Atomistic details of the catalytic mechanism of Fe(III)-Zn(II) purple acid phosphatase

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 6, Issue 8, 2010, Pages 2424-2433

  Alberto, Marta E ^a   Marino, Tiziana ^a   Ramos, Maria J ^b   Russo, Nino ^a  

^a UNIVERSITY OF CALABRIA   (Italy)

^b UNIVERSITY OF PORTO   (Portugal)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 77955583791     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct100187c     Document Type: Article

References (85)

1. Twitchett, M. B.; Sykes, A. G. Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 2105.
2. Klabunde, T.; Krebs, B. Struct. Bonding (Berlin, Ger.) 1997, 89, 177.
3. 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, 575.
4. Mitić, N.; Smith, S. J.; Neves, A.; Guddat, L. W.; Gahan, L. R.; Schenk, G. Chem. Rev. 2006, 106, 3338.
5. Wilcox, D. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2435.
6. Sträter, N.; Lipscomb, W. N.; Klabunde, T.; Krebs, B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2024.
7. Dismukes, G. C. Chem. Rev. 1996, 96, 2909.
8. Barford, D.; Das, A. K.; Egloff, M. P. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1998, 27, 133.
9. Rusnak, F.; Mertz, P. Physiol. Rev. 2000, 80, 1483.
10. Jackson, M. D.; Denu, J. M. Chem. Rev. 2001, 101, 2313.
11. Lowther, W. T.; Matthews, B. W. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1477, 157.
12. Nuttleman, P. R.; Roberts, R. M. J. Biol. Chem. 1990, 265, 12192.
13. Sibille, J. C.; Doi, K.; Aisen, P. J. Biol. Chem. 1987, 262, 59.
14. Kaija, H.; Alatalo, S. L.; Halleen, J. M.; Lindqvist, Y.; Schneider, G.; Väänänen, H. K.; Vihko, P. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002, 292, 128.
15. Räisänen, S. R.; Alatalo, S. L.; Ylipahkala, H.; Halleen, J. M.; Cassady, A. I.; Hume, D. A.; Väänänen, H. K. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 331, 120.
16. Moss, D. W.; Raymond, F. D.; Wile, D. B. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 1995, 32, 431.
17. Angel, N. Z.; Walsh, N.; Forwood, M. R.; Ostrowski, M. C.; Cassady, A. I.; Hume, D. A. J. Bone Miner. Res. 2000, 15, 103.
18. Hayman, A. R.; Jones, S. J.; Boyde, A.; Foster, D.; Colledge, W. H.; Carlton, M. B.; Evans, M. J.; Cox, T. M. Development 1996, 122, 3151.
19. Ek-Rylander, B.; Flores, M.; Wendel, M.; Heinegard, D.; Andersson, G. J. Biol. Chem. 1994, 269, 14853.
20. Valizadeh, M.; Schenk, G.; Nash, K.; Oddie, G. W.; Guddat, L. W.; Hume, D. A.; de Jersey, J.; Burke, T. R., Jr.; Hamilton, S. Arch. Biochem. Biophys. 2004, 424, 154.
21. Cashikar, A. G.; Kumaresan, R.; Rao, N. M. Plant Physiol. 1997, 114, 907.
22. Antanaitis, B. C.; Aisen, P. J. Biol. Chem. 1982, 257, 5330.
23. Doi, K.; Bradley, C.; Aisen, P. Struct. Bonding (Berlin, Ger.) 1988, 70, 1.
24. Schenk, G.; Ge, Y.; Carrington, L. E.; Wynne, C. J.; Searle, I. R.; Carroll, B. J.; Hamilton, S.; de Jersey, J. Arch. Biochem. Biophys. 1999, 370, 183.
25. Durmus, A.; Eicken, C.; Sift, B. H.; Kratel, A.; Kappi, R.; Hütterman, J.; Krebs, B. Eur. J. Biochem. 1999, 260, 709.
26. Merkx, M.; Averill, B. A. Biochemistry 1998, 37, 8490.
27. Chen, T. T.; Bazer, F. W.; Cetorelli, J. J.; Pollard, W. E.; Roberts, R. M. J. Biol. Chem. 1973, 248, 8560.
28. Campbell, H. D.; Zerner, B. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1973, 54, 1493.
29. Campbell, H. D.; Dionysius, D. A.; Keough, D. T.; Wilson, B. E.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1978, 82, 615.
30. Robinson, D. B.; Glew, R. H. J. Biol. Chem. 1980, 255, 5864.
31. Hayman, A. R.; Warburton, M. J.; Pringle, J. A.; Coles, B.; Chambers, T. J. Biochem. J. 1989, 261, 601.
32. Allen, S. H.; Nuttleman, P. R.; Ketcham, C. M.; Roberts, R. M. J. Bone Miner. Res. 1989, 4, 47.
33. Janckila, A. J.; Woodford, T. A.; Lam, K. W.; Li, C. Y.; Yam, L. T. Leukemia 1992, 6, 199.
34. Beck, J. L.; McConachie, L. A.; Summors, A. C.; Arnold, W. N.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochim. Biophys. Acta 1986, 869, 61.
35. Bozzo, G. G.; Raghothama, K. G.; Plaxton, W. C. Biochem. J. 2004, 377, 419.
36. Bozzo, G. G.; Raghothama, K. G.; Plaxton, W. C. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 6278.
37. 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.
38. Schenk, G.; Guddat, L. W.; Ge, Y.; Carrington, L. E.; Hume, D. A.; Hamilton, S.; de Jersey, J. Gene 2000, 250, 117.
39. Antanaitis, B. C.; Aisen, P.; Lilienthal, H. R. J. Biol. Chem. 1983, 258, 3166.
40. 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.
41. Yang, Y.-S.; McCormick, J. M.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11832.
42. Wang, D. L.; Holz, R. C.; David, S. S.; Que, L.; Stankovich, M. T. Biochemistry 1991, 30, 8187.
43. Bernhardt, P. V.; Schenk, G.; Wilson, G. J. Biochemistry 2004, 43, 10387.
44. Beck, J. L.; Keough, D. T.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochim. Biophys. Acta 1984, 791, 357.
45. Funhoff, E. G.; Ljusberg, J.; Wang, Y.; Andersson, G.; Averill, B. A. Biochemistry 2001, 40, 11614.
46. Funhoff, E. G.; Klaassen, C. H. W.; Samyn, B.; Van Beeumen, J.; Averill, B. A. ChemBioChem 2001, 2, 355.
47. Merkx, M.; Averill, B. A. Biochemistry 1998, 37, 11223.
48. Merkx, M.; Pinkse, M. W. H.; Averill, B. A. Biochemistry 1999, 38, 9914.
49. Pinkse, M. W. H.; Merkx, M.; Averill, B. A. Biochemistry 1999, 38, 9926.
50. Funhoff, E. G.; Bollen, M.; Averill, B. A. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 521.
51. Beck, J. L.; McArthur, M. J.; de Jersey, J.; Zerner, B. Inorg. Chim. Acta 1988, 153, 39.
52. Beck, J. L.; de Jersey, J.; Zerner, B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3317.
53. Gehring, S.; Fleischhauer, P.; Behlendorf, M.; Huber, M.; Lorösch, J.; Haase, W.; Dietrich, M.; Witzel, H.; Locke, R.; Krebs, B. Inorg. Chim. Acta 1996, 252, 13.
54. Battistuzzi, G.; Dietrich, M.; Locke, R.; Witzel, H. Biochem. J. 1997, 323, 593.
55. Sträter, N.; Klabunde, T.; Tucker, P.; Witzel, H.; Krebs, B. Science 1995, 268, 1489.
56. Klabunde, T.; Sträter, N.; Fröhlich, R.; Witzel, H.; Krebs, B. J. Mol. Biol. 1996, 259, 737.
57. Klabunde, T.; Sträter, N.; Krebs, B.; Witzel, H. FEBS Lett. 1995, 367, 56.
58. Smoukov, S. K.; Quaroni, L.; Wang, X.; Doan, P. E.; Hoffman, B. M.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2595.
59. Guddat, L. W.; McAlpine, A. S.; Hume, D.; Hamilton, S.; de Jersey, J.; Martin, J. L. Structure 1999, 7, 757.
60. Lindqvist, Y.; Johansson, E.; Kaija, H.; Vihko, P.; Schneider, G. J. Mol. Biol. 1999, 291, 135.
61. Wang, X.; Que, L. Biochemistry 1998, 37, 7813.
62. Merkx, M.; Averill, B. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6683.
63. Merkx, M.; Averill, B. A. Biochemistry 1998, 37, 8490.
64. Twitchett, M. B.; Schenk, G.; Aquino, M. A. S.; Yiu, D. T. Y.; Lau, T. C.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 2002, 41, 5787.
65. Funhoff, E. G.; Wang, Y.; Andersson, G.; Averill, B. A. FEBS J. 2005, 272, 2968.
66. Truong, N. T.; Naseri, J. I.; Vogel, A.; Rompel, A.; Krebs, B. Arch. Biochem. Biophys. 2005, 440, 38.
67. Schenk, G.; Elliott, T. W.; Leung, L.; Carrington, L. E.; Mitić, N.; Gahan, L. R.; Guddat, L. W. BMC Struct. Biol. 2008, 8, 6.
68. 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.; Li, 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 A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
69. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
70. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785.
71. Andrae, D.; Haussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123.
72. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995.
73. Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Comput. Chem. 2003, 24, 669.
74. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A., III; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024.
75. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158.
76. Zhao, Y.; Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2715.
77. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6908.
78. Schenk, G.; Gahan, L. R.; Carrington, L. E.; Mitić, N.; Valizadeh, M.; Hamilton, S. E.; de Jersey, J.; Guddat, L. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 273.
79. Cox, R. S.; Schenk, G.; Mitic, N.; Gahan, L. R.; Hengge, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9550.
80. Sousa, S. F.; Fernandes, P. A.; Ramos, M. J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10439.
81. Bras, N. F.; Moura-Tamames, S. A.; Fernandes, P. A.; Ramos, M. J. J. Comput. Chem. 2008, 29, 2565.
82. Leopoldini, M.; Russo, N.; Toscano, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 8026.
83. Hur, S.; Brulce, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 12015.
84. Voegtli, W. C.; White, D. J; Reiter, N. J.; Rusnak, F.; Rosenzweig, A. C. Biochemistry 2000, 39, 15365.
85. Benini, S.; Rypniewski, W. R.; Wilson, K. S.; Ciurli, S.; Mangani, S. J. Biol. Inorg. Chem. 2001, 6, 778