Theoretical determination of the redox potentials of NRH:Quinone oxidoreductase 2 using quantum mechanical/molecular mechanical simulations

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 23, 2009, Pages 8149-8157

  Rauschnot Jr , James C ^a   Yang, Chee ^a   Yang, Vang ^a   Bhattacharyya, Sudeep ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN EAU CLAIRE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADDITION REACTIONS; CATALYSIS; MOLECULAR MODELING; QUANTUM THEORY; REDOX REACTIONS;

ACTIVE SITE RESIDUES; CHARGE SEPARATIONS; ELECTROSTATIC CONTRIBUTIONS; FLAVIN ADENINE DINUCLEOTIDE; QUANTITATIVE ESTIMATION; QUANTUM MECHANICAL/MOLECULAR MECHANICAL; QUANTUM MECHANICAL/MOLECULAR MECHANICAL SIMULATIONS; TWO-ELECTRON REDUCTION;

ENZYMES;

EID: 67649308717     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp901854a     Document Type: Article

References (87)

1. Radjendirane, V.; Jaiswal, A. K. Biochem. Pharmacol. 1999, 58, 597.
2. Vella, F.; Ferry, G.; Delagrange, P.; Boutin, J. A. Biochem. Pharmacol. 2005, 71, 1.
3. Colucci, M. A.; Moody, C. J.; Couch, G. D. Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 637.
4. Fu, Y.; Buryanovskyy, L.; Zhang, Z. J. Biol. Chem. 2008, 283, 23829.
5. Deller, S.; Macheroux, P.; Sollner, S. Cell. Mol. Life Sci. 2008, 65, 141.
6. AbuKhader, M.; Heap, J.; De Matteis, C.; Kellam, B.; Doughty, S. W.; Minton, N.; Paoli, M. Med. Chem. 2005, 48, 7714.
7. Bianchet, M. A.; Faig, M.; Amzel, L. M. Methods Enzymol. 2004, 382, 144.
8. Jamieson, D.; Wilson, K.; Pridgeon, S.; Margetts, J. P.; Edmondson, R. J.; Leung, H. Y.; Knox, R.; Boddy, A. V. Clin. Cancer Res. 2007, 13, 1584.
9. Cukier, R. I. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15428.
10. Cukier, R. I.; Nocera, D. G. Annu Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 337.
11. Bhattacharyya, S.; Stankovich, M. T.; Truhlar, D. G.; Gao, J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5729.
12. Cui, Q.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; .Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 569.
13. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elstner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260.
14. Frauenheim, T.; Seifert, G.; Elstner, M.; Hajnal, Z.; Jungnickel, G.; Porezag, D.; Suhai, S.; Rcholz, R. Phys. Status Solidi B 2000, 217, 41.
15. Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235.
16. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33.
17. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S. J. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
18. Janik, B.; Elving, P. J. Chem. Rev. 1968, 68, 295.
19. Ghisla, S.; Massey, V. Eur. J. Biochem. 1989, 181, 1.
20. Mayhew, S. G. Eur. J. Biochem. 1999, 265, 698.
21. Walsh, J. D.; Miller, A.-F. J. Mol. Struct. 2003, 623, 185.
22. Kelly, C. P.; Cramer, C J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16066.
23. Beveridge, D. L.; Mezei, M.; Ravishanker, G.; Jayaram, B. Proc. Int. Symp. Biomol, Struct. Interact., Suppl, J. Biosci. 1985, 8, 167.
24. Straatsma, T. P.; Berensden, H. J. C. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5876.
25. Zwanzig, R. W. J. Phys. Chem. 1954, 22, 1420.
26. Brandsdal, B. O.; Osterberg, F.; Almlof, M.; Feierberg, I.; Luzhkov, V. B.; Aqvist, J. Adv. Protein Chem. 2003, 66, 123.
27. Formaneck, M. S.; Li, G.; Zhang, X.; Cui, Q. J. Theor. Comp. Chem. 2002, 1, 53.
28. Li, G.; Zhang, X.; Cui, Q. J. Phys.Chem. B 2003, 107, 8643.
29. Slater, J. C.; Koster, G. F. Phys. Rev. 1954, 94, 1498.
30. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
31. Elstner, M.; Cui, Q.; Munih, P.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 2003, 24, 565.
32. Zerner, M. C Rev.Comp. Chem.1991, 8, 313.
33. Liu, H.; Elstner, M.; Kaxiras, E.; Frauenheim, T.; Hermans, J.; Yang, W. Proteins 2001, 44, 484.
34. Konig, P. H.; Hoffmann, M.; Frauenheim, T.; Cui, Q. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9082.
35. Woodcock, H. L.; Hodoscek, M.; Brooks, B. R. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5720.
36. Pavelites, J. J.; Gao, J.; Bash, P. A.; MacKerell, A. D. J. J. Comput. Chem. 1997, 18, 221.
37. MacKerell, A. D. J.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L. J.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Gou, J.; Ha, S.; JosephMcCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E. I.; Roux, B.; Schelenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanbe, M.; Wiórkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586.
38. Bhattacharyya, S.; Ma, S.; Stankovich, M. T.; Truhlar, D. G.; Gao, J. Biochemistry 2005, 44, 16549.
39. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
40. Rychaert, J. P.; Ciotti, G.; Berensden, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
41. Verlet, L. Phys. Rev. 1967, 159, 98.
42. Hockney, R. W. Methods Comput. Phys. 1970, 9, 136.
43. Brooks, C. L. I.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1983, 79, 6312.
44. Born, M. Z. Phys. 1920, 1, 45.
45. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101.
46. Lewis, A.; Bumpus, J. A.; Truhlar, D. G.; Cramer, C. J. J. Chem. Educ. 2004, 81, 596.
47. Reynolds, C. A.; King, P. M.; Richard, W. G. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1988, 1434.
48. Gunner, M. R.; Honig, B. Proc. Natl, Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 9151.
49. Reynolds, C. A. Int. J. Quantum Chem. 1995, 56, 677.
50. Boesch, S. E.; Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10083.
51. Raymond, K. S.; Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 623.
52. Olsson, M. H.; Ryde, U. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 654.
53. Winget, P.; Weber, E. J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1231.
54. Patterson, E. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2025.
55. Olsson, M. H.; Ryde, U. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7866.
56. Fontanesi, C.; Benassi, R.; Giovanardi, R.; Marcaccio, M.; Paolucci, F.; Roffia, S. J. Mol. Struct. 2002, 672, 277.
57. Baik, M. H.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7407.
58. Namazian, M.; Norouzi, P.; Ranjbar, R. J. Mol. Struct. 2003, 625, 235.
59. Winget, P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2004, 112, 2025.
60. Namazian, M.; Almodarresieh, H. A. J. Mol. Struct. 2004, 686, 97.
61. Datta, S. N.; Sudhamsu, J.; Pandey, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8007.
62. Dutton, A. S.; Fukuto, J. M.; Houk, K. N. Inorg. Chem. 2005, 44, 4024.
63. Shamshipur, M.; Alizadeh, K.; Arshadi, S. J. Mol. Struct. 2006, 758, 71.
64. Jaque, P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C. 2007, 111, 5783.
65. Menta, N.; Datta, S. N. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7210.
66. Pandey, A.; Datta, S. N. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9066.
67. Lynden-Bell, R. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10800.
68. Takahashi, R.; Hasegawa, K.; Noguchi, T. Biochemistry 2008, 47, 6289.
69. Churg, A. K.; Warshel, A. Biochemistry 1986, 25, 1675.
70. Shenoy, V. S.; Ichiye, T. Proteins 1993, 17, 152.
71. Ichiye, T. In Computational Biochemistry and Biophysics; Becker, O. M., MacKerell, A. D. J, Roux, B., Watanabe, M., Eds.; Dekker: New York, 2001; p 393.
72. Tavernelli, I.; Vuilleurmier, R.; Sprik, M. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 213002.
73. Olsson, M. H.; Hong, G.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5025.
74. Blumberger, J.; Sprik, M. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 113.
75. Svenson, M.; Humbel, S.; Froese, R. D. J.; Matsubara, T.; Sieber, S.; Sieber, K.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. 1996, 190, 19357.
76. Torrent, M.; Vreven, T.; Musaev, D. G.; Morokuma, K.; Farkas, O.; Schlegel, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 192.
77. Prabhakar, R.; Vreven, T.; Frisch, M. J.; Morokuma, K.; Musaev, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13608.
78. Lundberg, M.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9380.
79. Moller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618.
80. Simonson, T. Proc. Natl, Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 6544.
81. Tedeschi, G.; Chen, S.; Massey, V. J. Biol. Chem. 1995, 270, 1198.
82. Massey, V. FASEB. J. 1995, 9, 473.
83. Alexov, E. G.; Gunner, M. R. Biochemistry 1999, 38, 8253.
84. Alexov, E. G.; Gunner, M. R. Biophys. J. 1997, 72, 2075.
85. Gunner, M. R.; Saleh, M. A.; Cross, E.; ud-Doula, A.; Wise, M. Biophys. J. 2000, 78, 1126.
86. Song, Y.; Mao, J.; Gunner, M. R. Biochemistry 2003, 42, 9875.
87. Zhu, Z.; Gunner, M. R. Biochemistry 2005, 44, 82.