Structural, EPR, and Mössbauer characterization of (μ-alkoxo)(μ-carboxylato)diiron(II,III) model complexes for the active sites of mixed-valent diiron enzymes

Inorganic Chemistry

Volumn 51, Issue 5, 2012, Pages 2917-2929

  Li, Feifei ^a   Chakrabarti, Mrinmoy ^b   Dong, Yanhong ^a   Kauffmann, Karl ^b   Bominaar, Emile L ^b   Münck, Eckard ^b   Que, Lawrence ^a  

^a UNIVERSITY OF MINNESOTA   (United States)

^b CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBOXYLIC ACID; FERRIC ION; FERROUS ION; INOSITOL OXYGENASE; IRON BINDING PROTEIN;

ANIMAL; ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ELECTRON SPIN RESONANCE; ENZYME ACTIVE SITE; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; MOUSE; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

ANIMALS; CARBOXYLIC ACIDS; CATALYTIC DOMAIN; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; FERRIC COMPOUNDS; FERROUS COMPOUNDS; INOSITOL OXYGENASE; IRON-BINDING PROTEINS; MICE; MODELS, MOLECULAR; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER;

EID: 84857881518     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic2021726     Document Type: Article

References (76)

1. Wallar, B. J.; Lipscomb, J. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2625-2658
2. Stenkamp, R. E. Chem. Rev. 1994, 94, 715-726
3. Xiong, J.; Kurtz, D. M., Jr.; Ai, J.; Sanders-Loehr, J. Biochemistry 2000, 39, 5117-5125
4. Salahudeen, A. A.; Thompson, J. W.; Ruiz, J. C.; Ma, H.-W.; Kinch, L. N.; Li, Q.; Grishin, N. V.; Bruick, R. K. Science 2009, 326, 722-726
5. Tinberg, C. E.; Lippard, S. J. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 280-288
6. Sazinsky, M. H.; Lippard, S. J. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 558-566
7. Stubbe, J.; Cotruvo, J. A., Jr. Curr. Opin. Chem. Biol. 2011, 15, 284-290
8. Eklund, H.; Uhlin, U.; Farnegardh, M.; Logan, D. T.; Nordlund, P. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2001, 77, 177-268
9. Shanklin, J.; Guy, J. E.; Mishra, G.; Lindqvist, Y. J. Biol. Chem. 2009, 284, 18559-18563
10. Murray, L. J.; Lippard, S. J. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 466-474
11. Mitchell, K. H.; Rogge, C. E.; Gierahn, T.; Fox, B. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3784-3789
12. Vu, V. V.; Emerson, J. P.; Martinho, M.; Kim, Y. S.; Münck, E.; Park, M. H.; Que, L., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 14814-14819
13. Simurdiak, M.; Lee, J.; Zhao, H. ChemBioChem 2006, 7, 1169-1172
14. Korboukh, V. K.; Li, N.; Barr, E. W.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13608-13609
15. Makris, T. M.; Chakrabarti, M.; Münck, E.; Lipscomb, J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 15391-15396
16. Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr.; Booker, S. J. Curr. Opin. Chem. Biol. 2011, 15, 291-303
17. Mathevon, C.; Pierrel, F.; Oddou, J.-L.; Garcia-Serres, R.; Blondin, G.; Latour, J.-M.; Ménage, S.; Gambarelli, S.; Fontecave, M.; Atta, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 13295-13300
18. Liu, X.-F.; Theil, E. C. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 167-175
19. Andrews, S. C. Biochim. Biophys. Acta 2011, 1800, 691-705
20. Kurtz, D. M., Jr. J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 679-693
21. Cooley, R. B.; Rhoads, T. W.; Arp, D. J.; Karplus, P. A. Science 2011, 332, 929
22. Fox, B. G.; Surerus, K. K.; Münck, E.; Lipscomb, J. D. J. Biol. Chem. 1988, 263, 10553-10556
23. DeWitt, J. G.; Bentsen, J. G.; Rosenzweig, A. C.; Hedman, B.; Green, J.; Pilkington, S.; Papaefthymiou, G. C.; Dalton, H.; Hodgson, K. O.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9219-9235
24. Charalampous, F. C.; Lyras, C. J. Biol. Chem. 1957, 228, 1-13
25. Charalampous, F. C. J. Biol. Chem. 1959, 234, 220-227
26. Hankes, L. V.; Politzer, W. M.; Touster, O.; Anderson, L. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1969, 165, 564-576
27. Winegrad, A. I. Diabetes 1987, 36, 396-406
28. Sundkvist, G.; Dahlin, L. B.; Nilsson, H.; Eriksson, K. F.; Lindgarde, F.; Rosen, I.; Lattimer, S. A.; Sima, A. A.; Sullivan, K.; Greene, D. A. Diabetes Med. 2000, 17, 259-268
29. Xing, G.; Hoffart, L. M.; Diao, Y.; Prabhu, K. S.; Arner, R. J.; Reddy, C. C.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2006, 45, 5393-5401
30. Xing, G.; Barr, E. W.; Diao, Y.; Hoffart, L. M.; Prabhu, K. S.; Arner, R. J.; Reddy, C. C.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 2006, 45, 5402-5412
31. Xing, G.; Diao, Y.; Hoffart, L. M.; Barr, E. W.; Prabhu, K. S.; Arner, R. J.; Reddy, C. C.; Krebs, C.; Bollinger, J. M., Jr. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 6130-6135
32. Brown, P. M.; Caradoc-Davies, T. T.; Dickson, J. M. J.; Cooper, G. J. S.; Loomes, K. M.; Baker, E. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15032-15037
33. Thorsell, A. G.; Persson, C.; Voevodskaya, N.; Busam, R. D.; Hammarstrom, M.; Graslund, S.; Graslund, A.; Hallberg, B. M. J. Biol. Chem. 2008, 283, 15209-15216
34. Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C. Curr. Opin. Chem. Biol. 2007, 11, 151-158
35. Que, L., Jr. Physical Methods in Bioinorganic Chemistry. Spectroscopy and Magnetism; University Science Books: Sausalito, CA, 2000.
36. Day, E. P.; David, S. S.; Peterson, J.; Dunham, W. R.; Bonvoisin, J. J.; Sands, R. H.; Que, L., Jr. J. Biol. Chem. 1988, 263, 15561-15567
37. Averill, B. A.; Davis, J. C.; Burman, S.; Zirino, T.; Sanders-Loehr, J.; Loehr, T. M.; Sage, J. T.; Debrunner, P. C. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3760-3767
38. McCormick, J. M.; Reem, R. C.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9066-9079
39. Borovik, A. S.; Murch, B. P.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7190-7191
40. Nordlund, P.; Sjöberg, B.-M.; Eklund, H. Nature 1990, 345, 393-398
41. Rosenzweig, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J.; Nordlund, P. Nature 1993, 366, 537-543
42. Bailey, L. J.; Fox, B. G. Biochemistry 2009, 48, 8932-8939
43. Borovik, A. S.; Papaefthymiou, V.; Taylor, L. F.; Anderson, O. P.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6183-6195
44. Mashuta, M. S.; Webb, R. J.; McCusker, J. K.; Schmitt, E. A.; Oberhausen, K. J.; Richardson, J. F.; Buchanan, R. M.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 3815-3827
45. Kanda, W.; Moneta, W.; Bardet, M.; Bernard, E.; Debaecker, N.; Laugier, J.; Bousseksou, A.; Chardon-Noblat, S.; Latour, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 1995, 34, 588-590
46. Bossek, U.; Hummel, H.; Weyhermüller, T.; Bill, E.; Wieghardt, K. Angew. Chem., Int. Ed. 1995, 34, 2642-2645
47. Suzuki, M.; Fujinami, S.; Hibino, T.; Hori, H.; Maeda, Y.; Uehara, A.; Suzuki, M. Inorg. Chim. Acta 1998, 283, 124-135
48. Payne, S. C.; Hagen, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6399-6410
49. Satcher, J. H.; Droege, M. W.; Olmstead, M. M.; Balch, A. L. Inorg. Chem. 2001, 40, 1454-1458
50. Gouré, E.; Thiabaud, G.; Carboni, M.; Gon, N.; Dubourdeaux, P.; Garcia-Serres, R.; Clémancey, M.; Oddou, J.-L.; Robin, A. Y.; Jacquamet, L.; Dubois, L.; Blondin, G.; Latour, J.-M. Inorg. Chem. 2011, 50, 6408-6410
51. McKee, V.; Zvagulis, M.; Dagdigian, J. V.; Patch, M. G.; Reed, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4765-4772
52. Blessing, R. Acta Crystallogr. 1995, A51, 33-38
53. SAINT, V6.2; Bruker Analytical X-Ray Systems: Madison, WI, 2001.
54. SHELXTL, V6.10; Bruker Analytical X-Ray Systems: Madison, WI, 2000.
55. Spek, A. L. PLATON. A multipurpose crystallographic tool; Utrecht University: Utrecht, The Netherlands, 2002.
56. Frisch, M. J. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford CT, 2004.
57. Dong, Y.; Ménage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. E.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851-1859
58. Eulering, B.; Ahlers, F.; Zippel, F.; Schmidt, M.; Nolting, H.; Krebs, B. Chem. Commun. 1995, 1305-1307
59. Brennan, B. A.; Chen, Q.; Juarez-Garcia, C.; True, A. E.; O'Connor, C. J.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1991, 30, 1937-1943
60. Chen, Q.; Lynch, J. B.; Gomez-Romero, P.; Ben-Hussein, A.; Jameson, G. B.; O'Connor, C. J.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1988, 27, 2673-2681
61. Mashuta, M. S.; Webb, R. J.; Oberhausen, K. J.; Richardson, J. F.; Buchanan, R. M.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2745-2746
62. Borovik, A. S.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2345-2347
63. Sage, J. T.; Xia, Y.-M.; Debrunner, P. G.; Keough, D. T.; de Jersey, J.; Zerner, B. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7239-7247
64. Fox, B. G.; Hendrich, M. P.; Surerus, K. K.; Andersson, K. K.; Froland, W. A.; Lipscomb, J. D.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 3688-3701
65. Bencini, A.; Gatteschi, D. Electron Paramagnetic Resonance of Exchange Coupled Systems; Springer Verlag: Berlin, 1990.
66. Abragam, A.; Bleaney, B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Metal Ions; Dover Publications: New York, 1986.
67. Davydov, R. M.; Smieja, J.; Kikanov, S. A.; Zang, Y.; Que, L., Jr.; Bowman, M. K. J. Biol. Inorg. Chem. 1999, 4, 292-301
68. Gütlich, P.; Link, R.; Trautwein, A. X. Mössbauer Spectroscopy of Transition Metal Chemistry; Springer: Berlin, 1978.
69. Guddat, L. W.; McAlpine, A. S.; Hume, D.; Hamilton, S.; deJersey, J.; Martin, J. L. Structure 1999, 7, 757-767
70. Onoda, A.; Okamoto, Y.; Sugimoto, H.; Shiro, Y.; Hayashi, T. Inorg. Chem. 2011, 50, 4892-4899
71. Davydov, R.; Valentine, A. M.; Komar-Panicucci, S.; Hoffman, B. M.; Lippard, S. J. Biochemistry 1999, 38, 4188-4197
72. Kim, S. H.; Xing, G.; Bollinger, J. M., Jr.; Krebs, C.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10374-10375
73. Yang, Y.-S.; McCormick, J. M.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11832-11842
74. Fox, B. G.; Liu, Y.; Dege, J. E.; Lipscomb, J. D. J. Biol. Chem. 1991, 266, 540-550
75. Brunold, T. C.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8288-8295
76. Hirao, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17206-17214