The chemical mechanism of nitrogenase: Calculated details of the intramolecular mechanism for hydrogenation of η2-N2 on FeMo-co to NH3

Dalton Transactions

Volumn , Issue 43, 2008, Pages 5977-5991

  Dance, Ian ^a  

^a UNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; ATOMIC PHYSICS; COORDINATION REACTIONS; ELECTRIC POWER PLANTS; HYDROGENATION; IRON COMPOUNDS; PROTONS;

ACTIVATION POTENTIALS; BIOCHEMICAL DATUMS; CHEMICAL CATALYSES; CHEMICAL MECHANISMS; COFACTOR; DENSITY-FUNCTIONAL CALCULATIONS; ENERGY PROFILES; FE ATOMS; H DONORS; HYDROGENATED INTERMEDIATES; INTRAMOLECULAR MECHANISMS; MECHANISTIC SCHEMES; TRANSITION STATES; WATER MOLECULES;

ATOMS;

IRON DERIVATIVE; MOLYBDENUM; NITROGEN; NITROGENASE; QUATERNARY AMMONIUM DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; HYDROGENATION; METABOLISM;

HYDROGENATION; IRON COMPOUNDS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; MOLYBDENUM; NITROGEN; NITROGENASE; QUATERNARY AMMONIUM COMPOUNDS;

EID: 55149124191     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b806100a     Document Type: Article

References (83)

1. B. E. Smith Adv. Inorg. Chem. 1999 47 159 218
2. J. Christiansen D. R. Dean L. C. Seefeldt Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2001 52 269 295
3. R. Y. Igarashi L. C. Seefeldt Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2003 38 351 384
4. D. C. Rees F. A. Tezcan C. A. Haynes M. Y. Walton S. Andrade O. Einsle J. A. Howard Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2005 363 971 984
5. J. B. Howard D. C. Rees Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 17119 17124
6. I. Dance J. Am. Chem. Soc. 2005 127 10925 10942
7. I. Dance Biochemistry 2006 45 6328 6340
8. I. Dance J. Am. Chem. Soc. 2007 129 1076 1088
9. I. Dance J. Am. Chem. Soc. 2004 126 11852 11863
10. B. Hinnemann J. K. Norskov J. Am. Chem. Soc. 2003 125 1466 1467
11. I. Dance Chem. Commun. 2003 324 325
12. T. Lovell T. Liu D. A. Case L. Noodleman J. Am. Chem. Soc. 2003 125 8377 8383
13. V. Vrajmasu E. Munck E. L. Bominaar Inorg. Chem. 2003 42 5974 5988
14. I. Dance Inorg. Chem. 2006 45 5084 5091
15. I. Dance Chem.-Asian J. 2007 2 936 946
16. M. L. McKee J. Comput. Chem. 2007 28 1342 1356
17. L. C. Seefeldt I. G. Dance D. R. Dean Biochemistry 2004 43 1401 1409
18. B. M. Barney R. Y. Igarashi P. C. Dos Santos D. R. Dean L. C. Seefeldt J. Biol. Chem. 2004 279 53621 53624
19. P. C. Dos Santos R. Igarashi H.-I. Lee B. M. Hoffman L. C. Seefeldt D. R. Dean Acc. Chem. Res. 2005 38 208 214
20. C. J. Pickett JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 1996 1 601 606
21. F. Barriere Coord. Chem. Rev. 2003 236 71 89
22. F. Barriere, M. C. Durrant and C. J. Pickett, in Catalysts for Nitrogen Fixation. Nitrogenases, Relevant Chemical Models and Commercial Processes, ed., B. E. Smith, R. L. Richards, and, C. J. Pickett, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 2004, pp. 161-199
23. R. Y. Igarashi M. Laryukhin P. C. Dos Santos H.-I. Lee D. R. Dean L. C. Seefeldt B. M. Hoffman J. Am. Chem. Soc. 2005 127 6231 6241
24. D. Lukoyanov B. M. Barney D. R. Dean L. C. Seefeldt B. M. Hoffman Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 1451 1455
25. B. M. Barney T.-C. Yang R. Igarashi P. C. Dos Santos M. Laryukhin H.-I. Lee B. M. Hoffman D. R. Dean L. C. Seefeldt J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14960 14961
26. B. M. Barney H.-I. Lee P. C. Dos Santos B. M. Hoffman D. R. Dean L. C. Seefeldt Dalton Trans. 2006 2277 2284
27. B. M. Barney D. Lukoyanov T.-C. Yang D. R. Dean B. M. Hoffman L. C. Seefeldt Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 17113 17118
28. B. M. Barney M. Laryukhin R. Y. Igarashi H.-I. Lee P. C. Dos Santos T.-C. Yang B. M. Hoffman D. R. Dean L. C. Seefeldt Biochemistry 2005 44 8030 8037
29. R. Igarashi P. C. Dos Santos W. G. Niehaus I. G. Dance D. R. Dean L. C. Seefeldt J. Biol. Chem. 2004 279 34770 34775
30. H.-I. Lee R. Igarashi M. Laryukhin P. E. Doan P. C. Dos Santos D. R. Dean L. C. Seefeldt B. M. Hoffman J. Am. Chem. Soc. 2004 126 9563 9569
31. T. H. Rod J. K. Norskov J. Am. Chem. Soc. 2000 122 12751 12763
32. J. Schimpl H. M. Petrilli P. E. Blochl J. Am. Chem. Soc. 2003 125 15772 15778
33. Z. X. Cao X. Jin Q. N. Zhang J. Theor. Comput. Chem. 2005 4 593 602
34. T. H. Rod A. Logadottir J. K. Norskov J. Chem. Phys. 2000 112 5343 5347
35. B. Hinnemann J. K. Norskov J. Am. Chem. Soc. 2004 126 3920 3927
36. B. Hinnemann J. K. Norskov Top. Catal. 2006 37 55 70
37. J. Kastner S. Hemmen P. E. Blochl J. Chem. Phys. 2005 123 074306
38. J. Kastner P. E. Blochl ChemPhysChem 2005 6 1 4
39. J. Kastner P. E. Blochl J. Am. Chem. Soc. 2007 129 2998 3006
40. U. Huniar R. Ahlrichs D. Coucouvanis J. Am. Chem. Soc. 2004 126 2588 2601
41. Z. Cao Z. Zhou H. Wan Q. Zhang Int. J. Quantum Chem. 2005 103 344 353
42. P. E. M. Siegbahn J. Westerberg M. Svensson R. H. Crabtree J. Phys. Chem. B 1998 102 1615 1623
43. R. K. Szilagyi D. G. Musaev K. Morokuma Inorg. Chem. 2001 40 766 775
44. M. C. Durrant Biochemistry 2002 41 12934 12945
45. M. C. Durrant Biochemistry 2002 41 12946 13955
46. Z. Cao Z. Zhou H. Wan Q. Zhang W. Thiel Inorg. Chem. 2003 42 6986 6988
47. M. C. Durrant Biochemistry 2004 43 6030 6042
48. Z. Cao X. Jin Z. Zhou Q. Zhang Int. J. Quantum Chem. 2006 106 2161 2168
49. M. C. Durrant Biochem. J. 2001 355 569 576
50. J. Imperial T. R. Hoover M. S. Madden P. W. Ludden V. K. Shah Biochemistry 1989 28 7796 7799
51. M. S. Madden N. D. Kindon P. W. Ludden V. K. Shah Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990 87 6517 6521
52. I. G. Dance Aust. J. Chem. 1994 47 979 990
53. G. Ertl J. Vac. Sci. Technol., A 1983 1 1247 1253
54. G. Ertl Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 3524 3535
55. T. H. Rod B. Hammer J. K. Norskov Phys. Rev. Lett. 1999 82 4054 4057
56. M. Dorr J. Kassbohrer R. Grunert G. Kreisel W. A. Brand R. A. Werner H. Geilmann C. Apfel C. Robl W. Weigand Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 1540 1543
57. R. N. F. Thorneley and D. J. Lowe, in Molybdenum enzymes, ed., T. G. Spiro, Wiley Interscience, New York, 1985, pp. 221-284
58. B. Delley J. Chem. Phys. 1990 92 508 517
59. B. Delley, in Modern density functional theory: a tool for chemistry, ed., J. M. Seminario, and, P. Politzer, Elsevier, Amsterdam, 1995, pp. 221-254
60. B. Delley J. Chem. Phys. 2000 113 7756 7764
61. DMol3, 2007, www.accelrys.com/products/mstudio/modeling/ quantumandcatalysis/dmol3.html
62. A. D. Becke Phys. Rev. A 1988 38 3098 3100
63. C. Lee W. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B 1988 37 785 789
64. L. Noodleman T. Lovell W.-G. Han J. Li F. Himo Chem. Rev. 2004 104 459 508
65. D. Lukoyanov V. Pelmenschikov N. Maeser M. Laryukhin T. C. Yang L. Noodleman D. R. Dean D. A. Case L. C. Seefeldt B. M. Hoffman Inorg. Chem. 2007 46 11437 11449
66. O. Einsle F. A. Tezcan S. L. A. Andrade B. Schmid M. Yoshida J. B. Howard D. C. Rees Science 2002 297 1696 1700
67. Y. Xiao K. Fisher M. C. Smith W. E. Newton D. A. Case S. J. George H. Wang W. Sturhahn E. E. Alp J. Zhao Y. Yoda S. P. Cramer J. Am. Chem. Soc. 2006 128 7608 7612
68. I. Dance Mol. Simul. 2008
69. I. Dance Dalton Trans. 2008 10.1039/b806103c
70. A. Lehnert B. E. Wiesler F. Tuczek A. Hennige D. Sellmann J. Am. Chem. Soc. 1997 119 8869 8878
71. N. Lehnert B. E. Wiesler F. Tuczek A. Hennige D. Sellmann J. Am. Chem. Soc. 1997 119 8879 8888
72. D. Sellmann D. C. F. Blum F. W. Heinemann Inorg. Chim. Acta 2002 337 1 10
73. D. Sellmann A. Hille A. Rosler F. W. Heinemann M. Moll G. Brehm S. Schneider M. Reiher B. A. Hess W. Bauer Chem.-Eur. J. 2004 10 819 830
74. L. D. Field H. L. Li S. J. Dalgarno P. Turner Chem. Commun. 2008 1680 1682
75. J. B. Howard D. C. Rees Chem. Rev. 1996 96 2965 2982
76. M. G. Duyvis H. Wassink H. Haaker Biochemistry 1998 37 17345 17354
77. K. Fisher W. E. Newton D. J. Lowe Biochemistry 2001 40 3333 3339
78. J. D. Tolland R. N. F. Thorneley Biochemistry 2005 44 9520 9527
79. D. J. Lowe K. Fisher R. N. F. Thorneley Biochem. J. 1993 292 93 98
80. B. M. Barney J. McClead D. Lukoyanov M. Laryukhin T. C. Yang D. R. Dean B. M. Hoffman L. C. Seefeldt Biochemistry 2007 46 6784 6794
81. C. H. Kim W. E. Newton D. R. Dean Biochemistry 1995 34 2798 2808
82. D. J. Lowe R. N. F. Thorneley Biochem. J. 1984 224 895 901
83. B. K. Burgess D. J. Lowe Chem. Rev. 1996 96 2983 3011