Structural basis of biological nitrogen fixation

Chemical Reviews

Volumn 96, Issue 7, 1996, Pages 2965-2982

  Howard, James B ^a   Rees, Douglas C ^a  

^a NONE

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 7744224797     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr9500545     Document Type: Article

References (140)

1. Chase, M. W., Jr.; Davies, C. A.; Downe, J. R., Jr.; Frurip, D. J.; McDonald, R. A.; Syverue, A. N. J. Phys. Chem. Ref. Data 1985, 14, Suppl. No. 1.
2. Alberty, R. A. J. Biol. Chem. 1994, 269, 7099.
3. Massey, H. S. W. Negative Ions; Cambridge University Press: Cambridge, 1976.
4. Rosenstock, H. M.; Draxl, K.; Steiner, B. W.; Herron, J. T. J. Phys. Chem. Ref. Data 1977, 6, Suppl. No. 1.
5. Cottrell, T. L. The Strengths of Chemical Bonds; Butter-worths: London, 1958.
6. Topham, S. A. In Catalysis: Science and Technology; Anderson, J. R., Boudart, M., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 1985; p 1.
7. Jenninga, J. R., Ed. Catalytic Ammonia Synthesis: Fundamentals and Practice; Plenum Press: New York, 1991.
8. Schlesinger, W. H. Biogeochemistry: An Analysis of Global Change; Academic Press: San Diego, 1991.
9. Kirschner, E. M. Chem. Eng. News 1996, 74, No. 15 (April 8), 16.
10. Burgess, B. K. In Advances in Nitrogen Fixation; Veeger, C., Newton, W. E., Eds.; Martinus Nijhoff: Boston, 1984; p 103.
11. Orme-Johnson, W. H. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1985, 14, 419.
12. Stiefel, E. I.; Thomann, H.; Jin, H.; Bare, R. E.; Morgan, T. V.; Burgmayer, S.J. N.; Coyle, C. L. In Metal Clusters in Proteins; Que, L., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1988; p 372.
13. Stacey, G.; Burris, R. H.; Evans, H. J., Ed. Biological Nitrogen Fixation; Chapman & Hall: New York, 1992.
14. Smith, B. E.; Eady, R. R. Eur. J. Biochem. 1992, 205, 1.
15. Stiefel, E. I., Coucouvanis, D., Newton, W. E., Eds. Molybdenum Enzymes, Cofactors and Model Systems; American Chemical Society: Washington, DC, 1993.
16. Mortenson, L. E.; Seefeldt, L. C.; Morgan, T. V.; Bolin, J. T. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1993, 67, 299.
17. Dean, D. R.; Bolin, J. T.; Zheng, L. M. J. Bacteriol. 1993, 175, 6737.
18. Kim, J.; Rees, D. C. Biochemistry 1994, 33, 387.
19. Howard, J. B.; Rees, D. C. Annu. Rev. Biochem. 1994, 63, 235.
20. Allen, R. M.; Chatterjee, R.; Madden, M. S.; Ludden, P. W.; Shah, V. K. Crit. Rev. Biotech. 1994, 14, 225.
21. Peters, J. W.; Fisher, K.; Dean, D. R. Annu. Rev. Microbiol. 1995, 49, 335.
22. Muchmore, S. W.; Jack, J. F.; Dean, D. R. in Adv. Inorg. Biochem.; Hausinger, R. P., Eichhorn, G. L., Marzilli, L. G., Eds., VCH: New York, 1996; p 111.
23. Burgess, B. K.; Lowe, D. J. Chem. Rev. 1996, 96, 2983 (accompanying article in this issue).
24. Eady, R. R. Chem. Rev. 1996, 96, 3013 (accompanying article in this issue).
25. Simpson, F. B.; Burris, R. H. Science 1984, 224, 1095.
26. Lowe, D. J.; Thorneley, R. N. F. Biochem. J. 1983, 215, 393.
27. Lowe, D. J.; Thorneley, R. N. F. Biochem. J. 1984, 224, 895.
28. Hageman, R. V.; Burris, R. H. Biochemistry 1978, 17, 4117.
29. Dean, D. R.; Jacobson, M. R. In Biological Nitrogen Fixation; Stacey, G., Burris, R. H., Evans, H. J., Eds., Chapman & Hall: New York, 1992; 763.
30. Georgiadis, M. M.; Komiya, H.; Chakrabarti, P.; Woo, D.; Kornuc, J. J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1653.
31. Kim, J.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1677.
32. Kim, J.; Rees, D. C. Nature 1992, 360, 553.
33. Kim, J.; Woo, D.; Rees, D. C. Biochemistry 1993, 32, 7104.
34. Chan, M. K.; Kim, J.; Rees, D. C. Science 1993, 260, 792.
35. Bolin, J. T.; Campobasso, N.; Muchmore, S. W.; Morgan, T. V.; Mortenson, L. E. in Molybdenum Enzymes, Cofactors and Model Systems; Stiefel, E. I., Coucouvanis, D., Newton, W. E., Eds.; ACS Symposium Series 535; American Chemical Society: Washington, DC, 1993; p 186.
36. Emerich, D. W.; Hageman, R. V.; Burris, R. H. Adv. Enzymol. 1981, 52, 1.
37. Emerich, D. W.; Burris, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1976, 73, 4369.
38. Hausinger, R. P.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1982, 257, 2483.
39. Brigle, K. E.; Newton, W. E.; Dean, D. R. Gene 1985, 37, 37.
40. Holm, L.; Sander, C. Trends Biochem. Sci. 1995, 20, 478.
41. Hausinger, R. P.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1983, 258, 13486.
42. Watt, G. D.; Reddy, K. R. N. J. Inorg. Biochem. 1994, 53, 281.
43. Adman, E. T.; Watenpaugh, K. D.; Jensen, L. H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1975, 72, 4854.
44. Lindahl, P. A.; Day, E. P.; Kent, T. A.; Orme-Johnson, W. H.; Münck, E. J. Biol. Chem. 1985, 260, 11160.
45. Hagen, W. R.; Eady, R. R.; Dunham, W. R.; Haaker, H. FEBS Lett. 1985, 189, 250.
46. Morgan, T. V.; Prince, R. C.; Mortenson, L. E. FEBS Lett. 1986, 206, 4.
47. Watt, G. D.; McDonald, D. W. Biochemistry 1985, 24, 7226.
48. Lindahl, P. A.; Gorelick, N. J.; Münck, E.; Orme-Johnson, W. H. J. Biol. Chem. 1987, 262, 14945.
49. Walker, J. E.; Saraste, M.; Runswick, M. J.; Gay, N. J. EMBO J. 1982, 8, 945.
50. Schulz, G. E. Curr. Opin. Struc. Biol. 1992, 2, 61.
51. Pai, E. F.; Krengel, U.; Petsko, G. A.; Goody, R. S.; W., K.; Wittinghofer, A. EMBO J. 1990, 9, 2351.
52. Tong, L.; de Vos, A. M.; Milburn, M. V.; Kim, S.-H. J. Mol. Biol. 1991, 217, 503.
53. Zumft, W. G.; Mortenson, L. E.; Palmer, G. Eur. J. Biochem. 1974, 46, 525.
54. Smith, B. E.; Lowe, D. J.; Bray, R. C. Biochem. J. 1973, 135, 331.
55. Zumft, W.; Mortenson, L.; Palmer, G. Biochim. Biophys. Acta 1973, 292, 413.
56. Orme-Johnson, W. H.; Hamilton, W. D.; Ljones, T.; T'so, M. Y. W.; Burris, R. H.; Shah, V. K.; Brill, W. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1972, 69, 3142.
57. Stephens, P. J.; McKenna, C. E.; Smith, B. E.; Nguyen, H. T.; McKenna, M.-C.; Thomas, A. J.; Devlin, F.; Jones, J. B. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1979, 76, 2585.
58. Ryle, M. J.; Lanzilotta, W. N.; Seefeldt, L. C.; Scarrow, R. C.; Jensen, G. M. J. Biol. Chem. 1996, 271, 1551.
59. Chen, L.; Gavini, N.; Tsuruta, H.; Eliezer, D.; Burgess, B. K.; Doniach, S.; Hodgson, K. O. J. Biol. Chem. 1994, 269, 3290.
60. Walker, G. A.; Mortenson, L. E. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1973, 53, 904.
61. Ljones, T.; Burris, R. H. Biochemistry 1978, 17, 1866.
62. Deits, T. L.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1989, 264, 6619.
63. Wolle, D.; Kim, C.; Dean, D.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1992, 267, 3667.
64. Seefeldt, L. C. Protein Sci. 1994, 3, 2073.
65. Wolle, D.; Howard, J. B. Manuscript in preparation.
66. Wolle, D.; Dean, D. R.; Howard, J. B. Science 1992, 258, 992.
67. Magnuson, J.; Howard, J. B. Manuscript in preparation.
68. Seefeldt, L. C.; Morgan, T. V.; Dean, D. R.; Mortenson, L. E. J. Biol. Chem. 1992, 267, 6680.
69. Lanzilotta, W. N.; Holz, R. C.; Seefeldt, L. C. Biochemistry 1995, 34, 15646.
70. Gavini, N.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1992, 267, 21179.
71. Ryle, M. J.; Lanzilotta, W. N.; Mortenson, L. E.; Watt, G. D.; Seefeldt, L. C. J. Biol. Chem. 1995, 270, 13112.
72. Meyer, J.; Gaillard, J.; Moulis, J.-M. Biochemistry 1988, 27, 6150.
73. Howard, J. B. Unpublished observations.
74. Blanchard, C. Z.; Hales, B. J. Biochemistry 1996, 35, 472.
75. Shah, V. K.; Brill, W. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1977, 74, 3249.
76. Oliver, M. E.; Hales, B. J. Biochemistry 1993, 32, 6058.
77. Power, P. P.; Shoner, S. C. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1991, 30, 330.
78. Eidsness, M. K; Flank, A. M.; Smith, B. E.; Flood, A. C.; Garner, C. D.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 2746.
79. Conradson, S. D.; Burgess, B. K.; Newton, W. E.; Mortenson, L. E.; Hodgson, K. O. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7507.
80. Arber, J. M.; Flood, A. C.; Garner, C. D.; Gormal, C. A.; Hasnain, S.; Smith, B. E. Biochem. J. 1988, 252, 421.
81. Chen, J.; George, S. J.; Tittsworth, R. C.; Hales, B. J.; Christiansen, J.; Coucouvanis, D.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5509.
82. Chen, J.; Christiansen, J.; Campobasso, N.; Bolin, J. T.; Tittsworth, R. C.; Hales, B. J.; Rehr, J. J.; Cramer, S. P. Angew. Chem., Intl. Ed. Engl. 1993, 32, 1592.
83. Christiansen, J.; Tittsworth, R. C.; Hales, B. J.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10017.
84. Richards, F. M. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 1977, 6, 151.
85. Dance, I. G. Aust. J. Chem. 1994, 47, 979.
86. Howes, B. D.; Fisher, K.; Lowe, D. J. Biochem. J. 1994, 297, 261.
87. Hawkes, T. R.; McLean, P. A.; Smith, B. E. Biochem. J. 1984, 217, 317.
88. Imperial, J.; Hoover, T. R.; Madden, M. S.; Ludden, P. W.; Shah, V. K. Biochemistry 1989, 28, 7796.
89. Hoover, T. R.; Robertson, A. D.; Cerny, R. L.; Hayes, R. N.; Imperial, J.; Shah, V. K.; Ludden, P. W. Nature 1987, 329, 855.
90. Madden, M. S.; Kindon, N. D.; Ludden, P. W.; Shah, V. K. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1990, 87, 6517.
91. Kim, C. H.; Newton, W. E.; Dean, D. R. Biochemistry 1995, 34, 2798.
92. Deng, H. B.; Hoffmann, R. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1062.
93. Leigh, G. J. Eur. J. Biochem. 1995, 229, 14.
94. Leigh, G. J. Science 1995, 268, 827.
95. Leigh, G. J.; Jimenez-Tenorio, M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5862.
96. Leigh, G. J. New. J. Chem. 1994, 18, 157.
97. Stavrev, K. K.; Zerner, M. C. Chem. Eur. J. 1996, 2, 83.
98. Laplaza, C. E.; Cummins, C. C. Science 1995, 268, 861.
99. Feher, G.; Allen, J. P.; Okamura, M. Y.; Rees, D. C. Nature 1989, 339, 111.
100. DeRose, V. J.; Kim, C.-H.; Newton, W. E.; Dean, D. R.; Hoffman, B. M. Biochemistry 1995, 34, 2809.
101. Dean, D. R.; Setterquist, R. A.; Brigle, K. E.; Scott, D. J.; Laird, N. F.; Newton, W. E. Mol. Microbiol. 1990, 4, 1505.
102. Kent, H. K; Ioannidis, I.; Gormal, C.; Smith, B. E.; Buck, M. Biochem. J. 1989, 264, 257.
103. May, H. D.; Dean, D. R.; Newton, W. E. Biochem. J. 1991, 277, 457.
104. Kent, H. M.; Baines, M.; Gormal, C.; Smith, B. E.; Buck, M. Mol. Microbiol. 1990, 4, 1497.
105. Surerus, K. K.; Hendrich, M. P.; Christie, P. D.; Rottgardt, D.; Orme-Johnson, W. H.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 8579.
106. Peters, J. W.; Fisher, K.; Newton, W. E.; Dean, D. R. J. Biol. Chem. 1995, 270, 27007.
107. Kurtz, D. M.; McMillan, R. S.; Burgess, B. K.; Mortenson, L. E.; Holm, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1979, 76, 4986.
108. Bruice, T. C.; Maskiewicz, R.; Job, R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1975, 72, 231.
109. Maskiewicz, R.; Bruice, T. C. Biochemistry 1977, 16, 3024.
110. Howard, J. B. In Molybdenum Enzymes, Cofactors and Model Systems; Stiefel, E. I., Coucouvanis, D., Newton, W. E., Eds.; ACS Symposium Series 535; American Chemical Society: Washington, DC, 1993; p 271.
111. Willing, A.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1990, 265, 6596.
112. Willing, A. H.; Georgiadis, M. M.; Rees, D. C.; Howard, J. B. J. Biol. Chem. 1989, 264, 8499.
113. Peters, J. W.; Fisher, K.; Dean, D. R. J. Biol. Chem. 1994, 269, 28076.
114. Thorneley, R. N. F.; Ashby, G. A.; Fisher, K.; Lowe, D. J. In Molybdenum Enzymes, Cofactors and Models; Stiefel, E. I., Coucouvanis, D., Newton, W. E., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1993; p 290.
115. Thorneley, R. N. F. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B 1992, 336, 73.
116. Emerich, D. W.; Ljones, T.; Burris, R. H. Biochem. Biophys. Acta 1978, 614, 196.
117. Ryle, M. J.; Seefeldt, L. C. Biochemistry 1996, 35, 4766.
118. Lanzilotta, W. N.; Fisher, K.; Seefeldt, L. C. Biochemistry 1996, 35, 7188.
119. Renner, K. A.; Howard, J. B. Biochemistry 1996, 35, 5353.
120. Duyvis, M.; Wassink, H.; Haaker, H. FEBS Lett. 1996, 380, 233.
121. Zheng, L.; White, R. H.; Cash, V. L.; Jack, R. F.; Dean, D. R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 2754.
122. Zheng, L. M.; White, R. H.; Cash, V. L.; Dean, D. R. Biochemistry 1994, 33, 4714.
123. Zheng, L. M.; Dean, D. R. J. Biol. Chem. 1994, 269, 18723.
124. Fu, W. G.; Jack, R. F.; Morgan, T. V.; Dean, D. R.; Johnson, M. K. Biochemistry 1994, 33, 13455.
125. Beinert, H.; Kennedy, M. C.; Stout, C. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2335 (accompanying article in this issue).
126. Gavini, N.; Ma, L.; Watt, G.; Burgess, B. K. Biochemistry 1994, 33, 11842.
127. Paustian, T. D.; Shah, V. K.; Roberts, G. P. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1989, 86, 6082.
128. Brigle, K. E.; Weiss, M. C.; Newton, W. E.; Dean, D. R. J. Bacteriol. 1987, 169, 1547.
129. Shah, V. K.; Allen, J. R.; Spangler, N. J.; Ludden, P. W. J. Biol. Chem. 1994, 269, 1154.
130. Roll, J. T.; Shah, V. K.; Dean, D. R.; Roberts, G. P. J. Biol. Chem. 1995, 270, 4432.
131. Allen, R. M.; Chatterjee, R.; Ludden, P. W.; Shah, V. K. J. Biol. Chem. 1995, 270, 26890.
132. Filler, W. A.; Kemp, R. M.; Ng, J. C.; Hawkes, T. R.; Dixon, R. A.; Smith, B. E. Eur. J. Biochem. 1986, 160, 371.
133. Robinson, A. C.; Dean, D. R.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1987, 262, 14327.
134. Robinson, A. C.; Chu, W.; Li, J.-G.; Burgess, B. K. J. Biol. Chem. 1989, 264, 10088.
135. Homer, M. J.; Dean, D. R.; Roberts, G. P. J. Biol. Chem. 1995, 270, 24745.
136. Allen, M. J.; Homer, M. J.; Chatterjee, R.; Ludden, P. W.; Roberts, G. P.; Shah, V. K. J. Biol. Chem. 1993, 268, 23670.
137. Bennett, M. J.; Schlunegger, M. P.; Eisenberg, D. Protein Sci. 1995, 4, 2455.
138. Homer, M. J.; Paustian, T. D.; Shah, V. K.; Roberts, G. P. J. Bacteriol. 1993, 175, 4907.
139. White, T. C.; Harris, G. S.; Orme-Johnson, W. H. J. Biol. Chem. 1992, 267, 24007.
140. Kraulis, P. J. J. Appl. Crystallogr. 1991, 24, 946.