Regioselectivity of H cluster oxidation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 50, 2011, Pages 20588-20603

  Bruska, Marta K ^a   Stiebritz, Martin T ^a   Reiher, Markus ^a  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

[FEFE]HYDROGENASES; CYSTEINE RESIDUES; EXPERIMENTAL OBSERVATION; EXPERIMENTAL STUDIES; FE ATOMS; H-CLUSTER; HYDROGENASES; OXYGEN SENSITIVITY; REACTIVE OXYGEN SPECIES; STRUCTURAL CHANGE; STRUCTURAL DISTORTIONS;

AMINO ACIDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; OXYGEN;

CATALYST ACTIVITY;

CUBANE DERIVATIVE; CYSTEINE; HYDROGEN; HYDROGEN PEROXIDE; HYDROXYL RADICAL; IRON; OXYGEN; REACTIVE OXYGEN METABOLITE; SULFUR; WATER;

ARTICLE; ATOM; CATALYSIS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROGENATION; PROTON TRANSPORT; REACTION ANALYSIS;

CATALYSIS; HYDROGEN; MODELS, MOLECULAR; OXIDATION-REDUCTION;

EID: 83755161897     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja209165r     Document Type: Article

References (84)

1. Vignais, P. M.; Billoud, B.; Meyer, J. FEMS Microbiol. Rev. 2001, 25, 455-501
2. Vincent, K. A.; Parkin, A.; Armstrong, F. A. Chem. Rev. 2007, 107, 4366-4413
3. Lubitz, W.; Reijerse, E.; van Gastel, M. Chem. Rev. 2007, 107, 4331-4365
4. Siegbahn, P. E. M.; Tye, J. W.; Hall, M. B. Chem. Rev. 2007, 107, 4414-4435
5. Greco, C.; Bruschi, M.; De Gioia, L.; Ryde, U. Inorg. Chem. 2007, 46, 5911-5921
6. Heinekey, D. M. J. Organomet. Chem. 2009, 694, 2671-2680
7. Bruschi, M.; Greco, C.; Kaukonen, M.; Fantucci, P.; Ryde, U.; Gioia, L. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3503-3506
8. Cracknell, J. A.; Vincent, K. A.; Ludwig, M.; Lenz, O.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 424-425
9. Lubner, C. E.; Knörzer, P.; Silva, P. J. N.; Vincent, K. A.; Happe, T.; Bryant, D. A.; Golbeck, J. H. Biochemistry 2010, 49, 10264-10266
10. Friedrich, B.; Fritsch, J.; Lenz, O. Curr. Opin. Biotechnol. 2011, 23, 358-364
11. Shima, S.; Thauer, R. K. Chem. Rev. 2007, 7, 37-46
12. Yang, X.; Hall, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10901-10908
13. Volbeda, A.; Martin, L.; Cavazza, C.; Matho, M.; Faber, B. W.; Roseboom, W.; Albracht, S. P. J.; Garcin, E.; Rousset, M.; Fontecilla-Camps, J. C. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 239-249
14. Dementin, S.; Lerouxi, F.; Cournac, L.; de Lacey, A. L.; Volbeda, A.; Léger, C.; Burlat, B.; Martinez, N.; Champ, S.; Martin, L.; Sanganas, O.; Haumann, M.; Fernández, V. M.; Guigliarelli, B.; Fontecilla-Camps, J. C.; Rousset, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10156-10164
15. Liebgott, P.-P.; Leroux, F.; Burlat, B.; Dementin, S.; Baffert, C.; Lautier, T.; Fourmond, V.; Ceccaldi, P.; Cavazza, C.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Fontecilla-Camps, J. C.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Rousset, M.; Léger, C. Nat. Chem. Biol. 2010, 6, 63-70
16. Ludwig, M.; Cracknell, J. A.; Vincent, K. A.; Armstrong, F. A.; Lenz, O. J. Biol. Chem. 2009, 284, 465-477
17. Löscher, S.; Gebler, A.; Stein, M.; Sanganas, O.; Buhrke, T.; Zebger, I.; Dau, H.; Friedrich, B.; Lenz, O.; Haumann, M. ChemPhysChem 2010, 11, 1297-1306
18. Goris, T.; Wait, A. F.; Saggu, M.; Fritsch, J.; Heidary, N.; Stein, M.; Zebger, I.; Lendzian, F.; Armstrong, F. A.; Friedrich, B.; Lenz, O. Nat. Chem. Biol. 2011, 7, 310-318
19. Pandelia, M.-E.; Ogata, H.; Lubitz, W. ChemPhysChem 2010, 11, 1127-1140
20. Adams, M. W. W. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 115
21. Fontecilla-Camps, J. C.; Volbeda, A.; Cavazza, C.; Nicolet, Y. Chem. Rev. 2007, 107, 4273-4303
22. Baffert, C.; Demuez, M.; Cournac, L.; Burlat, B.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Girbal, L.; Léger, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2052-2054
23. Stiebritz, M. T.; Reiher, M. Inorg. Chem. 2009, 48, 7127-7140
24. Dogaru, D.; Motiu, S.; Gogonea, V. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 876-889
25. Stiebritz, M. T.; Reiher, M. Inorg. Chem. 2010, 49, 5818-5823
26. Stiebritz, M. T.; Bruska, M. K.; Reiher, M. Data presented at the 9th International Hydrogenase Conference in Uppsala, Sweden; June 2010.
27. Stiebritz, M. T.; Finkelmann, A. R.; Reiher, M. Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 1163-1171
28. Dey, A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13892-13901
29. Stripp, S. T.; Goldet, G.; Brandmayr, C.; Sanganas, O.; Vincent, K. A.; Haumann, M.; Armstrong, F. A.; Happe, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 17331-17336
30. Flint, D. H.; Tuminello, J. F.; Emptage, M. H. J. Biol. Chem. 1993, 268, 22369-22376
31. Darensbourg, M. Y.; Weigand, W. Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 994-1004
32. Stiebritz, M. T.; Reiher, M. Inorg. Chem. 2010, 49, 8645
33. Pandey, A. S.; Harris, T. V.; Giles, L. J.; Peters, J. W.; Szilagyi, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4533-4540
34. Klamt, A.; Jonas, V. J. Chem. Phys. 1996, 105, 9972-9981
35. Mulder, D. W.; Boyd, E. S.; Sarma, R.; Lange, R. K.; Endrizzi, J. A.; Broderick, J. B.; Peters, J. W. Nature 2010, 465, 248-251
36. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48-55
37. Reiher, M. Inorg. Chem. 2002, 41, 6928-6935
38. Salomon, O.; Reiher, M.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4729-4737
39. Klots, C. E. J. Phys. Chem. 1981, 85, 3585-3588
40. Topol, I. A.; Tawa, G. J.; Burt, S. K.; Rashin, A. A. J. Phys. Chem. 1997, 101, 10075-10081
41. Takahashi, M.; Asada, K. J. Biochem. 1982, 91, 889-896
42. Baffert, C.; Bertini, L.; Lautier, T.; Greco, C.; Sybirna, K.; Ezanno, P.; Etienne, E.; Soucaille, P.; Bertrand, P.; Bottin, H.; Meynial-Salles, I.; Gioia, L. D.; Léger, C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2096-2099
43. Roth, E. K. H.; Jordanov, J. Inorg. Chem. 1992, 31, 240-243
44. Weerapana, E.; Wang, C.; Simon, G. M.; Richter, F.; Khare, S.; Dillon, M. B. D.; Bachovchin, D. A.; Mowen, K.; Baker, D.; Cravatt, B. F. Nature 2010, 468, 790-795
45. Kim, J.-R.; Yoon, H. W.; Kwon, K.-S.; Lee, S.-R.; Rhee, S. G. Anal. Biochem. 2000, 283, 214-221
46. Altarsha, M.; Benighaus, T.; Kumar, D.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4755-4763
47. Holm, R. H.; Ciurli, S.; Weigel, J. A. Prog. Inorg. Chem. 2007, 38, 1-74
48. Crack, J. C.; Gaskell, A. A.; Green, J.; Cheesman, M. R.; Brun, N. E. L.; Thomson, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1749-1758
49. Jervis, A. J.; Crack, J. C.; White, G.; Artymiuk, P. J.; Cheesman, M. R.; Thomson, A. J.; Brun, N. E. L.; Green, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 4659-4664
50. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem. Rev. 1996, 96, 2239-2314
51. Bian, S.; Hemann, C. F.; Hille, R.; Cowan, J. A. Biochemistry 1996, 35, 14544-14552
52. Crack, J. C.; Green, J.; Cheesman, M. R.; Brun, N. E. L.; Thomson, A. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 2092-2097
53. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
54. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
55. Perdew Phys. Rev. B 1986, 33, 8822-8824
56. Bruschi, M.; Greco, C.; Bertini, L.; Fantucci, P.; Ryde, U.; Gioia, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4992-4993
57. Yu, L.; Greco, C.; Bruschi, M.; Ryde, U.; De Gioia, L.; Reiher, M. Inorg. Chem. 2011, 50, 3888-3900
58. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
59. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
60. Schäfer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829-5835
61. Reiher, M.; Hess, B. A. Chem. Eur. J. 2002, 8, 5332-5339
62. Neugebauer, J.; Reiher, M.; Kind, C.; Hess, B. A. J. Comput. Chem. 2002, 23, 895-910
63. DeLano, W. L. The PyMOL Molecular Graphics System; DeLano Scientific, San Carlos, CA, 2002.
64. Noodleman, L.; Norman, J. G. J. Chem. Phys. 1979, 70, 4903-4906
65. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737-5743
66. Herrmann, C.; Yu, L.; Reiher, M. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1223-1239
67. Podewitz, M.; Reiher, M. Adv. Inorg. Chem. 2010, 62, 177-230
68. Herrmann, C.; Podewitz, M.; Reiher, M. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 2430-2446
69. Greco, C.; Fantucci, P.; Ryde, U.; de Gioia, L. Int. J. Quantum Chem. 2010, 111, 3949-3960
70. Herrmann, C.; Reiher, M.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 034102
71. Podewitz, M.; Herrmann, C.; Malassa, A.; Westerhausen, M.; Reiher, M. Chem. Phys. Lett. 2008, 451, 301-308
72. Reiher, M. Faraday Discuss. 2007, 135, 97-124
73. Peters, J. W.; Lanzilotta, W. N.; Lemon, B. J.; Seefeldt, L. C. Science 1998, 282, 1853-1858
74. Kirchner, B. ChemPhysChem 2007, 8, 4143
75. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Knizia, G.; Manby, F. R.; Schütz, M.; WIRes: CMS 2011, DOI: 10.1002/wcms.82.
76. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401
77. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2005, 124, 034108
78. Helgaker, T.; Jørgensen, P.; Olsen, J. Molecular Electronic-Structure Theory; Wiley: Chichester, U.K., 2000.
79. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
80. Woon, D. E.; Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358-1371.
81. Balabanov, N. B.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064107.
82. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9095
83. Wang, P.; Bese, R. B.; Blumberger, J. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 7708-7719
84. Wang, P.; Bese, R. B.; Blumberger, J. J. Phys. Chem. Phys. 2011, 133, 3548-3556