P. M.; Clarke, A. R.; Halford, S. E.; Walsh, T. R. J. Biol. Chem. 2002, 277, 24744-24751.
38. Ozarowski, A.; Lee, H. M.; Balch, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12606-12614.
39. Crawford, P. A.; Yang, K. W.; Sharma, N.; Bennett, B.; Crowder, M. W. Biochemistry 2005, 44, 5168-5176.
40. Garrity, J. D.; Bennett, B.; Crowder, M. W. Biochemistry 2005, 44, 1078-1087.
41. Boyd, J. M.; Ensign, S. A. Biochemistry 2005, 44, 13151-13162.
42. Scarpellini, M.; Wu, A. J.; Kampf, J. W.; Pecoraro, V. L. Inorg. Chem. 2005, 44, 5001-5010.
43. Jacobsen, F. E.; Breece, R. M.; Myers, W. K.; Tierney, D. L.; Cohen, S. M. Inorg. Chem. 2006, 45, 7306-7315.
44. Tamayo, A.; Casabo, J.; Escriche, L.; Gonzalez, P.; Lodeiro, C.; Rizzi, A. C.; Brondino, C. D.; Passeggi, M. C. G.; Kivekaes, R.; Sillanpaeae, R. Inorg. Chem. 2007, 46, 5665-5672.
45. LaMar, G. N.; Eaton, G. R.; Holm, R. H.; Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 63-75.
46. Bertini, I.; Lanini, G.; Luchinat, C. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 5116-5118.
47. Luchinat, C.; Monnanni, R.; Sola, M. Inorg. Chim. Acta 1990, 177, 133-139.
48. Moratal, J. M.; Donaire, A.; Salgado, J.; Martinez-Ferrer, M. J. J. Inorg. Biochem. 1990, 40, 245-253.
49. Banci, L.; Dugad, L. B.; LaMar, G. N.; Keating, K. A.; Luchinat, C.; Pierattelli, R. Biophys. J. 1992, 63, 530-543.
50. Bertini, I.; Luchinat, C.; Pierattelli, R.; Vila, A. J. Eur. J. Biochem. 1992, 208, 607-615.
51. Bertini, I.; Luchinat, C.; Pierattelli, R.; Vila, A. J. Inorg. Chem. 1992, 31, 3975-3979.
52. Bencini, A.; Bertini, I.; Bini, T. Inorg. Chem. 1993, 32, 3312-3315.
53. Bertini, I.; Jonsson, B.-H.; Luchinat, C.; R.; Pierattelli, R.; Vila, A. J. J. Magn. Reson. Ser. B 1994, 104, 230-239.
54. Piccioli, M.; Luchinat, C.; Mizoguchi, T. J.; Ramirez, B. E.; Gray, H. B.; Richards, J. H. Inorg. Chem. 1995, 34, 737-742.
55. Salgado, J.; Jimenez, H. R.; Donaire, A.; Moratal, J. M. Eur. J. Biochem. 1995, 231, 358-369.
56. Salgado, J.; Jimenez, H. R.; Moratal, J. M.; Kroes, S.; Warmerdam, G. C. M.; Canters, G. W. Biochemistry 1996, 35, 1810-1819.
57. Briganti, F.; Pierattelli, R.; Scozzafava, A.; Supuran, C. T. Eur. J. Med. Chem. 1996, 31, 1001-1010.
58. Bertini, I.; Luchinat, C.; Mincione, G.; Pargi, G.; Gassner, G. T.; Ballou, D. P. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 468-475.
59. Fernandez, C. O.; Sannazzaro, A. I.; Vila, A. J. Biochemistry 1997, 36, 10566-10570.
60. Donaire, A.; Salgado, J.; Moratal, J. M. Biochemistry 1998, 37, 8659-8673.
61. Tierney, D. L.; Gassner, G. T.; Luchinat, C.; Bertini, I.; Ballou, D. P.; Penner-Hahn, J. E. Biochemistry 1999, 38, 11051-11061.
62. Salgado, J.; Kalverda, A. P.; Diederix, R. E. M.; Canters, G. W.; Moratal, J. M.; Lawler, A. T.; Dennison, C. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 457-467.
63. Diederix, R. E. M.; Canters, G. W.; Dennison, C. Biochemistry 2000, 39, 9551-9560.
64. Donaire, A.; Jimenez, B.; Moratal, J. M.; Hall, J. F.; Hasnain, S. S. Biochemistry 2001, 40, 837-846.
65. Harris, M. N.; Bertolucci, C. M.; Ming, L.-J. Inorg. Chem. 2002, 41, 5582-5588.
66. Fernandez, C. O.; Niizeki, T.; Kohzuma, T.; Vila, A. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2003, 8, 75-82.
67. Dennison, C.; Sato, K. Inorg. Chem. 2004, 43, 1502-1510.
68. Knorr, R.; Hauer, H.; Weiss, A.; Polzer, H.; Ruf, F.; Loew, P.; Dvortsak, P.; Boehrer, P. Inorg. Chem. 2007, 46, 8379-8390.
69. Walsby, C. J.; Krepkiy, D.; Petering, D. H.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7502-7503.
70. Krzystek, J.; Zvyagin, S. A.; Ozarowski, A.; Trofimenko, S.; Telser, J. J. Magn. Reson. 2006, 178, 174-183.
71. Lawrence, J.; Beedle, C. Y.; Yang, E.-C.; Ma, J.; Hill, S.; Hendrickson, D. N. Polyhedron 2007, 26, 2299-2303.
72. Bergquist, C.; Parkin, G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6322-6323.
73. Trofimenko, S. Scorpionates: The Coordination Chemistry of Polypyrazolylborate Ligands; Imperial College Press: London, 1999.
74. 2 and five-coordinate TpQp compounds are not fully characterized.
75. Churchill, M. R.; Gold, K.; Maw, C. E., Jr. Inorg. Chem. 1970, 9, 1597-1604.
76. Jesson, J. P. J. Chem. Phys. 1966, 45, 1049-1056.
77. Jesson, J. P. J. Chem. Phys. 1967, 47, 579-581.
78. Jesson, J. P. J. Chem. Phys. 1967, 47, 582-591.
79. Jesson, J. P.; Trofimenko, S.; Eaton, D. R. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 3148-3158.
80. McGarvey, B. R. J. Chem. Phys. 1970, 53, 86-91.
81. LaMar, G. N.; Jesson, J. P.; Meakin, P. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 1286-1288.
82. Orgel, L. E. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1004-1014.
83. The π/2-symmetry of θ in an axial system renders this only a 4° differential.
84. Weltner, W., Jr. Magnetic Atoms and Molecules; Dover Publications: Mineola, NY, 1983.
85. Froncisz, W.; Scholes, C. P.; Hyde, J. S.; Wei, Y.-H.; King, T. E.; Shaw, R. W.; Beinert, H. J. Biol. Chem. 1979, 254, 7482-7484.
86. Froncisz, W.; Hyde, J. S. J. Chem. Phys. 1980, 73, 3123-3131.
87. Mabbs, F. E.; Collison, D. Electron Paramagnetic Resonance of d Transition Metal Compounds; Elsevier: Amsterdam, 1992.
88. McConnell, H. M.; Robertson, R. E. J. Chem. Phys. 1958, 29, 1361-1365.
89. Inscore, F. E.; McNaughton, R.; Westcott, B. L.; Helton, M. E.; Jones, R.; Dhawan, I. K.; Enemark, J. H.; Kirk, M. L. Inorg. Chem. 1999, 38, 1401-1410.
90. Desrochers, P. J.; Telser, J.; Zvyagin, S. A.; Ozarowski, A.; Krzystek, J.; Vicic, D. A. Inorg. Chem. 2006, 45, 8930-8941.
91. Horrocks, W. deW., Jr.; Taylor, R. C.; LaMar, G. N. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 3031-3038.
92. Kluiber, R. W.; Horrocks, W. deW., Jr J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 5350-5356.
93. Hutchison, C. A.; McKay, D. B. J. Chem. Phys. 1977, 66, 3311-3330.
94. Tierney, D. L.; Huang, H.; Martasek, P.; Masters, B. S. S.; Silverman, R. B.; Hoffman, B. M. Biochemistry 1999, 38, 3704-3710.
95. Tierney, D. L.; Huang, H.; Martasek, P.; Roman, L. J.; Silverman, R. B.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7869-7875.
96. Tierney, D. L.; Huang, H.; Martasek, P.; Roman, L. J.; Silverman, R. B.; Masters, B. S. S.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5405-5406.
97. Bertini, I.; Luchinat, C. NMR of Paramagnetic Substances; Elsevier: Amsterdam, 1996.
98. Tierney, D. L.; Rocklin, A. M.; Lipscomb, J. D.; Que, L., Jr.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7005-7013.
99. The program DIPSIM is available from Dr. Peter Doan, Northwestern University, upon request.
100. The angle φ is undefined in axial symmetry.
101. Thornley, J. H. M.; Windsor, C. G.; Owen, J. Proc. Roy Soc (London) 1965, 284, 252-271.
102. Abragam, A.; Bleaney, B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions; 2nd ed.; Clarendon Press: Oxford, 1970.
103. Weil, J. A.; Bolton, J. R.; Wertz, J. E. Electron Paramagnetic Resonance; Wiley: New York, 1994.