Protonation of Type-1 Cu bound histidines: a quantum chemical study

Inorganic Chemistry

Volumn 49, Issue 2, 2010, Pages 435-444

  Su, Peifeng ^a   Hul, L I ^a  

^a UNIVERSITY OF NEBRASKA LINCOLN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AZURIN; BACTERIAL PROTEIN; COPPER; HISTIDINE; PLASTOCYANIN; PROTON; PSEUDOAZURIN; RUSTICYANIN; VEGETABLE PROTEIN;

ARTICLE; BACTERIUM; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; FERN; QUANTUM THEORY; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

AZURIN; BACTERIA; BACTERIAL PROTEINS; CATALYTIC DOMAIN; COPPER; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; FERNS; HISTIDINE; MODELS, MOLECULAR; PLANT PROTEINS; PLASTOCYANIN; PROTONS; QUANTUM THEORY;

EID: 74549150006     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic9012735     Document Type: Article

References (85)

1. Lommen, A.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1990, 265, 2768-2774.
2. Zhu, Z. Y.; Cunane, L. M.; Chen, Z. W.; Durley, R. C. E.; Mathews, F. S.; Davidson, V. L. Biochemistry 1998, 37, 17128-17136.
3. Hunter, D. M.; McFarlane, W.; Sykes, A. G.; Dennison, C. Inorg. Chem. 2001, 40, 354-360.
4. Jackman, M. P.; McGinnis, J.; Sykes, A. G.; Collyer, C. A.; Murata, M.; Freeman, H. C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1987, 2573-2577.
5. Hulsker, R.; Mery, A.; Thomassen, E. A.; Ranieri, A.; Sola, M.; Verbeet, M. P.; Kohzuma, T.; Ubbink, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4423-4429.
6. Impagliazzo, A. Trans Protein Interactions: The Case of Pseudoazurin and Nitrite Reductase. Ph. D. Thesis, Leiden University, The Netherlands, 2005.
7. Dennison, C.; Kohzuma, T.; McFarlane, W.; Suzuki, S.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 1994, 33, 3299-3305.
8. Dennison, C.; Kohzuma, T.; McFarlane, W.; Suzuki, S.; Sykes, A. G. J. Chem. Soc.-Chem. Commun, 1994, 581-582.
9. Jeuken, L. J. C.; van Vliet, P.; Verbeet, U. P.; Camba, R.; McEvoy, J. P.; Armstrong, F. K.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 1.22, 12186-12194.
10. Groeneveld, C. M.; Feiters, M. C.; Hasnain, S. S.; Van Rijn, J.; Reedijk, J.; Canters, G. W. Biochim. Biophys. Acta 1986, 873, 214-227.
11. Jeuken, L. J. C.; Ubbink, M.; Bitter, J. H.; van Vliet, P.; MeyerKlaucke, W.; Canters, G. W. J. Mol. Biol. 2000, 299, 737-755.
12. Hunt, A. H.; Toypalmer, A.; Assamunt, N.; Cavanagh, J.; Blake, R. C.; Dyson, H. J. J. Mol. Biol. 1994, 244, 370-384.
13. McGinnis, J.; Ingledew, W. J.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 1986, 25, 3730-3733.
14. Dennison, C. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 3025-3054.
15. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Loschi, L.; Sola, M. J. Inorg. Biochem. 1998, 69, 97-100.
16. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Loschi, L.; Sola, M. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 350-359.
17. Dennison, C. Nat. Prod. Rep. 2008, 25, 15-24.
18. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Canters, G. W.; de Waal, E.; Leonardi, A.; Ranieri, A.; Sola, M. Biochemistry 2002, 41, 14293-14298.
19. Yanagisawa, S.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15711-15719.
20. Li, C.; Yanagisawa, S.; Martins, B. M.; Messerschmidt, A.; Banfield, M. J.; Dennison, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 7258-7263.
21. Li, C.; Banfield, M. J.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 709-718.
22. Kojiro, C. L.; Markley, J. L. EEBS Lett. 1983, 162, 52-56.
23. Lommen, A.; Canters, G. W.; Beeumen, J. Eur. J. Biochem. 1988, 176, 213-223.
24. Canters, G. W.; Lommen, A.; van de Kamp, M.; Hoitink, C. W. G. BioMetals 1990, 3, 67-72.
25. Guss, J. M.; Harrowell, P. R.; Murata, M.; Norris, V. A.; Freeman, H. C. Mol. Biol. 1986, 192, 361-387.
26. Takoufari, E.; Wilson, K. S.; Petratos, K. FEBS Lett. 1994, 347, 203-206.
27. Bashford, D.; Karplus, M. Biochemistry 1990, 29, 10219-10225.
28. Yang, A. S.; Gunner, M. R.; Sampogna, R.; Sharp, K.; Honig, B. Proteins-Structure Function and Genetics 1993, 15, 252-265.
29. Antosiewicz, J.; McCammon, J. A.; Gilson, M. K. J. Mol. Biol. 1994, 238, 415-436.
30. Antosiewicz, J.; McCammon, J. A.; Gilson, M. K. Biochemistry 1996, 35, 7819-7833.
31. Nielsen, J. E.; Vriend, G. Proteins-Structure Function and Genetics 2001, 43, 403-412.
32. Demchuk, E.; Wade, R. C. J. Phys. Chem. 1996, 100, 17373-17387.
33. Georgescu, R. E.; Alexov, E. G.; Gunner, M. R. Biophys. J. 2002, 83, 1731-1748.
34. van Vlijmen, H. W. T.; Schaefer, M.; Karplus, M. Proteins: Struct., Funct. Genet. 1998, 33, 145-158.
35. [35) You, T. J.; Bashford, D. Biophys. J. 1995, 69, 1721-1733.
36. Bashford, D.; Karplus, M.; Canters, G. W. J. Mol. Biol. 1988, 203, 507-510.
37. Honig, B.; Nicholls, A. Science 1995, 268, 1144-1149.
38. Ullmann, G. M.; Noodleman, L.; Case, D. A. J. Biol. Inorg. Chem. 2002, 7, 632-639.
39. Schutz, C. N.; Warshel, A. Proteins 2001, 44, 400-417.
40. Li, H.; Robertson, A. D.; Jensen, J. H. Proteins 2005, 61, 704-721.
41. Warshel, A. Biochemistry 1981, 20, 3167-3177.
42. Russell, S. T.; Warshel, A. J. Mol. Biol. 1985, 185, 389-404.
43. Warshel, A.; Sussman, F.; King, G. Biochemistry 1986, 25, 8368-8372.
44. Sham, Y. Y.; Chu, Z. T.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4458-4472.
45. Warshel, A.; Sharma, P. K.; Kato, M.; Parson, W. W. BBA-Proteins Proteom. 2006, 1764, 1647-1676.
46. Kamerlin, S. C. L.; Haranczyk, M.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1253-1272.
47. Li, J.; Nelson, M. R.; Peng, C. Y.; Bashford, D.; Noodleman, L. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6311-6324.
48. Iozzi, M. F.; Cossi, M.; Improta, R.; Rega, N.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 184103-184109
49. Li, H.; Robertson, A. D.; Jensen, J. H. Proteins: Struct., Funct., Bioinf.s 2004, 55, 689-704.
50. Bonaccorsi, R.; Floris, F.; Palla, P.; Tomasi, J. Thermochim. Acta 1990, 162, 213-222.
51. Bonaccorsi, R.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Int, J. Quantum Chem. 1986, 29, 717-735.
52. Bonaccorsi, R.; Hodoscek, M.; Tomasi, J. J. Mol. Struct: Theochem. 1988, 164, 105-119.
53. Bonaccorsi, R.; Ojalvo, E.; Tomasi, J. Collect. Czech. Chem. Commun. 1988, 53, 2320-2329.
54. Bonaccorsi, R.; Ojalvo, E.; Palla, P.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1990, 143, 245-252.
55. Hoshi, H.; Sakurai, M.; Inoue,Y.; Chujo, R. J. Chem. Phys. 1987, 87, 1107-1115.
56. Canees, E.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3032-3041.
57. Mennucci, B.; Canees, E.; Tomasi, J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10506-10517.
58. Si, D.; Li, H. J. Chem. Phys. 2009, 131, 044123-44128
59. Hertwig, R. H.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1997, 268, 345-351.
60. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
61. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
62. Barrett, M. L.; Harvey, I.; Sunoararajan, M.; Surendran, R.; Hall, J. F.; Ellis, M. J.; Hough, M. A.; Strange, R. W.; Hillier, I. H.; Hasnain, S. S. Biochemistry 2006, 45, 2927-2939.
63. Nar, H.; Messerschmidt, A., To be Published.
64. Kohzuma, T.; Inoue, T.; Yoshizaki, F.; Sasakawa, Y.; Onodera, K.; Nagatomo, S.; Kitagawa, T.; Uzawa, S.; Isobe, Y.; Sugimura, Y.; Gotowda, M.; Kai, Y. J. Biol. Chem. 1999, 274, 11817-11823.
65. Romero, A.; Nar, H.; Huber, R.; Messerschmidt, A.; Kalverda, A. P.; Canters, G. W.; Durley, R.; Mathews, F. S. J. Mol. Biol. 1994, 236, 1196-1211
66. 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, 235-242.
67. Vriend, G. J. Mol. Graphics 1990, 8,52-&.
68. Rodriguez, R.; Chinea, G.; Lopez, N.; Pons, T.; Vriend, G. Bioinfor-matics 1998, 14, 523-528.
69. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363.
70. Gordon, M. S.; Schmidt, M. W., Advances in electronic structure theory: GAMESS a decade later. In Theory and Applicatiom of Computational Chemistry; Dykstra, C. E., Frenking, G., Kim, K. S., Seuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2005.
71. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995-2001.
72. Li, H.; Jensen, J. H. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1449-1462.
73. Barone, V.; Cossi, M., Tomasi, J., J. Chem. Phys. 1997, 107, 32103221.
74. Su, P. F.; Li, H. J. Chem. Phys. 2009, 130, 074109.
75. Rosen, D. Trans. Faraday Soc. 1963, 59, 2178.
76. Bone, S.; Pethig, R. J. Mol. Biol. 1982, 157, 571-575.
77. Bone, S.; Pethig, R. J. Biol. 1985, 181, 323-326.
78. Solomon, E. I.; Szilagyi, R. K.; George, S. D.; Basumallick, L. Chem. Rev. 2004, 104, 419-458.
79. Ryde, U.; Olsson, M. H. M.; Pierloot, K.; Roos, B. O. J. Mol. Biol. 1996, 267, 586-596.
80. Ando, K. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3940-3946.
81. Corni, S.; De Rienzo, F.; Di Felice, R.; Molinari, E. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 328-342.
82. De Kerpel, J. O. A.; Pierloot, K.; Ryde, U. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8375-8382.
83. Ghosh, S.; Xie, X. J.; Dey, A.; Sun, Y.; Scholes, C. P.; Solomon, E. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 4969-4974.
84. Yanagisawa, S.; Crowley, P. B.; Firbank, S. J.; Lawler, A. T.; Hunter, D. M.; McFarlane, W.; Li, C.; Kohzuma, T.; Banfield, M. J.; Dennison, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15420-15428.
85. Jimenez, B.; Piccioli, M.; Moratal, J. M.; Donaire, A. Biochemistry 2003, 42, 10396-10405.