Cleavage of [4Fe - 4S]-type clusters: Breaking the symmetry

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 113, Issue 19, 2009, Pages 5710-5717

  Niu, Shuqiang ^a   Ichiye, Toshiko ^a  

^a GEORGETOWN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION BARRIERS; ANTIFERRO-MAGNETICALLY COUPLED; BIOLOGICAL FUNCTIONS; CLEAVAGE REACTION; COLLISION-INDUCED DISSOCIATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; ELECTRON DONORS; GASPHASE; REACTION ENERGY; SCAFFOLD PROTEIN; SPIN LOCALIZATION; TRANSITION STATE;

ACTIVATION ENERGY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; LIGANDS; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; PROTEINS; SPIN DYNAMICS;

CHLORINE COMPOUNDS;

IRON; IRON SULFUR PROTEIN; LIGAND; SULFUR;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRON; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS;

ELECTRONS; IRON; IRON-SULFUR PROTEINS; LIGANDS; QUANTUM THEORY; SULFUR; THERMODYNAMICS;

EID: 66149087306     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp900402y     Document Type: Article

References (75)

1. Beinert, H.; Holm, R. H.; Munck, E. Science 1997, 277, 653.
2. Iron-Sulfur Proteins; Spiro, T. G., Ed.; Wiley-Interscience: New York, 1982; Vol. IV.
3. Beinert, H. J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 2.
4. Adman, E.; Watenpaugh, K. D.; Jensen, L. H Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 4854.
5. Kassner, R. J.; Yang, W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4351.
6. Stephens, P. J.; Jollie, D. R.; Warshel, A. Chem. Rev. 1996, 96, 2491.
7. Sheridan, R. P.; Allen, L. C.; Carter, C. W. J. J. Biol. Chem. 1981, 256, 5052.
8. Backes, G.; Mino, Y.; Loehr, T. M.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Sweeny, W. V.; Adman, E. T.; Sanders-Loehr, J. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2055.
9. Banci, L.; Bertini, L.; Gori Savellini, G.; Luchinat, C. Inorg. Chem. 1996, 35, 4248.
10. Babini, E.; Borsari, M.; Capozzi, F.; Eltis, L. D.; Luchinat, C. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 692.
11. Beck, B. W.; Xie, Q.; Ichiye, T. Biophys. J. 2001, 81, 601.
12. Glaser, T.; Bertini, L.; Moura, J. J.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4859.
13. Beinert, H.; Kiley, P. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 1999, 3, 152.
14. Beinert, H.; Kennedy, M. C.; Stout, C. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2335.
15. Hint, D. H.; Allen, R. M. Chem. Rev. 1996, 96, 2315.
16. Krebs, C.; Agar, J. N.; Smith, A. D.; Frazzon, J.; Dean, D. R.; Huynh, B. H.; Johnson, M. K. Biochem. 2001, 40, 14069.
17. Smith, A. D.; Jameson, G. N.; Dos Santos, P. C.; Agar, J. N.; Naik, S.; Krebs, C.; Frazzon, J.; Dean, D. R.; Huynh, B. H.; Johnson, M. K. Biochem. 2005, 44, 12955.
18. Agar, J. N.; Krebs, C.; Frazzon, J.; Huynh, B. H.; Dean, D. R.; Johnson, M. K. Biochem. 2000, 39, 7856.
19. Ding, H.; Clark, R. J. Biochem. J. 2004, 379, 433.
20. Ding, H.; Clark, R. J.; Ding, B. J. Biol. Chem. 2004, 279, 37499.
21. Wollenberg, M.; Berndt, C.; Bill, E.; Schwenn, J. D.; Seidler, A. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 1662.
22. Berndt, C.; Lillig, C. H.; Wollenberg, M.; Bill, E.; Mansilla, M. C.; de Mendoza, D.; Seidler, A.; Schwenn, J. D. J. Biol. Chem. 2004, 279, 7850.
23. Dos Santos, P. C.; Smith, A. D.; Frazzon, J.; Cash, V. L.; Johnson, M. K.; Dean, D. R. J. Biol. Chem. 2004, 279, 19705.
24. Sen, S.; Igarashi, R.; Smith, A.; Johnson, M. K.; Seefeldt, L. C.; Peters, J. W. Biochem. 2004, 43, 1787.
25. Noodleman, L.; Peng, C. Y.; Case, D. A.; Mouesca, J. M. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 199.
26. Wang, X.-B.; Niu, S.-Q.; Yang, X.; Ibrahim, S. K.; Pickett, C. J.; Ichiye, T.; Wang, L.-S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14072.
27. Yang, X.; Wang, X.-B.; Niu, S.; Pickett, C. J.; Ichiye, T.; Wang, L.-S. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 163401.
28. Niu, S.-Q.; Wang, X.-B.; Yang, X.; Wang, L.-S.; Ichiye, T. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6750.
29. Niu, S.-Q.; Ichiye, T. Theor. Chim. Acta 2007, 117, 275.
30. Yang, X.; Wang, X. B.; Wang, L. S. Int. J. Mass. Spectrom. 2003, 228, 797.
31. Fu, Y. J.; Laskin, J.; Wang, L. S. Int. J. Mass. Svectrom. 2006, 255, 102.
32. Fu, Y. J.; Laskin, J.; Wang, L. S. Int. J. Mass. Spectrom. 2007, 263, 260.
33. Zhai, H. J.; Yang, X.; Fu, Y. J.; Wang, X. B.; Wang, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8413.
34. Fu, Y. J.; Yang, X.; Wang, X. B.; Wang, L. S. Inorg. Chem. 2004, 43, 3647.
35. Fu, Y. J.; Niu, S.-Q.; Ichiye, T.; Wang, L.-S. Inorg. Chem. 2005, 44, 1202.
36. Fu, Y. J.; Yang, X.; Wang, X. B.; Wang, L. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1815.
37. Niu, S.-Q.; Wang, X.-B.; Nichols, J. A.; Wang, L.-S.; Ichiye, T. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 2898.
38. Niu, S.-Q.; Nichols, J. A.; Ichiye, T. J. Chem. Theory Comput. 2009, in press.
39. Yang, X.; Niu, S. Q.; Ichiye, T.; Wang, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15790.
40. Fu, Y. J.; Niu, S. Q.; Yang, X.; Wang, X. B.; Ichiye, T.; Wang, L. S., unpublished.
41. George, S. J.; Armstrong, F. A.; Hatchikian, E. C.; Thomson, A. J. Biochem. J. 1989, 264, 275.
42. Thomson, A. J.; Breton, J.; Butt, J. N.; Hatchikian, E. C.; Armstrong, F. A. J. Inorg. Biochem. 1992, 47, 197.
43. Conover, R. C.; Kowal, A. T.; Fu, W. G.; Park, J. B.; Aono, S.; Adams, M. W.; Johnson, M. K. J. Biol. Chem. 1990, 265, 8533.
44. Gorst, C. M.; Yeh, Y. H.; Teng, Q.; Calzolai, L.; Zhou, Z. H.; Adams, M. W.; La Mar, G. N. Biochem. 1995, 34, 600.
45. Calzolai, L.; Gorst, C. M.; Zhao, Z. H.; Teng, Q.; Adams, M. W.; La Mar, G. N. Biochem. 1995, 34, 11373.
46. Busch, J. L.; Breton, J. L.; Bartlett, B. M.; Armstrong, F. A.; James, R.; Thomson, A. J. Biochem. J. 1997, 323, 95.
47. Walsby, C. J.; Ortillo, D.; Yang, J.; Nnyepi, M. R.; Broderick, W. E.; Hoffman, B. M.; Broderick, J. B. Inorg. Chem. 2005, 44, 727.
48. Cheek, J.; Broderick, J. B. J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 209.
49. Fontecave, M.; Mulliez, E.; Ollagnier-de-Choudens, S. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 506.
50. Jarrett, J. T. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 174.
51. Frey, P. A.; Magnusson, O. T. Chem. Rev. 2003, 103, 2129.
52. Jarrett, J. T. Arch. Biochem. Biophys. 2005, 433, 312.
53. Dilg, A. W. E.; Capozzi, F.; Mentler, M.; Iakovleva, O.; Luchinat, C.; Bertini, L.; Parak, F. G. J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 232.
54. Dilg, A. W. E.; Grantner, K.; Iakovleva, O.; Parak, F. G.; Babini, E.; Bertini, L.; Capozzi, F.; Luchinat, C.; Meyer-Klaucke, W. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 691.
55. Dilg, A. W. E.; Mincione, G.; Achterhold, K.; Iakovleva, O.; Mentler, M.; Luchinat, C.; Bertini, L.; Parak, F. G. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 727.
56. Babini, E.; Bertini, L.; Borsari, M.; Capozzi, F.; Dikiy, A.; Eltis, L. D.; Luchinat, C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 75.
57. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737.
58. Noodleman, L.; Case, D. A. Adv. Inorg. Chem. 1992, 38, 423.
59. Parr, R. G.; Yang, W. Density-functional theory of atoms and molecules; Oxford University Press; Oxford, U.K., 1989.
60. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
61. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
62. Rassolov, V. A.; Pople, J. A.; Ratner, M. A.; Windus, T. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1223.
63. Francl, M. M.; Petro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
64. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
65. Schlegel, H. B. J. Comput. Chem. 1982, 3, 214.
66. Foresman, J. B.; Frisch, A. Exploring chemistry with electronic structure methods, 2nd ed.; Gaussian Inc.: Pittsburgh, 1996.
67. Mouesca, J. M.; Chen, J. L.; Noodleman, L.; Bashford, D.; Case, D. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11898.
68. Li, J. Acta Chimica Sinica 2000, 58, 1529.
69. Straatsma, T. P.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Bylaska, E. J.; de Jong, W.; Hirata, S.; Valiev, M.; Hackler, M.; Pollack, L.; Harrison, R.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J. V. T.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G.; Früchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, Version 4.6; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, Washington, 2004.
70. Black, G.; Didier, B.; Elsethagen, T.; Feller, D.; Gracio, D.; Hackler, M.; Havre, S.; Jones, D.; Jurrus, E.; Keller, T.; Lansing, C.; Matsumoto, S.; Palmer, B.; Peterson, M.; Schuchardt, K.; Stephan, E.; Taylor, H. T., G.; Vorpagel, E.; Windus, T.; Winters, C. Ecce, A Problem Solving Environment for Computational Chemistry, Software Version 3.2.1; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, Washington, 2004.
71. Lane, R. W.; Ibers, J. A.; Frankel, R. B.; Papaefthymiou, G. C.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 84.
72. Carney, M. J.; Papaefthymiou, G. C.; Spartalian, K.; Frankel, R. B.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6084.
73. Osullivan, T.; Millar, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 4096.
74. Excoffon, P.; Laugier, J.; Lamotte, B. Inorg. Chem. 1991, 30, 3075.
75. Venkateswara Rao, P.; Holm, R. H. Chem. Rev. 2004, 104, 527.