The role of axial ligation in nitrate reductase: A model study by DFT calculations on the mechanism of nitrate reduction

European Journal of Inorganic Chemistry

Volumn , Issue 34, 2008, Pages 5338-5349

  Pal, Kuntal ^a   Sarkar, Sabyasachi ^a  

^a INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY KANPUR   (India)

Author keywords

Density functional calculations; Enzyme models; Molybdenum; Oxidoreductases

Indexed keywords

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENZYMES; MOLYBDENUM; POTENTIAL ENERGY; QUANTUM CHEMISTRY; SURFACE REACTIONS;

ANIONIC COMPLEX; AXIAL LIGATION; DENSITY-FUNCTIONAL CALCULATIONS; DFT CALCULATION; ENZYME MODELS; MODELLING STUDIES; NITRATE REDUCTASE A; NITRATE REDUCTION; OXIDO-REDUCTASES; OXYGEN ATOM TRANSFER;

NITRATES;

EID: 56649093035     PISSN: 14341948     EISSN: 10990682     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ejic.200800514     Document Type: Article

References (62)

1. Metal Ions in Biological Systems, vol. 39 ("Molybdenum and Tungsten: Their Role in Biological Processes") (Eds.: A. Sigel, H. Sigel), Routledge Publisher, New York, USA, 2002.
2. K. V. Rajagopalan, Adv. Enzym. 1991, 64, 215.
3. A. Thapper, C. Lorber, J. Fryxelius, A. Behrens, E. Nordlander, J. Inorg. Biochem. 2000, 79, 67.
4. R. Hille, Chem. Rev. 1996, 96, 2757.
5. a) R. Huber, P. Hof, R. O. Duarte, J. J. G. Moura, I. Moura, M.-Y. Liu, J. LeGall, R. Hille, M. Archer, M. J. Romão, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 8846;
6. b) R. Hille, G. N. George, M. K. Eidsness, S. P. Cramer, Inorg. Chem. 1989, 28, 4018;
7. c) C. Enroth, B. T. Eger, K. Okamoto, T. Nishino, T. Nishino, E. F. Pai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 10723;
8. d) J. J. Truglio, K. Theis, S. Leimkühler, R. Rappa, K. V. Rajagopalan, C. Kisker, Structure 2002, 10, 115.
9. a) M. Dixon, E. C. Webb, C. J. R. Throne, K. F. Tipton, Enzymes, 3rd ed., Academic Press, New York, 1979;
10. b) L. G. Howell, I. Fridovich, J. Biol. Chem. 1968, 243, 5941;
11. c) D. L. Kessler, K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem. 1972, 247, 6566;
12. d) D. L. Kessler, K. V. Rajagopalan, Biochim. Biophys. Acta 1974, 370, 399;
13. e) J. L. Johnson, K. V. Rajagopalan, J. Clin. Invest. 1978, 58, 543;
14. f) S. P. Kramer, J. L. Johnson, A. A. Ribeiro, D. S. Mullington, K. V. Rajagopalan, J. Biol. Chem. 1987, 262, 16357;
15. g) G. N. George, I. J. Pickering, C. Kisker, Inorg. Chem. 1999, 38, 2539;
16. h) C. Kisker, H. Schindelin, A. Pacheco, W. A. Wehbi, R. M. Garrett, K. V. Rajagopalan, J. H. Enemark, D. C. Rees, Cell 1997, 91, 973.
17. a) H.-K. Li, C. Temple, K. V. Rajagopalan, H. Schindelin, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7673;
18. b) G. N. George, J. Hilton, C. Temple, R. C. Prince, K. V. Rajagopalan, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1256;
19. c) J. M. Dias, M. E. Than, A. Humm, R. Huber, G. P. Bourenkov, H. D. Bartunik, S. Bursakov, J. Calvete, J. Caldeira, C. Carneiro, J. J. G. Moura, I. Moura, M. J. Romao, Structure 1999, 7, 65;
20. d) J. C. Boyington, V. N. Gladyshev, S. V. Khangulov, T. C. Stadtman, P. D. Sun, Science 1997, 275, 1305;
21. e) M. Jormakka, S. Tornroth, B. Byrne, S. Iwata, Science 2002, 295, 1863;
22. f) S. Najmudin, P. J. González, J. Trincão, C. Coelho, A. Mukhopadhyay, N. M. F. S. A. Cerqueira, C. C. Romão, I. Moura, J. J. G. Moura, C. D. Brondino, M. J. Romão, J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 737.
23. J. M. Dias, M. E. Than, A. Humm, R. Huber, G. P. Bourenkov, H. D. Bartunik, S. Bursakov, J. Calvete, J. Caldeira, C. Carneiro, J. J. G. Moura, I. Moura, M. J. Romao, Structure 1999, 7, 65-79.
24. a) B. S. Lim, J. P. Donahue, R. H. Holm, Inorg. Chem. 2000, 39, 263-273;
25. b) K. B. Musgrave, B. S. Lim, K.-M. Sung, R. H. Holm, B. Hedman, K. O. Hodgson, Inorg. Chem. 2000, 39, 5238-5247;
26. c) B. S. Lim, R. H. Holm, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1920-1930.
27. a) A. Majumdar, K. Pal, S. Sarkar, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4196;
28. b) A. Majumdar, K. Pal, S. Sarkar, Inorg. Chem. 2008, 47, 5360.
29. M. Hofmann, J. Biol. Inorg. Chem. 2007, 12, 989.
30. a) C. E. Webster, M. B. Hall, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5820;
31. b) A. Thapper, R. J. Deeth, E. Nordlander, Inorg. Chem. 2002, 41, 6695;
32. c) M. Leopoldini, M. Toscano, M. Dulak, T. A. Wesolowski, Chem. Eur. J. 2006, 12, 2532;
33. d) A. Thapper, R. J. Deeth, E. Nordlander, Inorg. Chem. 1999, 38, 1015;
34. e) M. A. Pietsch, M. B. Hall, Inorg. Chem. 1996, 35, 1273;
35. f) M. R. Bray, R. J. Deeth, Inorg. Chem. 1996, 35, 5720;
36. g) M. R. Bray, R. J. Deeth, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 4005;
37. h) P. Ilich, R. Hille, J. Chem. Phys. 1999, 103, 5406;
38. i) M. R. Bray, R. J. Deeth, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 1267;
39. j) A. A. Voityuk, K. Albert, S. Kostlmeier, V. A. Nasluzov, K. M. Neyman, P. Hof, M. J. Romao, N. Rosch, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 3159;
40. k) A. Voityuk, K. Albert, M. J. Romão, R. Huber, N. J. Rosch, Inorg. Chem. 1998, 37, 176.
41. K. Pal, P. K. Chaudhury, S. Sarkar, Chem. Asian J. 2007, 2, 956.
42. K. Pal, R. Maiti, P. K. Chaudhury, S. Sarkar, Inorg. Chim. Acta 2007, 360, 2721.
43. R. L. McNaughton, B. S. Lim, S. Z. Knottenbelt, R. H. Holm, M. L. Kirk, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4628.
44. a) P. E. Smith, R. M. Brunne, A. E. Mark, W. F. van Gunsteren, J. Phys. Chem. 1993, 97, 2009;
45. b) G. Löffler, H. Schreiber, O. Steinhauser, J. Mol. Biol. 1997, 270, 520;
46. c) F. Ogliaro, S. P. de Visser, S. Cohen, P. K. Sharma, S. Shaik, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2806-2814.
47. a) M. T. Cancès, B. Mennucci, J. Tomasi, J. Chem. Phys. 1997, 107, 3032;
48. b) M. Cossi, V. Barone, B. Mennucci, J. Tomasi, Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 253;
49. c) B. Mennucci, J. Tomasi, J. Chem. Phys. 1997, 106, 5151.
50. a) L. Onsager, J. Am. Chem. Soc. 1936, 58, 1486;
51. b) M. W. Wong, M. J. Frisch, K. B. Wiberg, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4776;
52. c) M. W. Wong, K. B. Wiberg, M. J. Frisch, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 523;
53. d) M. W. Wong, K. B. Wiberg, M. J. Frisch, J. Chem. Phys. 1991, 95, 8991;
54. e) M. W. Wong, K. B. Wiberg, M. J. Frisch, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1645.
55. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery Jr, T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian 03, Revision B.05, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, USA, 2003.
56. a) A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648;
57. b) C. Lee, W. Yang, R. G. Par, Phys. Rev. B37 1988, 785.
58. G. A. Patersson, M. A. Al-Laham, J. Chem. Phys. 1991, 94, 6081.
59. P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 1985, 82, 299.
60. a) P. J. Hey, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 1985, 82, 270;
61. b) W. R. Wadt, P. J. Hey, J. Chem. Phys. 1985, 82, 284.
62. C. Peng, Y. Alaya, B. Schlegel, M. J. Frisch, J. Comput. Chem. 1996, 17, 49.