Heme-copper oxidases and their electron donors in cyanobacterial respiratory electron transport

Chemistry and Biodiversity

Volumn 5, Issue 10, 2008, Pages 1927-1961

  Bernroitnera, Margit ^a   Zamocky, Marcel ^a,b   Pairer, Martin ^a   Furtmüller, Paul G ^a   Peschek, Günter A ^c   Obinger, Christian ^a  

^a UNIVERSITY OF NATURAL RESOURCES AND LIFE SCIENCES   (Austria)

^b INSTITUTE OF CHEMISTRY   (Slovakia)

^c UNIVERSITY OF VIENNA   (Austria)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIAL ENZYME; CYTOCHROME C; CYTOCHROME C OXIDASE; CYTOCHROME C6; HEME COPPER OXIDASE; OXIDOREDUCTASE; PLASTOCYANIN; PROTON PUMP; QUINOL OXIDASE; UNCLASSIFIED DRUG; DUROQUINOL OXIDASE;

BACTERIAL GENOME; BACTERIAL METABOLISM; BACTERIAL STRAIN; CYANOBACTERIUM; DEOXYGENATION; ELECTRON TRANSPORT; ENZYME ACTIVITY; ENZYME SUBUNIT; ENZYME SYNTHESIS; GENE SEQUENCE; GENE STRUCTURE; MICROBIAL RESPIRATION; NITROGEN FIXATION; NONHUMAN; NUCLEOTIDE SEQUENCE; OPEN READING FRAME; OPERON; ORGANISMS BY ELECTRON DONOR; OXIDATIVE STRESS; PARALOGY; REVIEW; SPECIES DIFFERENCE; STRUCTURE ACTIVITY RELATION; WILD TYPE; CHEMISTRY; ENZYMOLOGY; GENETICS; METABOLISM; PHOTOSYNTHESIS;

CYANOBACTERIA; NOSTOCALES;

CYANOBACTERIA; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRON TRANSPORT COMPLEX IV; OXIDOREDUCTASES; PHOTOSYNTHESIS;

EID: 58149350172     PISSN: 16121872     EISSN: 16121880     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cbdv.200890180     Document Type: Review

References (106)

1. L. W. Jones, J. Myers, Nature 1963, 199, 670.
2. J. R. Gallon, New Phytol. 1992, 122, 571.
3. I. Berman-Frank, P. Lundgren, P. Falkowski, Res. Microbiol. 2003, 154, 157.
4. C.-C. Zhang, S. Laurent, S. Sakr, L. Peng, S. Bédu, Mol. Microbiol. 2006, 59, 367.
5. J. B. Waterbury, S. W. Watson, R. R. L. Guillard, L. E. Brand, Nature 1979, 277, 293.
6. S. W. Chisholm, R. J. Olson, E. R. Zettler, J. B. Goericke, J. B. Waterbury, N. A. Welschmeyer, Nature 1988, 334, 340.
7. W. Lockau, Arch. Microbiol. 1981, 128, 336.
8. S. Scherer, E. Stürzl, P. Böger, Photosynth. Res. 1988, 15, 95.
9. S. Scherer, Trends Biochem. Sci. 1990, 15, 458.
10. G. A. Peschek, C. Obinger, M. Paumann, Physiol. Plant. 2004, 120, 358.
11. C. P. Wolk, A. Ernst, J. Elhai, in 'Molecular biology of cyanobacteria', Ed. D. A. Bryant, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1994, p. 769.
12. I. V. Fry, M. Huflejt, W. W. A. Erber, G. A. Peschek, L. Packer, Arch. Biochem. Biophys. 1986, 244, 686.
13. R. K. Poole, G. M. Cook, Adv. Microb. Physiol. 2000, 43, 165.
14. H. Michel, J. Behr, A. Harrenga, A. Kannt, Annu. Rev. Biophys. 1998, 27, 329.
15. M. Lubbern, S. Arnaud, J. Castresana, A. Warne, S. P. J. Albracht, M. Saraste, Eur. J. Biochem. 1994, 224, 151.
16. M. Paumann, M. Bernroitner, B. Lubura, M. Peer, C. Jakopitsch, P. G. Furtmüller, G. A. Peschek, C. Obinger, FEMS Microbiol. Lett. 2004, 239, 301.
17. J. Abramson, S. Riistama, G. Larsson, A. Jasaitis, M. Svensson-Ek, L. Laakkonen, A. Puustinen, S. Iwata, M. Wikström, Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 910.
18. M. M. Pereira, M. Teixeira, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2004, 1655, 340.
19. S. M. Musser, M. H. B. Stowell, S. I. Chan, FEBS Lett. 1993, 327, 131.
20. C. A. Howitt, W. F. J. Vermaas, Biochemistry 1998, 17944.
21. S. E. Hart, B. G. Schlarb-Ridley, D. S. Bendall, C. J. Howe, Biochem. Soc. Trans. 2005, 33, 832.
22. G. A. Peschek, G. Schmetterer, G. Lauritsch, W. H. Nitschmann, P. F. Kienzl, R. Muchl, Arch. Microbiol. 1982, 131, 261.
23. G. A. Peschek, V. Molitor, M. Trnka, M. Wastyn, W. Erber, Methods Enzymol. 1988, 167, 437.
24. I. V. Fry, G. A. Peschek, M. Huflejt, M. Packer, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1985, 129, 109.
25. D. Alge, G. A. Peschek, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, 191, 9.
26. G. Schmetterer, D. Alge, W. Gregor, Photosynth. Res. 1994, 42, 43.
27. N. Sone, H. Tano, M. Ishizuka, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1993, 1183, 130.
28. G. Schmetterer, A. Valladares, D. Pils, S. Steinbach, M. Pacher, A. M. Muro-Pastor, E. Flores, A. Herrero, J. Bacteriol. 2001, 183, 6429.
29. K. M. Jones, R. Haselkorn, J. Bacteriol. 2002, 184, 2491.
30. M. Paumann, B. Lubura, G. Regelsberger, M. Feichtinger, G. Köllensperger, C. Jakopitsch, P. G. Furtmüller, G. A. Peschek, C. Obinger, J. Biol. Chem. 2004, 279, 10293.
31. S. Iwata, C. Ostermeier, B. Ludwig, H. Michel, Nature 1995, 376, 660.
32. M. Svensson-Ek, J. Abramson, G. Larrson, S. Törnroth, P. Brezesinski, S. Iwata, J. Mol. Biol. 2002, 321, 329.
33. M. M. Pereira, M. Santana, M. Teixeira, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2001, 1505, 185.
34. T. Soulimane, G. Buse, G. P. Burenkov, H. D. Bartunik, R. Huber, M. E. Than, EMBO J. 2000, 19, 1766.
35. S. Riistama, A. Puustinen, A. García-Horsman, S. Iwara, H. Michel, M. Wikström, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1996, 1275, 1.
36. G. A. Peschek, Biochem. Soc. Trans. 1996, 24, 729.
37. H. Witt, F. Malatesta, F. Nicoletti, M. Brunori, B. Ludwig, J. Biol. Chem. 1998, 273, 5132.
38. Y. Zhen, C. W. Hoganson, G. T. Babcock, S. Ferguson-Miller, J. Biol. Chem. 1999, 274, 38032.
39. K. Tamura, J. Dudley, M. Nei, S. Kumar, Mol. Biol. Evol. 2007, 24, 1596.
40. A. Puustinen, M. Finel, T. Haltia, R. B. Gennis, M. Wikström, Biochemistry 1991, 30, 3936.
41. M. Paumann, G. Regelsberger, C. Obinger, G. A. Peschek, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2005, 1707, 231.
42. G. A. Peschek, Biochem. J. 1980, 186, 515.
43. A. Valladares, A. Herrero, D. Pils, G. Schmetterer, E. Flores, Mol. Microbiol. 2003, 47, 1239.
44. D. Pils, C. Wilken, A. Valladares, E. Flores, G. Schmetterer, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2004, 1659, 32.
45. D. Pils, W. Gregor, G. Schmetterer, FEMS Microbiol. Lett. 1997, 152, 83.
46. D. Pils, G. Schmetterer, FEMS Microbiol. Lett. 2001, 203, 217.
47. S. Berry, D. Schneider, W. J. F. Vermaas, M. Rögner, Biochemistry 2002, 41, 3422.
48. M. Hervás, J. A. Navarro, M. A. De la Rosa, Acc. Chem. Res. 2003, 36, 798.
49. M. A. De la Rosa, F. P. Molina-Heredia, M. Hervás, J. A. Navarro, 'Photosystem I: the light driven plastocyanin: ferredoxin oxidoreductase', Ed. J. H. Golbeck, Springer, Dordrecht, the Netherlands, 2006, p. 683.
50. P. M. Wood, Eur. J. Biochem. 1978, 87, 9.
51. I. Bertini, S. Ciurli, A. Dikiy, C. O. Fernàndez, C. Luchinat, N. Safarov, S. Shumilin, A. J. Vila, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2405.
52. J. M. Guss, H. C. Freeman, J. Mol. Biol. 1983, 169, 521.
53. J. M. Guss, P. R. Harrowell, M. Murata, V. A. Norris, H. C. Freeman, J. Mol. Biol. 1986, 192, 361.
54. M. R. Sawaya, D. W. Krogmann, A. Serag, K. K. Ho, T. O. Yeates, C. A. Kerfeld, Biochemistry 2001, 40, 9215.
55. C. Frazaão, C. M. Soares, M. A. Carrondo, E. Pohl, Z. Dauter, K. S. Wilson, M. Hervás, J. A. Navarro, M. A. De la Rosa, G. M. Sheldrick, Structure 1995, 3, 1159.
56. C. A. Kerfeld, H. P. Anwar, R. Interrante, S. Merchant, T. O. Yeates, J. Mol. Biol. 1995, 250, 627.
57. M. Ubbink, M. Ejdebäck, B. G. Karlsson, D. S. Bendall, Structure 1998, 6, 323.
58. I. Diaz-Moreno, A. Diaz-Quintana, F. P. Molina-Heredia, P. M. Nieto, Ö. Hansson, M. A. De la Rosa, B. G. Karlsson, J. Biol. Chem. 2005, 280, 7925.
59. F. P. Molina-Heredia, A. Balme, A. Hervás, M. Hervás, J. A. Navarro, M. A. De la Rosa, FEBS Lett. 2002, 517, 50.
60. R. V. Durán, M. Hervás, M. A. De la Rosa, J. A. Navarro, J. Biol. Chem. 2004, 279, 7229.
61. M. Paumann, M. Feichtinger, M. Bernroitner, J. Goldfuhs, C. Jakopitsch, P. G. Furtmüller, G. Regelsberger, G. A. Peschek, C. Obinger, FEBS Lett. 2004, 576, 101.
62. J. A. Navarro, R. V. Durán, M. A. De la Rosa, M. Hervás, FEBS Lett. 2005, 579, 3565.
63. C. Obinger, J.-C. Knepper, U. Zimmermann, G. A. Peschek, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990, 169, 492.
64. A. Serrano, P. Giménez, S. Scherer, P. Böger, Arch. Microbiol. 1990, 154, 614.
65. P. F. Kienzl, G. A. Peschek, Plant Physiol. 1982, 69, 580.
66. D. Moser, P. Nicholls, M. Wastyn, G. A. Peschek, Biochem. Intern. 1991, 24, 757.
67. P. Nicholls, C. Obinger, H. Niederhauser, G. A. Peschek, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1992, 1098, 184.
68. P. Lappalainen, R. Aasa, B. G. Malmström, M. Saraste, J. Biol. Chem. 1993, 268, 26416.
69. K. Wang, Y. Zheng, R. Sadoski, S. Grinell, L. Geren, S. Ferguson-Miller, B. Durham, F. Millett, J. Biol. Chem. 1999, 274, 38042.
70. O. Maneg, F. Malatesta, B. Ludwig, V. Drosou, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2004, 1655, 274.
71. A. Díaz-Quintana, J. A. Navarro, M. Hervás, F. P. Molina-Heredia, B. De la Cerda, M. A. De la Rosa, Photosynth. Res. 2003, 75, 97.
72. G. A. Peschek, 'Algal adaptation to environmental stress', Eds. L. C. Rai, J. P. Gaur, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2001, p. 203.
73. G. A. Peschek, C. Obinger, S. Fromwald, B. Bergman, FEMS Microbiol. Lett. 1994, 124, 431.
74. M. Inaba, A. Sakamoto, N. Murata, J. Bacteriol. 2001, 183, 1376.
75. C. T. Nomura, S. Persson, G. Shen, K. Inoue-Sakamoto, D. A. Bryant, Photosynth. Res. 2006, 87, 215.
76. L. Zhang, H. B. Pakrasi, J. Whitmarsh, J. Biol. Chem. 1994, 269, 5036.
77. M. P. Malakhov, H. Wada, D. A. Los, V. E. Semenenko, N. Murata, J. Plant Physiol. 1994, 144, 259.
78. P. Manna, W. Vermaas, Plant Mol. Biol. 1997, 35, 407.
79. M. P. Malakhov, O. A. Malakhova, N. Murata, FEBS Lett. 1999, 444, 281.
80. S. U. Metzger, H. B. Pakrasi, J. Whitmarsh, 'Photosynthesis: from light to biosphere', Ed. Mathis, P., Kluwer Academic Press, Dordrecht, 1995, p. 823.
81. P. Fay, Microbiol. Rev. 1992, 56, 340.
82. J. R. Postgate, 'Nitrogen Fixation', Cambridge University Press, Cambridge, 1998.
83. E. Broda, G. A. Peschek, Biosystems 1983, 16, 1.
84. B. K. Burgess, D. J. Lowe, Chem. Rev. 1996, 96, 2983.
85. C. Van Baalen, in 'Nitrogen fixation', Eds. P. Fay, C. Van Baalen, Elsevier, Amsterdam, 1987, p. 187.
86. F. Winkenbach, C. P. Wolk, Plant Physiol. 1972, 52, 480.
87. M. Wastyn, A. Achatz, V. Molitor, G. A. Peschek, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1988, 935, 217.
88. G. A. Peschek, K. Villgrater, M. Wastyn, Plant Soil 1991, 137, 17.
89. B. Bergman, P. J. A. Siddiqui, E. J. Carpenter, G. A. Peschek, Appl. Environ. Microbiol. 1993, 59, 3239.
90. D. C. Capone, J. P. Zehr, H.W. Paerl, B. Bergman, E. J. Carpenter, Science 1997, 276, 1221.
91. J. P. Zehr, M. T. Mellon, S. Zani, Appl. Environ. Microbiol. 1998, 64, 3444.
92. I. Berman-Frank, P. Lundgren, Y. B. Chen, H. Küpper, Z. Kolber, B. Bergman, P. Falkowski, Science 2001, 294, 1534.
93. E. J. Carpenter, T. Roenneberg, Mar. Ecol.: Prog. Ser. 1995, 118, 267.
94. A. N. Rai, M. Borthakur, B. Bergman, J. Gen. Microbiol. 1992, 138, 481.
95. R. Tuli, S. Naithani, H. S. Misra, J. Sci. Indust. Res. 1996, 55, 638.
96. S. Kumazawa, S.-i. Yumura, H. Yoshisuji, J. Phycol. 2001, 37, 482.
97. E. O. Omoregie, L. L. Crumbliss, B. M. Bebout, J. P. Zehr, Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 2119.
98. M. S. Colón-López, D. M. Sherman, L. A. Sherman, J. Bacteriol. 1997, 179, 4317.
99. J. R. Gallon, Plant Soil 2001, 230, 39.
100. J. W. Golden, H.-S. Yoon, Curr. Opin. Microbiol. 2003, 6, 557.
101. T. S. Ramasubramanian, T.-F. Wei, A. K. Oldham, J.W. Golden, J. Bacteriol. 1996, 178, 922.
102. ] U. Häfele, S. Scherer, P. Böger, Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1988, 934, 186.
103. S. López-Gomollón, J. A. Hernández, S. Pellicer, V. Espinosa Angarica, M. L. Peleato, M. F. Fillat, J. Mol. Biol. 2007, 374, 267.
104. K. M. Jones, W. J. Buikema, R. Haselkorn, J. Bacteriol. 2003, 185, 2306.
105. T. Thiel, B. Pratte, J. Bacteriol. 2001, 183, 280.
106. A. Valladares, I. Maldener, A. M. Muro-Pastor, E. Flores, A. Herrero, J. Bacteriol. 2007, 189, 4425.