Photolysis of Hi-CO nitrogenase - Observation of a plethora of distinct CO species using infrared spectroscopy

European Journal of Inorganic Chemistry

Volumn , Issue 13, 2011, Pages 2064-2074

  Yan, Lifen ^a   Dapper, Christie H ^b   George, Simon J ^a,c   Wang, Hongxin ^a,c   Mitra, Devrani ^a   Dong, Weibing ^a   Newton, William E ^b   Cramer, Stephen P ^a,c  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b VIRGINIA POLYTECHNIC INSTITUTE AND STATE UNIVERSITY   (United States)

^c LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Azotobacter vinelandii; Carbon monoxide; Enzyme catalysis; IR spectroscopy; Nitrogen fixation; Nitrogenases; Photolysis

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; AMINO ACIDS; CARBON MONOXIDE; CATALYSIS; ENZYMES; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; NITROGEN FIXATION; PROTONATION; TEMPERATURE DISTRIBUTION;

AZOTOBACTE VINELANDII; CRYOGENIC TEMPERATURES; ENZYME CATALYSIS; INFRARED: SPECTROSCOPY; IR-SPECTROSCOPY; METAL BOUNDS; NITROGENASE; PROTONATED; SPECTRA'S; VISIBLE LIGHT;

PHOTOLYSIS;

EID: 79955069648     PISSN: 14341948     EISSN: 10990682     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ejic.201100029     Document Type: Article

References (70)

1. D. C. Rees, F. A. Tezcan, C. A. Haynes, M. Y. Walton, S. Andrade, O. Einsle, J. B. Howard, Phil. Trans. R. Soc. A 2005, 363, 971-984.
2. J. W. Peters, R. K. Szilagyi, Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 101-108.
3. B. M. Barney, H.-I. Lee, P. C. D. Santos, B. M. Hoffman, D. R. Dean, L. C. Seefeldt, Dalton Trans. 2006, 2277-2284.
4. I. Dance, Chem. Asian J. 2007, 2, 936-946.
5. L. C. Seefeldt, B. M. Hoffman, D. R. Dean, Ann. Rev. Biochem. 2009, 78, 701-722.
6. B. M. Barney, D. Lukoyanov, T. C. Yang, D. R. Dean, B. M. Hoffman, L. C. Seefeldt, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 17113-17118.
7. D. Lukoyanov, B. M. Barney, D. R. Dean, L. C. Seefeldt, B. M. Hoffman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 1451-1455.
8. B. M. Barney, J. McClead, D. Lukoyanov, M. Laryukhin, T.-C. Yang, D. R. Dean, B. M. Hoffman, L. C. Seefeldt, Biochemistry 2007, 46, 6784-6794.
9. C. C. Lee, Y. Hu, M. W. Ribbe, Science 2010, 329, 642.
10. C. J. Lind, P. W. Wilson, J. Am. Chem. Soc. 1941, 63, 3511-3514.
11. J. C. Hwang, C. H. Chen, R. H. Burris, Biochim. Biophys. Acta 1973, 292, 256-270.
12. S. J. George, G. A. Ashby, C. W. Wharton, R. N. F. Thorneley, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6450-6451.
13. R. N. F. Thorneley, S. J. George, in: Time Resolved Infra-red Spectroscopy of Functioning Nitrogenase (Ed.:, E. W. Triplett), Horizon Scientific Press, Wymondham, UK, 2000, pp. 81-99.
14. J. D. Tolland, R. N. F. Thorneley, Biochemistry 2005, 44, 9520-9527.
15. Z.-Y. Yang, L. C. Seefeldt, D. R. Dean, S. P. Cramer, S. J. George, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 272-275.
16. Z. Maskos, B. J. Hales, J. Inorg. Biochem. 2003, 93, 11-17.
17. L. C. Davis, M. T. Henzl, R. H. Burris, W. H. Orme-Johnson, Biochemistry 1979, 18, 4860-4869.
18. V. G. Moore, R. C. Tittsworth, B. J. Hales, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 12101-12102.
19. R. C. Pollock, H. I. Lee, L. M. Cameron, V. J. Derose, B. J. Hales, W. H. Orme-Johnson, B. M. Hoffman, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8686-8687.
20. P. D. Christie, H. I. Lee, L. M. Cameron, B. J. Hales, W. H. Orme-Johnson, B. M. Hoffman, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8707-8709.
21. H.-I. Lee, L. M. Cameron, B. J. Hales, B. M. Hoffman, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10121-10126.
22. L. M. Cameron, B. J. Hales, Biochemistry 1998, 37, 9449-9456.
23. M. SÃrlie, J. Christiansen, B. J. Lemon, J. W. Peters, D. R. Dean, B. J. Hales, Biochemistry 2001, 40, 1540-1549.
24. Z. Maskos, K. Fisher, M. SÃrlie, W. E. Newton, B. J. Hales, J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 394-406.
25. C. J. Pickett, K. A. Vincent, S. K. Ibrahim, C. A. Gormal, B. E. Smith, S. P. Best, Chem. Eur. J. 2003, 9, 76-87.
26. M. C. Durrant, Biochemistry 2004, 43, 6030-6042.
27. T. H. Rod, J. K. NÃrskov, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12751-12763.
28. M. L. McKee, J. Comput. Chem. 2007, 28, 1342-1356.
29. K. Nienhaus, G. U. Nienhaus, in: Ligand dynamics in heme proteins observed by Fourier transform infrared spectroscopy at cryogenic temperatures, vol. 437, Elsevier Academic Press Inc., San Diego, 2008, pp. 347-378.
30. K. A. Bagley, C. J. Vangarderen, M. Chen, E. C. Duin, S. P. J. Albracht, W. H. Woodruff, Biochemistry 1994, 33, 9229-9236.
31. Z. J. Chen, B. J. Lemon, S. Huang, D. J. Swartz, J. W. Peters, K. A. Bagley, Biochemistry 2002, 41, 2036-2043.
32. C.-H. Kim, W. E. Newton, D. R. Dean, Biochemistry 1995, 34, 2798-2808.
33. K. Fisher, M. J. Dilworth, C. Kim, W. E. Newton, Biochemistry 2000, 39, 2970-2979.
34. A. Barth, Prog. Biophys. Mol. Biol. 2000, 74, 141-173.
35. A. Barth, Biochim. Biophys. Acta 2007, 1767, 1073-1101.
36. M. C. Durrant, Biochem. J. 2001, 355, 569-576.
37. T. S. Li, M. L. Quillin, G. N. Phillips, J. S. Olson, Biochemistry 1994, 33, 1433-1446.
38. J. D. Müller, B. H. McMahon, E. Y. T. Chien, S. G. Sligar, G. U. Nienhaus, Biophys. J. 1999, 77, 1036-1051.
39. W. Roseboom, A. L. De Lacey, V. M. Fernandez, E. C. Hatchikian, S. P. J. Albracht, J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 102-118.
40. A. Silakov, C. Kamp, E. Reijerse, T. Happe, W. Lubitz, Biochemistry 2009, 48, 7780-7786.
41. M. Razavet, S. J. Borg, S. J. George, S. P. Best, S. A. Fairhurst, C. J. Pickett, Chem. Commun. 2002, 700-701.
42. B. Neumüller, W. Petz, Organometallics 2001, 20, 163-170.
43. E. von Gustorf, R. Wagner, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1971, 10, 910.
44. F. A. Cotton, Prog. Inorg. Chem. 1976, 21, 1-28.
45. R. H. Crabtree, M. Lavin, Inorg. Chem. 1986, 25, 805-812.
46. W. D. Jones, M. A. White, R. G. Bergman, J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 6770-6772.
47. P. Braunstein, C. D. Debellefon, B. Oswald, Inorg. Chem. 1993, 32, 1649-1655.
48. W. Petz, B. Neumuller, Z. Anorg. Allg. Chem. 2007, 633, 2032-2036.
49. J. P. Collman, S. R. Winter, J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 4089-4090.
50. C. P. Casey, M. W. Meszaros, S. M. Neumann, I. G. Cesa, K. J. Haller, Organometallics 1985, 4, 143-149.
51. W. J. Mitchell, Y. Wang, J. Xie, W. H. Weinberg, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4381-4382.
52. A. K. Justice, T. B. Rauchfuss, S. R. Wilson, Angew. Chem. 2007, 119, 6264; Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6152-6154.
53. S. C. Davies, M. C. Durrant, D. L. Hughes, R. L. Richards, J. R. Sanders, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000, 4694-4701.
54. Y. H. Spooner, E. M. Mitchell, B. E. Bursten, Organometallics 1995, 14, 5251-5257.
55. M.-E. Pandelia, H. Ogata, W. Lubitz, ChemPhysChem 2010, 11, 1127-1140.
56. S. Balasubramanian, D. G. Lambright, S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 4718-4722.
57. C. Tétreau, C. DiPrimo, R. Lange, H. Tourbez, D. Lavalette, Biochemistry 1997, 36, 10262-10275.
58. P. J. Steinbach, K. Chu, H. Frauenfelder, J. B. Johnson, D. C. Lamb, G. U. Nienhaus, T. B. Sauke, R. D. Young, Biophys. J. 1992, 61, 235-245.
59. R. F. Tilton, I. D. Kuntz, G. A. Petsko, Biochemistry 1984, 23, 2849-2857.
60. K. Nienhaus, P. C. Deng, J. M. Kriegl, G. U. Nienhaus, Biochemistry 2003, 42, 9647-9658.
61. D. R. Nutt, M. Meuwly, Biophys. J. 2003, 85, 3612-3623.
62. M. Meuwly, Eur. Phys. J. Special Top. 2007, 141, 209-216.
63. R. Y. Igarashi, L. C. Seefeldt, Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2003, 38, 351-384.
64. B. M. Barney, M. G. Yurth, P. C. Dos Santos, D. R. Dean, L. C. Seefeldt, J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 14, 1015-1022.
65. K. Fisher, M. J. Dilworth, W. E. Newton, Biochemistry 2000, 39, 15570-15577.
66. I. Dance, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1076-1088.
67. C. Masters, in: The Fischer-Tropsch Reaction, vol. 17 (Eds.:, F. G. A. Stone, W. Robert,), Academic Press, 1979, pp. 61-103.
68. E. L. Muetterties, J. Stein, Chem. Rev. 1979, 79, 479-490.
69. E. de Smit, B. M. Weckhuysen, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2758-2781.
70. P. M. Maitlis, J. Mol. Catal. A 2003, 204-205, 55-62.