Comparative reactivity of ferric-superoxo and ferryl-oxo species in heme and non-heme complexes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 50, 2011, Pages 20076-20079

  Chung, Lung Wa ^a   Li, Xin ^a   Hirao, Hajime ^a   Morokuma, Keiji ^a  

^a KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANTIFERROMAGNETIC COUPLING; DFT CALCULATION; ELECTROPHILICITY; MODEL COMPLEXES; NON-HEME COMPLEXES; RATIONAL DESIGN; THERMODYNAMIC DRIVING FORCES;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENZYMES; OXIDANTS;

PORPHYRINS;

FERRIC SUPEROXO; FERRYL OXO; HEME; HYDROGEN; OXIDIZING AGENT; OXYGEN; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CHEMICAL BOND; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON; ELECTROPHILICITY; THERMODYNAMICS;

FERRIC COMPOUNDS; HEME; OXYGEN; THERMODYNAMICS;

EID: 83755162372     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja2084898     Document Type: Article

References (40)

1. van der Donk, W. A.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Curr. Opin. Struct. Biol. 2010, 20, 673
2. Nam, W. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 522
3. Kovaleva, E. G.; Neibergall, M. B.; Chakrabarty, S.; Lipscomb, J. D. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 475
4. Costas, M.; Mehn, M. P.; Jensen, M. P.; Que, L., Jr. Chem. Rev. 2004, 104, 939
5. Sono, M.; Roach, M. P.; Coulter, E. D.; Dawson, J. H. Chem. Rev. 1996, 96, 2841
6. Siegbahn, P. E. M.; Borowski, T. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 729
7. Shaik, S.; Cohen, S.; Wang, Y.; Chen, H.; Kumar, D.; Thiel, W. Chem. Rev. 2010, 110, 949 and references therein.
8. Bollinger, J. M., Jr.; Diao, Y.; Matthews, M. L.; Xing, G.; Krebs, C. Dalton Trans. 2009, 905
9. Cicchillo, R. M.; Zhang, H.; Blodgett, J. A. V.; Whitteck, J. T.; Li, G.; Nair, S. K.; van der Donk, W. A.; Metcalf, W. W. Nature 2009, 459, 871
10. Mbughuni, M. M.; Chakrabarti, M.; Hayden, J. A.; Bominaar, E. L.; Hendrich, M. P.; Münck, E.; Lipscomb, J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 16788
11. Forouhar, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 473
12. Sugimoto, H.; Oda, S.-I.; Otsuki, T.; Hino, T.; Yoshida, T.; Shiro, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 2611
13. Chung, L. W.; Li, X.; Sugimoto, H.; Shiro, Y.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12299
14. Chung, L. W.; Li, X.; Sugimoto, H.; Shiro, Y.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11993
15. Efimov, I.; Basran, J.; Thackray, S. J.; Handa, S.; Mowat, C. G.; Raven, E. L. Biochemistry 2011, 50, 2717
16. Lai, W.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5444
17. Hirao, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17901
18. Lundberg, M.; Kawatsu, T.; Vreven, T.; Frisch, M. J.; Morokuma, K. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 222
19. Hirao, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17206
20. Blomberg, L. M.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 923
21. Borowski, T.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 2264
22. Bassan, A.; Borowski, T.; Siegbahn, P. E. M. Dalton Trans. 2004, 3153
23. Gardner, P. R.; Gardner, A. M.; Martin, L. A.; Salzman, A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 10378 and ref 5e
24. Peterson, R. L.; Himes, R. A.; Kotani, H.; Suenobu, T.; Tian, L.; Siegler, M. A.; Solomon, E. I.; Fukuzumi, S.; Karlin, K. D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1702
25. Mukherjee, A.; Cranswick, M. A.; Chakrabarti, M.; Paine, T. K.; Fujisawa, K.; Münck, E.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2010, 49, 3618
26. Lee, Y.-M.; Hong, S.; Morimoto, Y.; Shin, W.; Fukuzumi, S.; Nam, W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10668
27. Cho, J.; Woo, J.; Nam, W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5958
28. Detailed results in Supporting Information.
29. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 408
30. Decker, A.; Rhode, J. U.; Klinker, E. J.; Wong, S. D.; Que, L., Jr.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15983
31. Neidig, M. L.; Decker, A.; Choroba, O. W.; Huang, F.; Kavana, M.; Moran, G. R.; Spencer, J. B.; Solomon, E. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 12966
32. Ye, S.; Neese, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 1228
33. Shaik, S.; Chen, H.; Janardanan, D. Nat. Chem. 2011, 3, 19
34. Hirao, H.; Kumar, D.; Que, L., Jr.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8590
35. de Visser, S. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 1790 and ref 12c
36. Mayer, J. M. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 36
37. Collman, J. P.; Slaughter, L. M.; Eberspacher, T. A.; Strassner, T.; Brauman, J. I. Inorg. Chem. 2001, 40, 6272
38. Lee, Y.-M.; Kotani, H.; Suenobu, T.; Nam, W.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 434
39. Green, M. T. Curr. Opin. Chem. Biol. 2009, 13, 84
40. Sastri, C. V.; Lee, J.; Oh, K.; Lee, Y. J.; Lee, J.; Jackson, T. A.; Ray, K.; Hirao, H.; Shin, W.; Halfen, J. A.; Kim, J.; Que, L., Jr.; Shaik, S.; Nam, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 19181