Mössbauer properties of the diferric cluster and the differential iron(ii)-binding affinity of the iron sites in protein R2 of class Ia Escherichia coli ribonucleotide reductase: A DFT/electrostatics study

Dalton Transactions

Volumn 40, Issue 42, 2011, Pages 11164-11175

  Han, Wen Ge ^a   Sandala, Gregory M ^a   Giammona, Debra Ann ^b   Bashford, Donald ^b   Noodleman, Louis ^a  

^a SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE   (United States)

^b ST JUDE CHILDREN S RESEARCH HOSPITAL   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE SITE; BINDING AFFINITIES; CARBOXYLATE GROUPS; CONDUCTOR-LIKE SCREENING; DIELECTRIC MEDIUM; ESCHERICHIA COLI (E. COLI); FINITE DIFFERENCE; ISOMER SHIFTS; MOSSBAUER; POISSON-BOLTZMANN; QUADRUPOLE SPLITTING; QUANTUM REGION; REACTION FIELDS; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE; SELF-CONSISTENT REACTION FIELDS; SIDE-CHAINS; SOLVATION MODELS; SSBAUER SPECTROSCOPIES;

BINDING ENERGY; CARBOXYLATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ESCHERICHIA COLI; EXPERIMENTS; IRON; IRON COMPOUNDS; ISOTOPES; PROTEINS;

BINDING SITES;

APOPROTEIN; FERRIC ION; IRON; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYME SPECIFICITY; ENZYMOLOGY; ESCHERICHIA COLI; METABOLISM; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; PROTEIN SUBUNIT; QUANTUM THEORY; STATIC ELECTRICITY; THERMODYNAMICS;

APOPROTEINS; CATALYTIC DOMAIN; ESCHERICHIA COLI; FERRIC COMPOUNDS; IRON; MODELS, MOLECULAR; PROTEIN SUBUNITS; QUANTUM THEORY; RIBONUCLEOTIDE REDUCTASES; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER; STATIC ELECTRICITY; SUBSTRATE SPECIFICITY; THERMODYNAMICS;

EID: 80054975348     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1dt10950b     Document Type: Article

References (87)

1. B. J. Wallar J. D. Lipscomb Chem. Rev. 1996 96 2625 2657
2. J. Stubbe W. A. van der Donk Chem. Rev. 1998 98 705 762
3. M. Kolberg K. R. Strand P. Graff K. K. Andersson Biochim. Biophys. Acta 2004 1699 1 34
4. P. Reichard Science 1993 260 1773 1777
5. H. Eklund U. Uhlin M. Farnegardh D. T. Logan P. Nordlund Prog. Biophys. Mol. Biol. 2001 77 177 268
6. D. T. Logan X. D. Su A. Aberg K. Regnstrom J. Hajdu H. Eklund P. Nordlund Structure 1996 4 1053 1064
7. M. Högbom M. Galander M. Andersson M. Kolberg W. Hofbauer G. Lassmann P. Nordlund F. Lendzian Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 3209 3214
8. P. Nordlund H. Eklund J. Mol. Biol. 1993 232 123 164
9. B. E. Sturgeon D. Burdi S. X. Chen B. H. Huynh D. E. Edmondson J. Stubbe B. M. Hoffman J. Am. Chem. Soc. 1996 118 7551 7557
10. A. Willing H. Follmann G. Auling Eur. J. Biochem. 1988 170 603 611
11. B. M. Sjöberg Science 2010 329 1475 1476
12. F. Fieschi E. Torrents L. Toulokhonova A. Jordan U. Hellman J. Barbe I. Gibert M. Karlsson B. M. Sjoberg J. Biol. Chem. 1998 273 4329 4337
13. Y. Huque F. Fieschi E. Torrents I. Gibert R. Eliasson P. Reichard M. Sahlin B. M. Sjoberg J. Biol. Chem. 2000 275 25365 25371
14. M. Högbom Y. Huque B. M. Sjöberg P. Nordlund Biochemistry 2002 41 1381 1389
15. N. Cox H. Ogata P. Stolle E. Reijerse G. Auling W. Lubitz J. Am. Chem. Soc. 2010 132 11197 11213
16. A. K. Boal J. A. Cotruvo J. Stubbe A. C. Rosenzweig Science 2010 329 1526 1530
17. M. Högbom P. Stenmark N. Voevodskaya G. McClarty A. Gräslund P. Nordlund Science 2004 305 245 248
18. W. Jiang D. Yun L. Saleh E. W. Barr G. Xing L. M. Hoffart M. A. Maslak C. Krebs J. M. Bollinger Science 2007 316 1188 1191
19. W. Jiang J. M. Bollinger C. Krebs J. Am. Chem. Soc. 2007 129 7504 7505
20. W. Jiang L. M. Hoffart C. Krebs J. M. Bollinger Biochemistry 2007 46 8709 8716
21. W. Jiang L. Saleh E. W. Barr J. J. Xie M. M. Gardner C. Krebs J. M. Bollinger Biochemistry 2008 47 8477 8484
22. J. M. Younker C. M. Krest W. Jiang C. Krebs J. M. Bollinger M. T. Green J. Am. Chem. Soc. 2008 130 15022 15027
23. W. Jiang D. Yun L. Saleh J. M. Bollinger C. Krebs Biochemistry 2008 47 13736 13744
24. K. Roos P. E. M. Siegbahn Biochemistry 2009 48 1878 1887
25. C. S. Andersson M. Högbom Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 5633 5638
26. J. M. Bollinger S. X. Chen S. E. Parkin L. M. Mangravite B. A. Ley D. E. Edmondson B. H. Huynh J. Am. Chem. Soc. 1997 119 5976 5977
27. W.-G. Han D. A. Giammona D. Bashford L. Noodleman Inorg. Chem. 2010 49 7266 7281
28. J. L. Chen L. Noodleman D. A. Case D. Bashford J. Phys. Chem. 1994 98 11059 11068
29. D. Bashford, in Scientific Computing in Object-Oriented Parallel Environments (Lecture Notes in Computer Science), ed., Y. Ishikawa, R. R. Oldehoeft, J. V. W. Reynders, and, M. Tholburn, Springer, Berlin, 1997, vol. 1343, pp. 233-240
30. J. Li M. R. Nelson C. Y. Peng D. Bashford L. Noodleman J. Phys. Chem. A 1998 102 6311 6324
31. W.-G. Han L. Noodleman Dalton Trans. 2009 6045 6057
32. D. A. Giammona, D. Bashford, W.-G. Han and L. Noodleman, The developmental version of ADF2009.01, with implementation of the Poisson-Boltzmann self-consistent reaction field methodology, 2010
33. W. Jiang J. J. Xie H. Norgaard J. M. Bollinger C. Krebs Biochemistry 2008 47 4477 4483
34. B. Kauppi B. A. Nielsen S. Ramaswamy I. K. Larsen M. Thelander L. Thelander H. Eklund J. Mol. Biol. 1996 262 706 720
35. J. M. Bollinger W. H. Tong N. Ravi B. H. Huynh D. E. Edmondson J. Stubbe J. Am. Chem. Soc. 1994 116 8024 8032
36. C. L. Atkin L. Thelande P. Reichard G. Lang J. Biol. Chem. 1973 248 7464 7472
37. J. B. Lynch C. Juarez-Garcia E. Münck L. Que Jr. J. Biol. Chem. 1989 264 8091 8096
38. J. M. Bollinger W. H. Tong N. Ravi B. H. Huynh D. E. Edmondson J. Stubbe J. Am. Chem. Soc. 1994 116 8015 8023
39. M. Sahlin A. Ehrenberg A. Gräslund B. M. Sjöberg J. Biol. Chem. 1986 261 2778 2780
40. G. Schaftenaar J. H. Noordik J. Comput.-Aided Mol. Des. 2000 14 123 134
41. Xfig, Original Copyright 1985 by Supoj Sutanthavibul; Parts Copyright 1989-2002 by Brian V. Smith; Parts Copyright 1991 by Paul King. http://xfig.org
42. N. Ravi J. M. Bollinger, Jr. B. H. Huynh D. E. Edmondson J. Stubbe J. Am. Chem. Soc. 1994 116 8007 8014
43. W. G. Han T. Q. Liu T. Lovell L. Noodleman J. Am. Chem. Soc. 2005 127 15778 15790
44. T. Liu T. Lovell W.-G. Han L. Noodleman Inorg. Chem. 2003 42 5244 5251
45. W.-G. Han T. Liu T. Lovell L. Noodleman J. Comput. Chem. 2006 27 1292 1306
46. W. G. Han L. Noodleman Inorg. Chim. Acta 2008 361 973 986
47. V. N. Nemykin R. G. Hadt Inorg. Chem. 2006 45 8297 8307
48. M. Filatov J. Chem. Phys. 2007 127 084101
49. R. Kurian M. Filatov J. Chem. Theory Comput. 2008 4 278 285
50. F. Remacle F. Grandjean G. J. Long Inorg. Chem. 2008 47 4005 4014
51. S. F. Ye T. Tuttle E. Bill L. Simkhovich Z. Gross W. Thiel F. Neese Chem.-Eur. J. 2008 14 10839 10851
52. M. Romelt S. F. Ye F. Neese Inorg. Chem. 2009 48 784 785
53. A. D. Bochevarov R. A. Friesner S. J. Lippard J. Chem. Theory Comput. 2010 6 3735 3749
54. W.-G. Han L. Noodleman Inorg. Chem. 2011 50 2302 2320
55. G. te Velde F. M. Bickelhaupt E. J. Baerends C. F. Guerra S. J. A. Van Gisbergen J. G. Snijders T. Ziegler J. Comput. Chem. 2001 22 931 967
56. J. P. Perdew J. A. Chevary S. H. Vosko K. A. Jackson M. R. Pederson D. J. Singh C. Fiolhais Phys. Rev. B: Condens. Matter 1992 46 6671 6687
57. T. Liu T. Lovell W.-G. Han L. Noodleman Inorg. Chem. 2004 43 6858 6858
58. A. Klamt G. Schüürmann J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993 799 805
59. A. Klamt J. Phys. Chem. 1995 99 2224 2235
60. A. Klamt V. Jonas J. Chem. Phys. 1996 105 9972 9981
61. C. C. Pye T. Ziegler Theor. Chem. Acc. 1999 101 396 408
62. N. C. Handy A. J. Cohen Mol. Phys. 2001 99 403 412
63. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865 3868
64. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1997 78 1396 1396
65. W.-G. Han E. Tajkhorshid S. Suhai J. Biomol. Struct. Dyn. 1999 16 1019 1032
66. P. D. Adams P. V. Afonine G. Bunkoczi V. B. Chen I. W. Davis N. Echols J. J. Headd L. W. Hung G. J. Kapral R. W. Grosse-Kunstleve A. J. McCoy N. W. Moriarty R. Oeffner R. J. Read D. C. Richardson J. S. Richardson T. C. Terwilliger P. H. Zwart Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. 2010 66 213 221
67. L. Noodleman J. Chem. Phys. 1981 74 5737 5743
68. L. Noodleman D. A. Case Adv. Inorg. Chem. 1992 38 423 470
69. L. Noodleman, T. Lovell, W.-G. Han, T. Liu, R. A. Torres and F. Himo, in Comprehensive Coordination Chemistry II, From Biology to Nanotechnology, ed., A. B. Lever, Elsevier Ltd, 2003, vol. 2, pp. 491-510
70. W.-G. Han L. Noodleman Theor. Chem. Acc. 2010 125 305 317
71. G. Martinez-Pinedo P. Schwerdtfeger E. Caurier K. Langanke W. Nazarewicz T. Sohnel Phys. Rev. Lett. 2001 87 062701 062704
72. S. Sinnecker L. D. Slep E. Bill F. Neese Inorg. Chem. 2005 44 2245 2254
73. D. Sitkoff K. A. Sharp B. Honig J. Phys. Chem. 1994 98 1978 1988
74. C. M. Breneman K. B. Wiberg J. Comput. Chem. 1990 11 361 373
75. J. M. Mouesca J. L. Chen L. Noodleman D. Bashford D. A. Case J. Am. Chem. Soc. 1994 116 11898 11914
76. D. Bashford Curr. Opin. Struct. Biol. 1991 1 175 184
77. D. Bashford K. Gerwert J. Mol. Biol. 1992 224 473 486
78. C. Lim D. Bashford M. Karplus J. Phys. Chem. 1991 95 5610 5620
79. D. Bashford D. A. Case C. Dalvit L. Tennant P. E. Wright Biochemistry 1993 32 8045 8056
80. D. Asthagiri V. Dillet T. Q. Liu L. Noodleman R. L. Van Etten D. Bashford J. Am. Chem. Soc. 2002 124 10225 10235
81. D. Asthagiri T. Q. Liu L. Noodleman R. L. Van Etten D. Bashford J. Am. Chem. Soc. 2004 126 12677 12684
82. M. J. Thompson D. Bashford L. Noodleman E. D. Getzoff J. Am. Chem. Soc. 2003 125 8186 8194
83. A. Bondi J. Phys. Chem. 1964 68 441 451
84. A. Åberg P. Nordlund H. Eklund Nature 1993 361 276 278
85. M. E. Andersson M. Hogbom A. Rinaldo-Matthis W. Blodig Y. H. Liang B. O. Persson B. T. Sjoberg X. D. Su P. Nordlund Biochemistry 2004 43 7966 7972
86. A. R. Offenbacher J. Chen B. A. Barry J. Am. Chem. Soc. 2011 133 6978 6988
87. P. Flükiger, H. P. Lüthi, S. Portmann and J. Weber, MOLEKEL 4.3, Swiss Center for Scientific Computing, Manno (Switzerland), 2000-2001