Inactivtion of [Fe-Fe]-hydrogenase by O 2. Thermodynamics and frontier molecular orbitals analyses

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 109, Issue 4, 2009, Pages 876-889

  Dogaru, Daniela ^a   Motiu, Stefan ^a   Gogonea, Valentin ^a,b  

^a CLEVELAND STATE UNIVERSITY   (United States)

^b LERNER RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

Density functional theory; Frontier molecular orbitals; Hydrogenase; Hydrogenase H cluster; Hydrogenase oxidation; Natural bond orbitals; Polarized continuum model; QM MM calculations

Indexed keywords

FRONTIER MOLECULAR ORBITALS; HYDROGENASE; HYDROGENASE H-CLUSTER; HYDROGENASE OXIDATION; NATURAL BOND ORBITALS; POLARIZED CONTINUUM MODEL; QM/MM CALCULATIONS;

BINDING ENERGY; CONTINUUM MECHANICS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENZYMES; GAS DYNAMICS; GASES; HYDROXYLATION; METAL RECOVERY; MOLECULAR MECHANICS; MOLECULAR MODELING; MOLECULAR ORBITALS; OXIDATION; OXYGEN; PROTON TRANSFER; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS;

CHEMICAL BONDS;

EID: 62449333388     PISSN: 00207608     EISSN: 1097461X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.21875     Document Type: Article

References (56)

1. Das, D.; Dutta, T.; Nath, K.; Kotay, S. M.; Das, A. K.; Vezi-roglu, T. N. Curr Sci 2006, 90, 1627.
2. Liu, Z.-P.; Hu, P. J. Am Chem Soc 2002, 124, 5175.
3. Vignais, P. M.; Billoud, B.; Meyer, J. FEMS Microbiol Rev 2001, 25, 455-501.
4. Melis, A.; Zhang, L.; Forestier, M.; Ghirardi, M. L.; Seibert, M. Plant Physiol 2000, 122, 127.
5. Albracht, S. P. J. Biochim Biophys Acta 1994, 1118, 167.
6. Adams, M. W. W. Biochim Biophys Acta 1990, 1020, 115.
7. Adams, M. W. W.; Stiefel, E. I. Science 1998, 282, 1842.
8. Happe, R. P.; Roseboom, W.; Fierik, A. J.; Albracht, S. P.; Bagley, K. A. Nature 1997, 385, 126.
9. Liu, Z.-P.; Hu, P. J. Chem Phys 2002, 117, 8177.
10. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2002, 41, 1421.
11. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L, Inorg Chem 2003, 42, 4773.
12. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2004, 43, 3733.
13. Zampella, G.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; Razavet, M.; Pickett, C. J.; De Gioia, L. Chem Eur J 2005, 11, 509.
14. Cao, Z.; Hall, M. B. J Am Chem Soc 2001, 123, 3734.
15. Fan, H.-J.; Hall, M. B. J Am Chem Soc 2001, 123, 3828.
16. Greco, C; Bruschi, M.; De Gioia, L; Ryde, U. Inorg Chem 2007, 46, 5911.
17. Trohalaki, S.; Pachter, R. Energ Fuel 2007, 21, 2278.
18. Greco, C; Bruschi, M.; Heimdal, J.; Fantucci, P.; De Gioia, L.; Ryde, U. Inorg Chem 2007, 46, 7256.
19. Greco, C; Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Eur J Inorg Chem 2007, 13, 1835.
20. Greco, C; Zampella, G.; Bertini, L.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2007, 46, 108.
21. Motiu, S.; Dogaru, D.; Gogonea, V. Int J Quantum Chem 2007, 107, 1248.
22. Bruschi, M.; Zampella, G.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Coord Chem Rev 2005, 15-16, 1620.
23. Liu, X.; Ibrahim, S. K.; Tard, C; Pickett, C. J. Coord Chem Rev 2005, 15-16, 1641.
24. Armstrong, F. A. Curr Opin Chem Biol 2004, 8, 133.
25. Rauchfuss, T. B. Inorg Chem 2004, 43, 14.
26. Evans, D. J.; Pickett, C. J. Chem Soc Rev 2003, 35, 268.
27. Chen, Z.; Lemon, B. J.; Huang, S.; Swartz, D. J.; Peters, J. W.; Bagley, K. A. Biochemistry 2002, 41, 2036.
28. Homer, D. S.; Heil, B.; Happe, T.; Embley, T. M. Trends Biochem Sci 2002, 27, 148.
29. Nicolet, Y.; Cavazza, C; Fontecilla-Camps, I. C. J Inorg Biochem 2002, 91, 1.
30. Lyon, E. I.; Georgakaki, I. P.; Reibenspies, J. H.; Darens-bourg, M. Y. Angew Chem Int Ed 1999, 38, 3178.
31. Nicolet, Y.; Piras, C; Legrand, P.; Hatchikian, E. C; Fontecilla-Camps, J. C. Structure 1999, 7, 13.
32. Cloirec, A. L.; Best, S. P.; Borg, S.; Davies, S. C; Evans, D. J.; Hughes, D. L.; Pickett, C. J. Chem Commun 1999, 2285.
33. Rauchfuss, T. B.; Contakes, S. M.; Schmidt, M. J Am Chem Soc 1999, 121, 9736.
34. Lai, C.-H.; Lee, W.-Z.; Miller, M. L; Reibenspies, J. H.; Da-rensbourg, D. J.; Darensbourg, M. Y. J Am Chem Soc 1998, 120, 10103.
35. Pierik, A. I.; Hulstein, M.; Hagen, W. R.; Albracht, S. P. Eur J Biochem 1998, 258, 572.
36. Pierik, A. J.; Hagen, W. R; Redeker, J. S.; Wolbert, R. B. G.; Boersma, M.; Verhagen, M. F.; Grande, H. J.; Veeger, C; Mustsaers, P. H. A.; Sand, R. H.; Dunham, W. R. Eur J Biochem 1992, 209, 63.
37. Zambrano, I. C; Kowal, A. T.; Mortenson, L. E.; Adams, M. W. W.; Johnson, M. K. J Biol Chem 1989, 264, 20974.
38. Patil, D. S.; Moura, J. J. G.; He, S. H.; Teixeira, M.; Prickril, B. C; Der Vartanian, D. V.; Peck, H. D., Jr; Legall, J.; Huynh, B. H. J Biol Chem 1988, 263, 18732.
39. Rusnak, F. M.; Adams, M. W. W.; Mortenson, L. E.; Munck, E. J Biol Chem 1987, 262, 38.
40. Adams, M. W. W. J Biol Chem 1987, 262, 15054.
41. Adams, M. W. W.; Mortenson, L. E. J Biol Chem 1984, 259, 7045.
42. Roseboom, W.; De Lacey, A. L.; Fernandez, V. M.; Hatchikian, E. C; Albracht, S. P. J. J Biol Inorg Chem 2006,11,102.
43. Peters, J. W.; Lanzilotta, W. N.; Lemon, B. J.; Seefeldt, L. C. Science 1998, 282, 1853.
44. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A., III.; Skiff, W. M. J Am Chem Soc 1992, 113, 10024.
45. Dapprich, S.; Komaromi, I.; Byun, K. S.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J Moi Struct (Theochem) 1999, 1, 461.
46. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C; Millam, J. M.; lyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Naka-jima, f.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M. L., X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S. D., A. D.; Strain, M. C; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challa-combe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C. 02; Gaussian: Wallingford, CT, 2004.
47. Becke, A. D. J Chem Phys 1993, 98, 5648.
48. Lee, C; Yang, W.; Parr, R. G. Phys Rev B 1988, 37, 785.
49. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J Chem Phys 1985, 82, 270.
50. Wadt, W. R.; Hay, P. J. J Chem Phys 1985, 82, 284.
51. Berendsen, H. J. C; van der Spoel, D. Comp Phys Commun 1995, 91, 43.
52. Lindahl, E.; Hess, B. J Moi Mod 2001, 7, 306.
53. Popescu, C. V.; Munck, E. J Am Chem Soc 1999, 121, 7877.
54. Rappe, A. K.; Goddard, W. A., III. J Phys Chem 1991, 95, 3358.
55. Peters, J. W. Curr Opin Struct Biol 1999, 9, 670.
56. George, S. J.; Kurkin, S.; Thorneley, R. N. F.; Albracht, S. P. J. Biochemistry 2004, 43, 6808.