Dithiolate-bridged Fe-Ni-Fe trinuclear complexes consisting of Fe(CO) 3-n(CN)n(n=0, 1) components relevant to the active site of [NiFe] hydrogenase

Chemistry - An Asian Journal

Volumn 4, Issue 6, 2009, Pages 961-968

  Pal, Satyanarayan ^a   Ohki, Yasuhiro ^a   Yoshikawa, Teppei ^a   Kuge, Katsuaki ^a   Tatsumi, Kazuyuki ^a  

^a NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

Cluster compounds; Enzyme models; Iron; Nickel; Thiolates

Indexed keywords

[NIFE]-HYDROGENASE; ACTIVE SITE; CARBONYL COMPLEXES; CLUSTER COMPOUNDS; CN-LIGAND; CO LIGANDS; COMPLEX 1; DITHIOLATE; ENZYME MODELS; HYDROGEN BONDINGS; INSOLUBLE MATERIALS; METAL CENTERS; NORBORNANE; SOLID-STATE STRUCTURES; SULFUR BRIDGES; TETRANUCLEAR CLUSTERS; THIOLATES; TRINUCLEAR COMPLEX; X RAY STRUCTURAL ANALYSIS;

CARBON MONOXIDE; ENZYMES; ETHANOL; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; IRON COMPOUNDS; LIGANDS; NICKEL ALLOYS; SODIUM; SULFUR;

NICKEL;

HYDROGENASE; IRON; NICKEL; NICKEL IRON HYDROGENASE; NICKEL-IRON HYDROGENASE; THIOL DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; HYDROGEN BOND; METABOLISM; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

CATALYTIC DOMAIN; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; HYDROGEN BONDING; HYDROGENASE; IRON; NICKEL; SULFHYDRYL COMPOUNDS;

EID: 67650654387     PISSN: 18614728     EISSN: 1861471X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/asia.200800434     Document Type: Article

References (120)

1. R. K. Thauer, A. R. Klein, G. C. Hartmann, Chem. Rev. 1996, 96, 3031-3042
2. M.W.W. Adams, E. I. Stiefel, Science 1998, 282, 1842- 1843;
3. R. Cammack, Nature 1999, 397, 214-215;
4. P. M. Vignais,B. Billoud, J. Meyer, FEMS Microbiol. Rev. 2001, 25, 455-501
5. M. Frey, ChemBioChem 2002, 3, 153-160;
6. D. J. Evans,C. J. Pickett, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 268-275
7. M. Y.Darensbourg, E. J. Lyon, X. Zhao, I. P. Georgakaki, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 3683- 3688;
8. P. M. Vignais, B. Billoud,Chem. Rev. 2007, 107, 4206-4272;
9. J. C. Fontecilla-Camps, A. Volbeda, C. Cavazza, Y. Nicolet, Chem. Rev. 2007, 107, 4273 -4303;
10. A. L. De Lacey, V. M. Fernéndez, M. Rousset, R. Cammack, Chem. Rev. 2007, 107, 4304-4330;
11. W. Lubitz, E. Reijerse, M. van Gastel, Chem. Rev. 2007, 107, 4331-4365
12. K. A. Vincent, A.Parkin, F. A. Armstrong, Chem. Rev. 2007, 107, 4366-4413;
13. Per E. M. Siegbahn, J. W. Tye, M. B. Hall, Chem. Rev. 2007, 107, 4414-4435.
14. A. Volbeda, M. H. Charon, C. Pirus, E. C. Hatchikian, M. Frey, J. C. Fontecilla-Camps, Nature 1995, 373, 580-587
15. A. Volbeda,E. Garcin, C. Piras, A. L. de Lacey, V. M. Fernandez, E. C. Hatchikian, M. Fray, J. C. Fontecilla-Camps, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 12989-12996
16. M. Rousset, Y. Montet, B. Guigliarelli, N. Forget, M. Asso, P. Bertrand, J. C. Fontecilla- Camps, E. C. Hatchikian, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 11625-11630;
17. Y. Higuchi,T. Yagi, N. Yasuaoka, Structure 1997, 5, 1671-1680
18. Y. Higuchi,H. Ogata, K. Miki, N. Yasuoka, T. Yagi, Structure 1999, 7, 549- 556;
19. M. J. Maroney, P. A.Bryngelson, J. Biol. Inorg. Chem.2001, 6, 453-459;
20. M. P. Matias,C. M. Soares, L. M. Saraiva, R.Coelho, J. Morais, J. L. Gall, M. A. Carrondo, J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 63- 81;
21. A. Volbeda,Y. Montel, X. Vernede,E. C. Hatchikian, J. C. Fontecilla- Camps, Int. J. Hydrogen Energy 2002, 27, 1449-1461
22. M. Stein,W. Lubitz, J. Inorg. Biochem.2004, 98, 862-877.
23. O. Sorgenfrei, D. Lindner, M.Karas, A. Klein, Eur. J. Biochem.1993, 213, 1355-1358
24. E.Garcin, X. Vernede, E. C. Hatchikian,A. Volveda, M. Frey, J. C. Fontecilla-Camps, Structure 1999, 7, 557-566.
25. J. W. Peters, W. N. Lanzilotta,B. J. Lemon, L. C. Seefeldt, Science 1998, 282, 1853-1858
26. Y.Nicolet, C. Piras, P. Legrand, E. C. Hatchikian, J. C. Fontecilla- Camps, Structure 1999, 7, 13-23;
27. Y. Nicolet, A. L. de Lacey, X.Vernede, V. M. Fernandez, E. C. Hatchikian, J. C. Fontecilla-Camps, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1596- 1601;
28. Z. Cao, M. B. Hall, J.Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3734-3742;
29. T. Zhou, Y. Mo, A. Liu,Z. Zhou, K. R. Tsai, Inorg. Chem. 2004, 43, 923-930.
30. E. J. Lyon, S. Shima, G. Burman, S. Chowdhury, A. Batschauer, K. Steinbach, R. K. Thauer, Eur. J. Biochem. 2004
31. E. J. Lyon, S. Shima, R. Boecher, R. K. Thauer, F. W. Grevels, E.Bill, W. Roseboom, S. P. J. Albracht, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14239- 14248;
32. S. Shima, E. J. Lyon, R. K. Thauer, B, Mienert, E.Bill, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10430-10435;
33. S. Shima, E. J.Lyon, M. Sordel-Klippert, M. Kauß, J. Kahnt, R. K. Thauer, K. Steinbach, X. Xie, L. Verdier, C. Griesinger, Angew. Chem. 2004, 116, 2601-2605;
34. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2547-2551;
35. S.Shima, R. K. Thauer, Chem. Rec. 2007, 7, 37-46
36. S. Shima, O.Pilak, S. Vogt, M. Schick, M. S. Stagni, W. Meyer-Klaucke, E. Warkentin, R. K. Thauer, U. Ermler, Science 2008, 321, 572-575.
37. K. A. Bagley, C. J. Van Garderen, M. Chen, E. C. Duin, S. P. J. Albracht, W. H. Woodruff, Biochemistry 1994, 33, 9229-9236;
38. R. P.Happe, W. Roseboom, A. J. Pierik, S. P. J. Albracht, K. A. Bagley, Nature 1997, 385, 126
39. A. L. de Lacey, E. C. Hatchikian, A. Volbeda, M. Frey, J. C. Fontecilla-Camps, V. M. Fernandez, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7181- 7189;
40. S. J. George, S. Kurkin, R. N. F. Thorneley, S. P. J. Albracht, Biochemistry 2004, 43, 6808-6819.
41. C.-H. Lai, J. H. Reibenspies, M. Y. Darensbourg, Angew. Chem. 1996, 108, 2551- 2554;
42. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2390- 2393;
43. F. Osterloh, W. Saak, D. Hasse, S. Pohl, Chem. Commun. 1997, 979- 980;
44. S. C. Davies, D. J. Evans, D. L. Hughes, S. Longhurst, J. R. Sanders, Chem. Commun. 1999, 1935-1936;
45. W. F.Liaw, C. Y. Chiang, G. H. Lee, S. M. Peng, C.-H. Lai, M. Y. Darensbourg, Inorg. Chem. 2000, 39, 480-484;
46. D. Sellmann, F.Geipel, F. Lauderbach, F. W. Heinemann, Angew. Chem. 2002, 114, 654- 656;
47. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 632-634
48. M. C. Smith,J. E. Barclay, S. P. Cramer, S. C. Davies, W. W. Gu, D. L. Hughes, S. Longhurst, D. J. Evans, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 2641-2647
49. M. C. Smith, J. E. Barclay, S. C. Davies, D. L. Hughes, D. J. Evans, Dalton Trans. 2003, 4147- 4151;
50. W. Zhu, A. C. Marr, Q.Wang, F. Neese, D. J. E. Spencer, A. J. Blake, P. A. Cooke, C. Wilson, M. Schröder, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 18280-18285.
51. Z. Li, Y. Ohki, K. Tatsumi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8950- 8951;
52. S. Tanino, Z. Li, Y. Ohki, K. Tatsumi, submitted
53. T. Matsumoto, Y. Nakaya, K. Tatsumi, Organometallics 2006, 25, 4835-4845
54. T. Matsumoto, Y. Nakaya, K. Tatsumi, Angew. Chem. 2008, 120, 1939-1941;
55. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 1913- 1915;
56. T.Matsumoto, Y. Nakaya, N. Itakura, K. Tatsumi, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2458-2459
57. Y. Ohki, M. Sakamoto, K. Tatsumi, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11610-11611.
58. Y. Ohki, K. Yasumura, K. Kuge, S. Tanino, M. Ando, Z. Li, K. Tatsumi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 7652-7657.
59. M. Köckerling, G. Henkel, Inorg. Chem. Commun. 2000, 3, 117-119.
60. W. F. Liaw, J. H. Lee, H. B. Gau, C. H. Chen, G. H. Lee, Inorg. Chim. Acta 2001, 322, 99 -105;
61. M. C. Chalbot, A. M. Mills, A. L.Spek, G. J. Long, E. Bouwman, Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 453-457;
62. Q. Wang, J. E. Barclay, A. J. Blake, E. S. Davies, D. J. Evans,A. C. Marr, E. J. L. McInnes, J. McMaster, C. Wilson, M. Schröder, Chem. Eur. J. 2004, 10, 3384-3396
63. D. Sellmann, F. Lauderbach,F. W. Heinemann, Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 371-377.
64. G. Musie, P. J. Farmer, T. Tuntulani, J. H. Reibenspies, M. Y. Darensbourg, Inorg. Chem. 1996, 35, 2176-2183.
65. P. Woodward, L. F. Dahl, E. W. Abel, B. C. Crosse, J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 5251 -5253;
66. E. W. Abel, B. C. Crosse, J. Chem. Soc.A 1966, 1377-1378;
67. R. O. Gould, M. M. Harding, J. Chem. Soc. A 1970, 875-881
68. H. Barrera, J. C. Bayon, J. Suades, C. Germain, J. P. Declerq, Polyhedron 1984, 3, 969-975
69. T. A. Wark, D. W.Stephan, Organometallics 1989, 8, 2836- 2843;
70. M. Capdevila, P. Gonzalez-Duarte, J. Sola, C. Foces-Foces, F. H. Cano, M. Martinez- Ripoll, Polyhedron 1989, 8, 1253- 1259;
71. H. Feld, A. Leute, D.Rading, A. Benninghoven, G. Henkel, T. Krüger, B. Krebs, Z. Naturforsch. B 1992, 47, 929- 936;
72. K. Schulbert, R. Mattes, Z. Naturforsch.B 1994, 49, 770-772
73. J. Sletten, J. A. Kovacs, Acta Chem. Scand. Ser. A 1994, 48, 929-932
74. F. F. Jian, K. Jiao, Y. Li, P. S.Zhao, L. D. Lu, Angew. Chem. 2003, 115, 5900-5902;
75. Angew. Chem.Int. Ed. 2003, 42, 5722-5724.
76. Z. Chi, S. Takada, M. Kölzer, T. Matsumoto, K. Tatsumi, Angew. Chem. 2006, 118, 3852 - 3856;
77. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3768-3772.
78. T. Yamamura, H. Arai, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1992, 65, 1799-1806.
79. A. I. Nekhaev, S. D. Alekseeva, N. S. Nametkin, V. D. Tyurin, B. I. Kolobkov, J. Organomet. Chem. 1985, 297, 33-35.
80. U. Wannagat, H. Seyferth, Angew. Chem. 1965, 77, 457-458.
81. C. H. Chen, Y. S. Chang, C. Y. Yang, T. N. Chen, C. M. Lee, W. F. Liaw, Dalton Trans. 2004, 137- 143;
82. C. D. J. Darensbourg, W. Z.Lee, A. L. Phelps, Inorg. Chim. Acta 2005, 358, 4095-4098;
83. M.Schmidt, S. M. Contakes, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9736-9737.
84. M. J. Maroney, P. A. Bryngelson, J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 453-459.
85. D. L. Hughes, G. J. Leigh, D. R. Paulson, Inorg. Chim. Acta 1986, 120, 191-195;
86. J. A. Cabeza, M. A. Martinez-Garcia, V. Riera, Organometallics 1998, 17, 1471-1477
87. C. Alvarez-Toledano, J. Enriquez, R. A. Toscano, M. Martinez-Garcia, E. Cortes-Cortes, Y. M. Osornio, O. Garcia-Mellado, R. Gutierrez-Perez, J. Organomet. Chem. 1999, 577, 38-43.
88. C. H. Lai, W. Z. Lee, M. L. Miller, J. H. Reibenspies, D. J. Darensbourg, M. Y. Darensbourg, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10103-10114;
89. W. F. Liaw, N. H. Lee, C. H. Chen, C. M. Lee, G. H. Lee, S. M. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 488- 494;
90. E. J. Lyon, I. P. Georgakaki, J. H. Reibenspies, M. Y. Darensbourg, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3268-3278;
91. T. B. Rauchfuss,S. M. Contakes, S. C. N. Hsu, M. A. Reynolds, S. R. Wilson, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6933- 6934;
92. M. Razavet, S. C. Davies, D. L. Hughes, C. J. Pickett, Chem. Commun. 2001, 847- 848;
93. F. Gloaguen,J. D. Lawrence, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9476-9477
94. J. Jiang, S. A. Koch, Inorg. Chem. 2002, 41, 158- 160;
95. W. F. Liaw, J. H. Lee, H. B. Gau, C. H. Chen, S. J. Jung, C. H. Hung, W. Y. Chen, C. H. Hu, G. H. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1680-1688
96. M. Razavet, S. J. Borg, S. J. George, S. P. Best, S. A. Fairhurst, C. J. Pickett, Chem. Commun. 2002, 700-701;
97. D.Sellmann, F. Geipel, F. W. Heinemann, Chem. Eur. J. 2002, 8, 958- 966;
98. F. Gloaguen, J .D. Lawrence, T. B. Rauchfuss, M. Benard, M.-M. Rohmer, Inorg. Chem. 2002, 41, 6573-6582
99. S. J. George,Z. Cui, M. Razavet, C. J. Pickett, Chem. Eur. J. 2002, 8, 4037- 4046;
100. A. Kayal, T. B. Rauchfuss, Inorg. Chem. 2003, 42, 5046-5048;
101. C. H. Chen, Y. S. Chang, C. Y. Yang, T. N. Chen, C. M. Lee, W. F. Liaw, Dalton Trans. 2004, 137-143.
102. S. Fox, Y. Wang, A. Silver, M. Millar, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3218-3220.
103. E. J. Lyon, I. P. Georgakaki, J. H. Reibenspies, M. Y. Darensbourg, Angew. Chem. 1999, 111, 3373-3376;
104. Angew. Chem. Int. Ed. 1999,38, 3178-3180.
105. P. M. Matias, C. M. Soares, L. M. Saraiva, R. Coelho, J. Morais, J. L. Gall, M. A. Carrondo, J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 63-81.
106. S. Pohl, W. Barklage, W. Saak, U. Opitz, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1993, 1251-1252
107. C. Junghans, W. Saak, S. Pohl, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 2327-2328;
108. F. Osterloh, W. Saak, S. Pohl, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5648-5656.
109. S. Niu, L. M. Thompson, M. B. Hall, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121,4000-4007
110. S. Li, M. B. Hall, Inorg. Chem. 2001, 40, 18-24;
111. A.Pardo, A. L. D. Lacey, V. M. Fernandez, H. J. Fan, Y. Fan, M. B. Hall, J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 286-306;
112. P. Jayapal, M. Sundararajan,I. H. Hillier, N. A. Burton, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 4086-4094.
113. M. Schmidt, S. M. Contakes, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9736-9737.
114. X. Zhao, I. P. Georgakaki, M. L. Miller, J. C. Yarbrough, M. Y. Darensbourg, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9710-9711
115. F. Gloaguen,J. D. Lawrence, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9476-9477.
116. C. E. Forde, S. E. Landau, R. H. Morris, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1997, 1663-1664;
117. T. P. Fong, C. E. Forde, A. J. Lough, R. H. Morris, P. Rigo, E. Rocchini, T. Stephan, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1999, 4475-4486.
118. A. B. Pangborn, M. A. Giardello, R. H. Grubbs, R. K. Rosen, F. J. Timmers, Organometallics 1996, 15, 1518-1520.
119. T. C. Shields, A. N. Kurtz, J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 5415-5416.
120. W. A. Herrmann, Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Vol.7, Thieme, New York, 1997, p. 41.