QM/MM studies of xanthine oxidase: Variations of cofactor, substrate, and active-site Glu802

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 3, 2010, Pages 1506-1517

  Metz, Sebastian ^a   Thiel, Walter ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR KOHLENFORSCHUNG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALDEHYDES; LIGANDS; ORGANIC ACIDS;

COFACTORS; KINETIC DATA; OXIDOREDUCTASES; OXO LIGANDS; REACTION MECHANISM; STEPWISE REACTION; URIC ACIDS; WILD TYPES; WILD-TYPE ENZYMES; XANTHINE OXIDASE;

SUBSTRATES;

EID: 76249096133     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp909999s     Document Type: Article

References (69)

1. Hille, R. Chem. Rev. 1996, 96, 2757-2816.
2. Schardinger, F. Z. Unters. Nahr. Genussm. 1902, 5, 1113-1121.
3. Massey, V.; Harris, C. M. Biochem. Soc. Trans. 1997, 25, 750-755.
4. Hille, R.; Sprecher, H. J. Biol. Chem. 1987, 262, 10914-10917.
5. Romão, M. J.; Archer, M.; Moura, I.; Moura, J. J. G.; Legall, J.; Engh, R.; Schneider, M.; Hof, P.; Huber, R. Science 1995, 270, 1170-1176.
6. Huber, R.; Hof, P.; Duarte, R. O.; Moura, J. J. G.; Moura, I.; Liu, M. Y.; LeGall, J.; Hille, R.; Archer, M.; Romão, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 8846-8851.
7. Okamoto, K.; Matsumoto, K.; Hille, R.; Eger, B. T.; Pai, E. F.; Nishino, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 7931-7936.
8. Pauff, J. M.; Hemann, C. F.; Jünemann, N.; Leimkühler, S.; Hille, R. J. Biol. Chem. 2007, 282, 12785-12790.
9. Pauff, J. M.; Zhang, J. J.; Bell, C. E.; Hille, R. J. Biol. Chem. 2008, 283, 4818-4824.
10. Kim, J. H.; Ryan, M. G.; Knaut, H.; Hille, R. J. Biol. Chem. 1996, 271, 6771-6780.
11. Choi, E. Y.; Stocken, A. L.; Leimkühler, S.; Hille, R. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 841-848.
12. Yamaguchi, Y.; Matsumura, T.; Ichida, K.; Okamoto, K.; Nishino, T. J. Biochem. 2007, 141, 513-524.
13. McWhirter, R. B.; Hille, R. J. Biol. Chem. 1991, 266, 23724-23731.
14. Metz, S.; Wang, D.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4628-4640.
15. Metz, S.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14885-14902.
16. Mondal, M. S.; Mitra, S. Biochemistry 1994, 33, 10305-10312.
17. Pauff, J. M.; Cao, H.; Hille, R. J. Biol. Chem. 2009, 284, 8760-8767.
18. Truglio, J. J.; Theis, K.; Leimkühler, S.; Rappa, R.; Rajagopalan, K. V.; Kisker, C. Structure 2002, 10, 115-125.
19. Bray, M. R.; Deeth, R. J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 4005-4009.
20. Voityuk, A. A.; Albert, K.; Romão, M. J.; Huber, R.; Rösch, N. Inorg. Chem. 1998, 37, 176-180.
21. Zhang, X. H.; Wu, Y. D. Inorg. Chem. 2005, 44, 1466-1471.
22. Ilich, P.; Hille, R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 5406-5412.
23. Ilich, P.; Hille, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6796-6797.
24. Amano, T.; Ochi, N.; Sato, H.; Sakaki, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8131-8138.
25. Bayse, C. A. Dalton Trans. 2009, 2306-2314.
26. Massey, V.; Edmondson, D. J. Biol. Chem. 1970, 245, 6595-6598.
27. Wagener, N.; Pierek, A. J.; Ibdah, A.; Hille, R.; Dobbek, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 11055-11060.
28. Bray, R. C.; George, G. N. Biochem. Soc. Trans. 1985, 13, 560-567.
29. Xia, M.; Illich, P.; Dempski, R.; Hille, R. Biochem. Soc. Trans. 1997, 25, 768-773.
30. Leimkühler, S.; Stockert, A. L.; Igarashi, K.; Nishino, T.; Hille, R. J. Biol. Chem. 2004, 279, 40437-40444.
31. Dietzel, U.; Kuper, J.; Doebbler, J. A.; Schulten, A.; Truglio, J. J.; Leimkühler, S.; Kisker, C. J. Biol. Chem. 2009, 284, 8768-8776.
32. MacKerell, A. D.; et al. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616.
33. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187-217.
34. Luo, G. B.; Andricioaei, I.; Xie, X. S.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9363-9367.
35. Billeter, S. R.; Turner, A. J.; Thiel, W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 2177-2186.
36. Sherwood, P.; et al. THEOCHEM 2003, 632, 1-28.
37. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett 1989, 162, 165-169.
38. Smith, W.; Forester, T. R. J. Mol. Graphics 1996, 14, 136-141.
39. Bakowies, D.; Thiel, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10580-10594.
40. de Vries, A. H.; Sherwood, P.; Collins, S. J.; Rigby, A. M.; Rigutto, M.; Kramer, G. J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6133-6141.
41. Sherwood, P.; de Vries, A. H.; Collins, S. J.; Greatbanks, S. P.; Burton, N. A.; Vincent, M. A.; Hillier, I. H. Faraday Discuss. 1997, 79-92.
42. Klamt, A.; Schürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 5, 799-805.
43. Slater, J. C. Phys. Rev. 1951, 81, 385-390.
44. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211.
45. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
46. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822-8824.
47. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 34, 7406.
48. Eichkorn, K.; Treutler, O.; Öhm, H.; Häser, M.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett 1995, 240, 283-289.
49. Eichkorn, K.; Weigend, F.; Treutler, O.; Ahlrichs, R. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 119-124.
50. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
51. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627.
52. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
53. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jonsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904.
54. Kästner, J.; Carr, J. M.; Keal, T. W.; Thiel, W.; Wander, A.; Sherwood, P. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11856-11865.
55. Frisch, M. J.; et al. Gaussian 03, revision D.01; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
56. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33-38.
57. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270-283.
58. Ehlers, A. W.; Böhme, M.; Dapprich, S.; Gobbi, A.; Höllwarth, A.; Jonas, V.; Köhler, K. F.; Stegmann, R.; Veldkamp, A.; Frenking, G. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 111-114.
59. Wadt, W. R.; Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 284-298.
60. Höllwarth, A.; Böhme, M.; Dapprich, S.; Ehlers, A. W.; Gobbi, A.; Jonas, V.; Köhler, K. F.; Stegmann, R.; Veldkamp, A.; Frenking, G. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 237-240.
61. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim Acta 1973, 28, 213-222.
62. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. v. R. J. Comput Chem. 1983, 4, 294-301.
63. Weigend, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1057-1065.
64. Kim, J. H.; Odutola, J. A.; Popham, J.; Jones, L.; von Laven, S. J. Inorg. Biochem. 2001, 84, 145-150.
65. Eyring, H. J. Chem. Phys. 1935, 3, 107-115.
66. Sevastik, R.; Himo, F. Bioorg. Chem. 2007, 35, 444-457.
67. Hopmann, K. H.; Himo, F. J. Chem. Theory Comput 2008, 4, 1129-1137.
68. Chen, S.-L.; Fang, W.-H.; Himo, F. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 515-522.
69. Siegbahn, P. E. M.; Himo, F. J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 14, 643-651.