Unsymmetrical FeIIICoII and GaIIICo II complexes as chemical hydrolases: Biomimetic models for purple acid phosphatases (PAPs)

Inorganic Chemistry

Volumn 48, Issue 16, 2009, Pages 7905-7921

  Xavier, Fernando R ^a   Neves, Ademir ^a   Casellato, Annelise ^a   Peralta, Rosely A ^a   Bortoluzzi, Adailton J ^a   Szpoganicz, Bruno ^a   Severino, Patricia C ^a   Terenzi, Hernán ^a   Tomkowicz, Zbigniew ^b,c   Ostrovsky, Sergei ^c,d   Haase, Wolfgang ^d   Ozarowski, Andrew ^e   Krzystek, Jerzy ^f   Telser, Joshua ^f   Schenk, Gerhard ^g   Gahan, Lawrence R ^g  

^a FEDERAL UNIVERSITY OF SANTA CATARINA   (Brazil)

^b JAGIELLONIAN UNIVERSITY   (Poland)

^c INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (Moldova)

^d DARMSTADT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^e FLORIDA STATE UNIVERSITY   (United States)

^f ROOSEVELT UNIVERSITY   (United States)

^g UNIVERSITY OF QUEENSLAND   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACID PHOSPHATASE; ACID PHOSPHATASE TARTRATE RESISTANT ISOENZYME; COBALT; DNA; FERRIC ION; GALLIUM; GLYCOPROTEIN;

ABSORPTION; ANIMAL; ARTICLE; BIOCATALYSIS; BIOMIMETICS; CATTLE; CHEMISTRY; CIRCULAR DICHROISM; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRON SPIN RESONANCE; HYDROLYSIS; KINETICS; MAGNETISM; METABOLISM; POTENTIOMETRY; TITRIMETRY;

ABSORPTION; ACID PHOSPHATASE; ANIMALS; BIOCATALYSIS; BIOMIMETICS; CATTLE; CIRCULAR DICHROISM; COBALT; DNA; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; FERRIC COMPOUNDS; GALLIUM; GLYCOPROTEINS; HYDROLYSIS; KINETICS; MAGNETICS; POTENTIOMETRY; TITRIMETRY;

EID: 68949142306     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic900831q     Document Type: Article

References (97)

1. Twitchett, M. B.; Sykes, A. G. Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 2105.
2. (a) Mitić, N.; Smith, S. J.; Neves, A.; Guddat, L. W.; Gahan, L. R.; Schenk, G. Chem. Rev. 2006, 106, 3338.
3. (b) Gahan, L. R.; Smith, S. J.; Neves, A.; Schenk, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 2745.
4. Sträter, N.; Lipscomb, W. N.; Klabunde, T.; Krebs, B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2024.
5. Vincent, J. B.; Olivier-Lilley, G. L.; Averill, B. A. Chem. Rev. 1990, 90, 1447.
6. Chen, T. T.; Baser, F. W.; Cetorelli, J. J.; Pollard, W. E.; Roberts, R. M. J. Biol. Chem. 1973, 248, 8560.
7. Beck, J. L.; McConachie, L. A.; Summers, A. C.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochim. Biophys. Acta 1986, 869, 61.
8. Ullah, A. H. J.; Mullaney, E. M.; Dischinger, H. C., Jr. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 203, 182.
9. Klabunde, T.; Sträter, N.; Fröhlich, R.; Witzel, H.; Krebs, B. J. Mol. Biol. 1996, 259, 131.
10. Oddie, G. W.; Schenk, G.; Angel, N. Z.; Walsh, N.; Guddat, L. W.; de Jersey, J.; Cassady, A. I.; Hamilton, S. E.; Hume, D. A. Bone 2000, 27(5), 575.
11. Klabunde, T.; Krebs, B. Struct. Bonding (Berlin) 1997, 89, 177.
12. Uppenberg, J.; Lindqvist, F.; Svensson, B.; Ek-Rylander, B.; Andersson, G. J. Mol. Biol. 1999, 290, 201.
13. Lindqvist, Y.; Johansson, E.; Kaija, H.; Vihko, P.; Schneider, G. J. Mol. Biol. 1999, 291, 135.
14. Guddat, L. W.; McAlpine, A. S.; Hume, D.; Hamilton, S.; Jersey, J.; Martin, J. L. Structure 1999, 7, 757.
15. Schenk, G.; Boutchard, C. L.; Carrington, L. E.; Noble, C. J.; Moubaraki, B.; Murray, K. S.; de Jersey, J.; Hanson, G. R.; Hamilton, S. J. Biol. Chem. 2001, 276, 19084.
16. Schenk, G.; Ge, Y.; Carrington, L. E.; Wynne, C. J.; Searle, I. R.; Carrol, B. J.; Hamilton, S.; de Jersey, J. Arch. Biochem. Biophys. 1999, 370, 183.
17. Smoukov, S. K.; Quaroni, L.; Wang, X.; Doan, P. E.; Hoffman, B. M.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2595.
18. Averill, B. A.; Davis, J. C.; Burman, S.; Zirino, T.; Sanders-Loehr, J.; Loehr, T. M.; Sage, J. T.; Debrunner, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3760.
19. Wang, D. L.; Holz, R. C.; David, S. S.; Que, L., Jr.; Stankovich, M. Biochem. 1991, 30, 8187.
20. Cox, R. S.; Schenk, G.; Mitić, N.; Gahan, L. R.; Henge, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9550.
21. Schenk, G.; Korsinczky, M. L. J.; Hume, D. A.; Hamilton, S.; de Jersey, J. Gene 2000, 255, 419.
22. Schenk, G.; Gahan, L. R.; Carrington, L. E.; Mitić, N.; Valizadeh, M.; Hamilton, S. E.; de Jersey, J.; Gudat, L. W. PNAS 2005, 102, 273.
23. Keough, D. T.; Dionysius, D. A.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1980, 94, 600.
24. Beck, J. L.; Keough, D. T.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochim. Biophys. Acta 1984, 791, 357.
25. Beck, J. L.; de Jersey, J.; Zerner, B.; Hendrich, M. P.; Debrunner, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3317.
26. Beck, J. L.; McArthur, M. J.; de Jersey, J.; Zerner, B. Inorg. Chim. Acta 1988, 153, 39.
27. Schenk, G.; Peralta, R. A.; Batista, S. C.; Bortoluzzi, A. J.; Szpoganicz, B.; Dick, A. K.; Herrald, P.; Hanson, G. R.; Szilagyi, R. K.; Riley, M. J.; Gahan, L. R.; Neves, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 139.
28. (a) Davis, J. C.; Averill, B. A. PNAS 1982, 79, 4623.
29. (b) David, S. S.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6455.
30. Merkx, M.; Averill, B. A. Biochem. 1998, 37, 8490.
31. Smith, S. J.; Casellato, A.; Hadler, K. S.; Mitić, N.; Riley, M. J.; Bortoluzzi, A. J.; Szpoganicz, B.; Schenck, G.; Neves, A.; Gahan, L. J. Biol. Inorg. Chem. 2007, 12, 1207.
32. Merkx, M.; Averill, B. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6683.
33. Ghiladi, M.; McKenzie, C. J.; Meier, A.; Powell, A. K.; Ulstrup, J.; Wocadlo, S. J. Chem. Soc, Dalton Trans. 1997, 4011.
34. (a) Neves, A.; Lanznaster, M.; Bortolozzi, A. J.; Peralta, R. A.; Casellato, A.; Castellano, E. E.; Herrald, P.; Riley, M. J.; Schenk, G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7486.
35. (b) Ferreira, D. E. C.; Almeida, W. B. D.; Neves, A.; Rocha, W. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 7039.
36. Lanznaster, M.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Szpoganicz, B.; Schwingel, E. Inorg. Chem. 2002, 41, 5641.
37. Neves, A.; de Brito, M. A.; Drago, V.; Griesar, K.; Haase, W. Inorg. Chim. Acta 1995, 237, 131.
38. Karsten, P.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Strahle, J.; Maichle-Mössmer, C. Inorz. Chem. Commun. 2002, 5, 434.
39. Horn., Jr., A. Ph.D. Thesis, Federal University of Santa Catarina, Santa Catarina, Brazil, 2000.
40. Karsten, P.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Drago, V.; Lanznaster, M. Inorg. Chem. 2002, 41, 4624.
41. Batista, S. C.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Vencato, I.; Peralta, R. A.; Szpoganicz, B.; Aires, V. E.; Severino, P. A. Inorg. Chem. Commun. 2003, 6, 1161.
42. Lanznaster, M.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Aires, V. V. E.; Szpoganicz, B.; Terenzi, H.; Severino, R. C.; Fuller, J. M.; Drew, S. C.; Gahan, L. R.; Hanson, G. R.; Riley, M. J.; Schenk, G. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 319.
43. Neves, A.; de Brito, M.; Vencato, I.; Drago, V.; Griesar, K.; Haase, W. Inorg. Chem. 1996, 35, 2360.
44. Gagné, R. R.; Koval, C. A.; Lisensky, G. C. Inorg. Chem. 1980, 19, 2854.
45. Carlin, R. L. Magnetochemistry; Springer-Verlag: Berlin, 1986.
46. Zvyagin, S. A.; Krzystek, J.; van Loosdrecht, P. H. M.; Dhalenne, G.; Revcolevschi, A. Physica B 2004, 346-347, 1.
47. Hassan, A. K.; Pardi, L. A.; Krzystek, J.; Sienkiewicz, A.; Goy, P.; Rohrer, M.; Brunei, L.-C. J. Mazn. Reson. 2000, 142, 300.
48. Krzystek, J.; Ozarowski, A.; Telser, J. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 2308.
49. (b) Krzystek, J.; Zvyagin, S. A.; Ozarowski, A.; Trofimenko, S.; Telser, J. J. Magn. Reson. 2006, 178, 174.
50. Abragam, A.; Bleaney, B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions; Dover Publications, Inc.: New York, 1986.
51. Martell A. E.; Motekaitis, R. J. Determination of Stability Constants, 2nd ed.; VHC Publishers: Weinheim, Germany, 1992.
52. Bunton, C. A.; Farber, S. J. J. Org. Chem. 1969, 34, 767.
53. Rawji, G.; Milburn, R. M. J. Org. Chem. 1981, 46, 1205.
54. (a) Oliveira, M. C. B.; Scarpellini, M.; Neves, A.; Terenzi, H.; Bortoluzzi, A. J.; Szpoganicz, B.; Greatti, A.; Mangrich, A. S.; Souza, E. M.; Fernandez, P. M.; Soares, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 921-929.
55. (b) Weston, J. Chem. Rev. 2005, 105, 2151.
56. (a) Hopkins, A. L.; Mason, J. S.; Overington, J. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2006, 16, 127.
57. (b) Hult, K.; Berglund, P. Trends Biotechnol. 2007, 25, 231.
58. (a) CAD-4 EXPRESS, version 5.1/1.2; Enraf-Nonius: Delft, The Netherlands, 1994.
59. (b) Spek, A. L. HELENA, CAD-4 Data Reduction Program; University of Utrecht, The Netherlands, 1996.
60. (c) North, A. C. T.; Phillips, D. C.; Mathews, F. S. Acta Crystallogr. 1968, A24, 351.
61. Spek, A. L. Acta Crystallogr. 1990, A46, C34.
62. (d) Altomare, A.; Burla, M. C.; Camalli, M.; Cascarano, G. L.; Giacovazzo, C.; Guagliardi, A.; Moliterni, A. G. G.; Polidori, G.; Spagna, R. J. Appl. Crystallogr. 1999, 32, 115.
63. (e) Sheldrick, G. M. SHELXL 97, Program for the Refinement of Crystal Structures; University of Gottingen: Göttingen, Germany, 1997.
64. Belle, C.; Gautier-Luneau, I.; Gellon, G.; Pierre, J. L.; Morgenstern-Badarau, I.; Saint-Aman, E. J. Chem. Soc, Dalton Trans. 1997, 3543.
65. Schenk, G.; Gahan, L. R.; Carrington, L. E.; Valizadeh, M.; Hamilton, S. E.; de Jersey, J.; Guddat, L. W. PNAS 2004, 102, 273.
66. (a) Lines, M. E. J. Chem. Phys. 1971, 55, 2977.
67. (b) Bendix, J.; Brorson, M.; Schäffer, C. E. Inorg. Chem. 1993, 32, 2838.
68. (c) Ostrovsky, S. M.; Falk, K.; Pelikan, J.; Brown, D. A.; Tomkowicz, Z.; Haase, W. Inorg. Chem. 2006, 45, 688.
69. (d) Tomkowicz, Z.; Ostrovsky, S.; Müller-Bunz, H.; Hussein Eltmimi, A. J.; Rams, M.; Brown, D. A.; Haase, W. Inorg. Chem. 2008, 47, 6956.
70. (a) Werner, R.; Ostrovsky, S.; Griesar, K.; Haase, W. Inorg. Chim. Acta 2001, 326, 78.
71. (b) Lippard, S. J.; Gorun, S. M. Inorg. Chem. 1991, 30, 1625.
72. (c) Weihe, H.; Güdel, H. U. J. Am. Chem. Soc. 1997, 109, 6539.
73. Knapp, M. J.; Krzystek, J.; Brunei, L.-C.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1999, 38, 3321.
74. Karadas, F.; Schelter, E. J.; Shatruk, M.; Prosvirin, A. V.; Bacsa, J.; Smirnov, D.; Ozarowski, A.; Krzystek, J.; Telser, J.; Dunbar, K. R. Inorg. Chem. 2008, 47, 2074.
75. Carlin, R. L.; O'Connor, C. J.; Bhatia, S. N. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 685.
76. Makinen, M. W.; Kuo, L. C.; Yim, M. B.; Wells, G. B.; Fukuyama, J. M.; Kim, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 5245.
77. Weisser, J. T.; Nilges, M. J.; Sever, M. J.; Wilker, J. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 7736.
78. Renault, J. P.; Verchere-Beaur, C.; Morgenstern-Badarau, I.; Yamakura, F.; Gerloch, M. Inorg. Chem. 2000, 39, 2666.
79. Biaso, F.; Duboc, C.; Barbara, B.; Serratrice, G.; Thomas, F.; Beguin, C. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 467.
80. Aasa, R. J. Chem. Phys. 1970, 52, 3919.
81. Zein, S.; Duboc, C.; Lubitz, W.; Neese, F. Inorg. Chem. 2008, 47, 134.
82. Zein, S.; Neese, F. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7976.
83. Duboc, C.; Phoeung, T.; Zein, S.; Pécaut, J.; Collomb, M.-N.; Neese, F. Inorg. Chem. 2007, 46, 4905.
84. Johansson, F. B.; Bond, A. D.; Nielsen, U. G.; Moubaraki, B. K.; Murray, S.; Berry, K. J.; Larrabee, J. A.; McKenzie, C. J. Inorg. Chem. 2008, 47, 5079.
85. Davis, M. I.; Orville, A. M.; Neese, F.; Zaleski, J. M.; Lipscomb, J. D.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 602.
86. Lambert, E.; Chabut, B.; Chardon-Noblat, S.; Deronzier, A.; Chottard, G.; Bousseksou, A.; Tuchagues, J. P.; Laugier, J.; Bardet, M.; Latour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9424.
87. Twitchett, M. B.; Schenk, G.; Aquino, M. A. S.; Yiu, D. T. Y.; Lau, T. C.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 2002, 41, 5787.
88. Deal, K. A.; Henge, A. C.; Burstyn, J. N. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1713.
89. Franklyn, S. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 201.
90. (a) Chao, H.; Mei, W.-J.; Huang, Q.-W.; Ji, L.-N. J. Inorg. Biochem. 2002, 92, 165.
91. (b) Otero, L.; Smircich, P.; Vieites, M.; Ciganda, M.; Severino, P. C.; Terenzi, H.; Cerecetto, H.; Gambino, D.; Garat, B. J. Inorg. Biochem. 2007, 101, 74.
92. (c) Tamilarasan, R.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1990, 29, 2798.
93. (d) Rey, N. A.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Pich, K. T.; Terenzi, H. Inorg. Chem. 2007, 46, 348.
94. Chan, H.-L.; Liu, H.-Q.; Tzeng, B.-C.; You, Y.-S.; Peng, S.-M.; Yang, M.; Che, C.-M. Inorg. Chem. 2002, 41, 3161.
95. Zhang, S.-S.; Niu, S.-Y.; Qu, B.; Jie, G.-F.; Xu, H.; Ding, C.-F. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 2340.
96. Mahadevan, S.; Palaniandavar, M. Inorg. Chem. 1998, 37, 693.
97. Reddy, P. R.; Rao, K. S.; Satyanarayana, B. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 7311.