Residue mutations in [Fe-Fe]-hydrogenase impedes O2 binding: A QM/MM investigation

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 110, Issue 9, 2010, Pages 1784-1792

  Dogaru, Daniela ^a   Motiu, Stefan ^a   Gogonea, Valentin ^a,b  

^a CLEVELAND STATE UNIVERSITY   (United States)

^b LERNER RESEARCH INSTITUTE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE SITE; BACK-DONATION; DESULFOVIBRIO DESULFURICANS; GIBBS ENERGY; H-CLUSTER; HYDROGENASES; IRON ATOMS; LIVING SYSTEMS; MOLECULAR HYDROGEN; OXIDATION STATE; THEORETICAL INVESTIGATIONS;

BINDING ENERGY; ENZYMES; OXIDATION;

IRON ALLOYS;

EID: 77953432143     PISSN: 00207608     EISSN: 1097461X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.22331     Document Type: Article

References (62)

1. Liu, Z.-P.; Hu, P. J Am Chem Soc 2002, 124, 5175.
2. Das, D.; Dutta, T.; Nath, K.; Kotay, S. M.; Das, A. K.; Veziroglu, T. N. Curr Sci 2006, 90, 1627.
3. Cammack, R.; Frey, M.; Robson, R., Eds. Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature; Taylor and Francis: London, 2001.
4. Melis, A.; Zhang, L.; Forestier, M.; Ghirardi, M. L.; Seibert, M. Plant Physiol 2000, 122, 127.
5. Albracht, S. P. J Biochim Biophys Acta 1994, 1118, 167.
6. Woodward, J.; Cordray, K. A.; Edmonston, R. J.; Blanco-Rivera, M.; Mattingly, S. M.; Evans, B. R. Energy Fuels 2000, 14, 197.
7. De Lacey, A. L.; Pardo, A.; Fernandez, V. M.; Dementin, S.; Adryanczyk-Perrier, G.; Hatchikian, E. C.; Rousset, M. J Biol Inorg Chem 2004, 9, 636.
8. De Lacey, A. L.; Detcheverry, M.; Moiroux, J.; Bourdillon, C. Biotechnol Bioeng 2000, 68, 1.
9. Borg, S. J.; Behrsing, T.; Best, S. P.; Razavet, M.; Liu, X.; Pickett, C. J. J Am Chem Soc 2004, 126, 16988.
10. Vignais, P. M.; Billoud, B.; Meyer, J. FEMS Microbiol Rev 2001, 25, 455.
11. Adams, M. W. W. Biochim Biophys Acta 1990, 1020, 115.
12. Adams, M. W. W.; Stiefel, E. I. Science 1998, 282, 1842.
13. Happe, R. P.; Roseboom, W.; Pierik, A. J.; Albracht, S. P.; Bagley, K. A. Nature 1997, 385, 126.
14. Nicolet, Y.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C. J Inorg Biochem 2002, 91, 1.
15. Peters, J. W.; Lanzilotta, W. N.; Lemon, B. J.; Seefeldt, L. C. Science 1998, 282, 1853.
16. Nicolet, Y.; Piras, C.; Legrand, P.; Hatchikian, E. C.; Fontecilla-Camps, J. C. Structure 1999, 7, 13.
17. Dogaru, D.; Motiu, S.; Gogonea, V. Int J Quantum Chem 2009, 109, 876.
18. Liu, Z.-P.; Hu, P. J Chem Phys 2002, 117, 8177.
19. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2002, 41, 1421.
20. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2003, 42, 4773.
21. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2004, 43, 3733.
22. Zampella, G.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; Razavet, M.; Pickett, C. J.; De Gioia, L. Chem Eur J 2005, 11, 509.
23. Cao, Z.; Hall, M. B. J Am Chem Soc 2001, 123, 3734.
24. Tye, J. W.; Darensbourg, M. Y.; Hall, M. B. Inorg Chem 2008, 47, 2380.
25. Fan, H.-J.; Hall, M. B. J Am Chem Soc 2001, 123, 3828.
26. Greco, C.; Bruschi, M.; De Gioia, L.; Ryde, U. Inorg Chem 2007, 46, 5911.
27. Trohalaki, S.; Pachter, R. Energy Fuel 2007, 21, 2278.
28. Greco, C.; Bruschi, M.; Heimdal, J.; Fantucci, P.; De Gioia, L.; Ryde, U. Inorg Chem 2007, 46, 7256.
29. Greco, C.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Eur J Inorg Chem 2007, 13, 1835.
30. Greco, C.; Zampella, G.; Bertini, L.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg Chem 2007, 46, 108.
31. Motiu, S.; Dogaru, D.; Gogonea, V. Int J Quantum Chem 2007, 107, 1248.
32. Bruschi, M.; Zampella, G.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Coord Chem Rev 2005, 15-16, 1620.
33. Liu, X.; Ibrahim, S. K.; Tard, C.; Pickett, C. J. Coord Chem Rev 2005, 15-16, 1641.
34. Armstrong, F. A. Curr Opin Chem Biol 2004, 8, 133.
35. Rauchfuss, T. B. Inorg Chem 2004, 43, 14.
36. Evans, D. J.; Pickett, C. J. Chem Soc Rev 2003, 35, 268.
37. Chen, Z.; Lemon, B. J.; Huang, S.; Swartz, D. J.; Peters, J. W.; Bagley, K. A. Biochemistry 2002, 41, 2036.
38. Horner, D. S.; Heil, B.; Happe, T.; Embley, T. M. Trends Biochem Sci 2002, 27, 148.
39. Borg, S. J.; Tye, J. W.; Hall, M. B.; Best, S. P. Inorg Chem 2007, 46, 384.
40. Zilberman, S.; Stiefel, E. I.; Cohen, M. H.; Car, R. Inorg Chem 2007, 46, 1153.
41. Tye, J. W.; Darensbourg, M. Y.; Hall, M. B. J Mol Struct (THEOCHEM) 2006, 771, 123.
42. Eilers, G.; Schwartz, L.; Stein, M.; Zampella, G.; De Gioia, L.; Ott, S.; Lomoth, R. Chem Eur J 2007, 13, 7075.
43. Lyon, E. J.; Georgakaki, I. P.; Reibenspies, J. H.; Darensbourg, M. Y. Angew Chem Int Ed 1999, 38, 3178.
44. Cloirec, A. L.; Best, S. P.; Borg, S.; Davies, S. C.; Evans, D. J.; Hughes, D. L.; Pickett, C. J. Chem Commun 1999, 2285.
45. Rauchfuss, T. B.; Contakes, S. M.; Schmidt, M. J Am Chem Soc 1999, 121, 9736.
46. Lai, C.-H.; Lee, W.-Z.; Miller, M. L.; Reibenspies, J. H.; Darensbourg, D. J.; Darensbourg, M. Y. J Am Chem Soc 1998, 120, 10103.
47. Pierik, A. J.; Hagen, W. R.; Redeker, J. S.; Wolbert, R. B. G.; Boersma, M.; Verhagen, M. F.; Grande, H. J.; Veeger, C.; Mustsaers, P. H. A.; Sand, R. H.; Dunham, W. R. Eur J Biochem 1992, 209, 63.
48. Zambrano, I. C.; Kowal, A. T.; Mortenson, L. E.; Adams, M. W. W.; Johnson, M. K. J Biol Chem 1989, 264, 20974.
49. Patil, D. S.; Moura, J. J.; He, S. H.; Teixeira, M.; Prickril, B. C.; DerVartanian, D. V.; Peck, H. D., Jr.; LeGall, J.; Huynh, B. H. J Biol Chem 1988, 263, 18732.
50. Rusnak, F. M.; Adams, M. W. W.; Mortenson, L. E.; Munck, E. J Biol Chem 1987, 262, 38.
51. Adams, M. W. W. J Biol Chem 1987, 262, 15054.
52. Adams, M. W. W.; Mortenson, L. E. J Biol Chem 1984, 259, 7045.
53. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A.; Skiff, W. M. J Am Chem Soc 1992, 113, 10024.
54. Dapprich, S.; Komaromi, I.; Byun, K. S.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J Mol Struct (THEOCHEM) 1999, 461, 1.
55. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M. L., X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C. 02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
56. Becke, A. D. J Chem Phys 1993, 98, 5648.
57. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys Rev B 1988, 37, 785.
58. Berendsen, H. J. C.; van der Spoel, D. Comput Phys Commun 1995, 91, 43.
59. Lindahl, E.; Hess, B. J Mol Mod 2001, 7, 306.
60. Popescu, C. V.; Munck, E. J Am Chem Soc 1999, 121, 7877.
61. Rappe, A. K.; Goddard, W. A. J Phys Chem 1991, 95, 3358.
62. Peters, J. W. Curr Opin Struct Biol 1999, 9, 670.