Exploring the interstitial atom in the FeMo cofactor of nitrogenase: Insights from QM and QM/MM calculations

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 36, 2008, Pages 11435-11439

  Xie, Hujun ^a   Wu, Ruibo ^a   Zhou, Zhaohui ^a   Cao, Zexing ^a  

^a XIAMEN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC PHYSICS; ATOMS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MECHANICS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; QUANTUM THEORY; SPEED;

COFACTOR; QM/MM CALCULATIONS; QUANTUM MECHANICS; STRUCTURAL FEATURES;

MOLECULAR MECHANICS;

EID: 52349112004     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp803616z     Document Type: Article

References (66)

1. Burgess, B. K.; Lowe, D. L. Chem. Rev. 1996, 96, 2983.
2. Rees, D. C.; Howard, J. B. Curr. Opin. Chem. Biol. 2000, 4, 559.
3. Palacios, R.; Mora, J.; Newton, W. E. New Horizons in Nitrogen Fixation; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, The Netherlands, 1993.
4. Howard, J. B.; Rees, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 17088.
5. Dos Santos, P. C. Igarashi, R. Y.; Lee, H. I.; Hoffman, B. M.; Seefeldt, L. C. Dean, D. R. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 208.
6. Peters, J. W.; Szilagyi, R. K. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 101.
7. Einsle, O.; Tezcan, F. A.; Andrade, S. L. A.; Schmid, B.; Yoshida, M.; Howard, J. B.; Rees, D. C. Science. 2002, 297, 1696.
8. Hinnemann, B.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1466.
9. Dance, I. Chem. Commun. 2003, 3, 324.
10. Lovell, T.; Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8377.
11. (a) Cao, Z.; Zhou, Z.; Wan, H.; Zhang, Q. Int. J. Quantum Chem. 2005, 103, 344.
12. (b) Cao, Z.; Jin, X.; Zhang, Q. J. Theor. Comput. Chem. 2005, 4, 593.
13. (a) Schimpl, J.; Petrilli, H. M.; Blöchl, P. E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15772.
14. (b) Kästner, J.; Blöchl, P. E. J. Chem. Phys. 2005, 123, 074306.
15. (c) Kastner, J.; Blöchl, P. E. ChemPhysChem 2005, 6, 174.
16. (d) Kästner, J.; Blöchl, P. E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2998.
17. (a) Hinnemann, B.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3920.
18. (b) Hinnemann, B.; Norskov, J. K. Top. Catal. 2006, 37, 55.
19. (a) Seefeldt, L. C. Dance, I.; Dean, D. R. Biochmistry. 2004, 43, 1401.
20. (b) Dance, I. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10925.
21. (c) Dance, I. Inorg. Chem. 2006, 45, 5084.
22. (d) Dance, I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1076.
23. (e) Dance, I. Chem. Asian. J. 2007, 2, 936.
24. (a) Mckee, M. L. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1342.
25. (b) Mckee, M. L. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1796.
26. Lee, H.-I.; Benton, P. M. C.; Laryukhin, M.; Igarashi, R. Y.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5604.
27. Lukoyanov, D.; Pelmenschikov, V.; Maeser, N.; Laryukhin, M.; Yang, T. C.; Noodleman, L.; Dean, D. R.; Case, D. A.; Seefeldt, L. C. Hoffman, B. M. Inorg. Chem. 2007, 46, 11437.
28. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B. 1992, 45, 13244.
29. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
30. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
31. Lee, C. Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B. 1988, 37, 785.
32. Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92, 508.
33. Lovell, T.; Li, J.; Liu, T. Q.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12392.
34. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
35. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C. Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; State, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys.Chem. B 1998, 102, 3586.
36. Bakowies, D.; Thiel, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10580.
37. Sherwood, P.; de Vries, A. H.; Guest, M. F.; Schreckenbach, G.; Catlow, C. R. A.; French, S. A.; Sokol, A. A.; Bromley, S. T.; Thiel, W.; Turner, A. J.; Billeter, S.; Terstegen, F.; Thiel, S.; Kendrick, J.; Rogers, S. C. Casci, J.; Watson, M.; King, F.; Karlsen, E.; Sjovoll, M.; Fahmi, A.; Schafer, A.; Lennartz, C. J. Mol. Struct. 2003, 632, 1.
38. Ahlrichs, R.; BQr, M.; Haser, M.; Horn, H.; KRlmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165.
39. Smith, W.; Forester, T. R. J. Mol. Graphics 1996, 14, 136.
40. Hinnemann, B.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12751.
41. (a) Pollock, R. C. Lee, H.-I.; Cameron, L. M.; Derose, V. J.; Hales, B. J.; Orme-Johnson, W. H.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8686.
42. (b) Lee, H.-I.; Hales, B. J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11395.
43. (c) Lee, H.-I.; Igarashi, R.; Laryukhin, M.; Doan, P. E.; Dos Santos, P. C.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9563.
44. Igarashi, R.; Dos Santos, P. C. Niehaus, W. G.; Dance, I. G.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C. J. Biol. Chem. 2004, 279, 34770.
45. (a) Dance, I. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11852.
46. (b) Dance, I. Biochemistry. 2006, 45, 6328.
47. Davis, L. C.; Henzl, M. T.; Burris, R. H.; Orme-Johnson, W. H. Biochmistry. 1979, 18, 4860.
48. Cameron, L. M.; Hales, B. J. Biochmistry. 1998, 37, 9449.
49. (a) Christie, P. D.; Lee, H.-I.; Cameron, L. M.; Hales, B. J.; Ormr-Johnson, W. H.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8707.
50. (b) Lee, H.-I.; Cameron, L. M.; Hales, B. J.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10121.
51. (c) Lee, H.-I.; Hales Sortie, M.; Christiansen, J.; Yang, T. C.; Shao, J. L.; Dean, D. R.; Hales, B. J.; Hoffman, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15880.
52. (a) Ibrahim, S. K.; Vincent, K. A.; Gormal, C. A.; Smith, B. E.; Best, S. P.; Pickett, C. J. Chem. Commun. 1999, 11, 1019.
53. (b) Pickett, C. J.; Vincent, K. A.; Ibrahim, S. K.; Gormal, C. A.; Smith, B. E.; Best, S. P. Chem. Eur. J. 2003, 9, 76.
54. (c) Pickett, C. J.; Vincent, K. A.; Ibrahim, S. K.; Gormal, C. A.; Smith, B. E.; Fairhurst, S. A.; Best, S. P. Chem. Eur. J. 2004, 10, 4770.
55. George, S. J.; Ashby, G. A.; Wharton, C. W.; Thorneley, R. N. F. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6450.
56. (a) Niu, S.; Thomson, L. M.; Hall, M. B. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4000.
57. (b) Li, S.; Hall, M. B. Inorg. Chem. 2001, 40, 18.
58. Reynolds, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7545.
59. Tan, K.; Lu, X. J. Phys. Chem. A. 2006, 110, 1171.
60. (a) Mouesca, J. M.; Chen, J. L.; Noodleman, L.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11898.
61. (b) Li, J.; Nelson, M. R.; Peng, C. Y.; Bashford, D.; Noodleman, L. J. Phys. Chem. A. 1998, 102, 6311.
62. (c) Lovell, T.; Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8377.
63. Klamt, A.; Shürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1993, 2, 799.
64. Andzelm, J.; Kolmel, C.; Klamt, A. J. Chem. Phys. 1995, 103, 9312.
65. Reiss, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4207.
66. O'Donnell, M. J.; Smith, B. E. Biochem. J. 1978, 173, 831.