Proton transport pathways in [NiFe]-hydrogenase

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 9, 2012, Pages 2917-2926

  Sumner, Isaiah ^a   Voth, Gregory A ^a  

^a UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGEN; HYDROGEN PRODUCTION; MOLECULAR DYNAMICS;

ACTIVE SITE; CATALYTIC CYCLES; FREE ENERGY SURFACE; HYDROGENASES; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR HYDROGEN; MULTISTATE EMPIRICAL VALENCE BOND METHOD; PRODUCTION CELLS; PROTON TRANSPORT; PROTON-TRANSPORT PATHWAYS; [NIFE]-HYDROGENASE;

ENZYMES;

EID: 84858017716     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp208512y     Document Type: Article

References (61)

1. Vignais, P. M.; Billoud, B. Chem. Rev. 2007, 107, 4206-4272
2. Lubitz, W.; Reijerse, E. J.; Messinger, J. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 15-31
3. Vignais, P. M.; Billoud, B.; Meyer, J. FEMS Microbiol. Rev. 2001, 25, 455-501
4. Shima, S.; Thauer, R. K. Chem. Rec. 2007, 7, 37-46
5. Meyer, J. Cell. Mol. Life Sci. 2007, 64, 1063-1084
6. Zirngibl, C.; Hedderich, R.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 1990, 261, 112-116
7. Ghirardi, M. L.; Posewitz, M. C.; Maness, P. C.; Dubini, A.; Yu, J. P.; Seibert, M. Annu. Rev. Plant Biol. 2007, 58, 71-91
8. Fontecilla-Camps, J. C.; Volbeda, A.; Cavazza, C.; Nicolet, Y. Chem. Rev. 2007, 107, 4273-4303
9. De Lacey, A. L.; Fernandez, V. M.; Rousset, M.; Cammack, R. Chem. Rev. 2007, 107, 4304-4330
10. 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
11. Pandelia, M. E.; Ogata, H.; Currell, L. J.; Flores, M.; Lubitz, W. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2010, 1797, 304-313
12. Pandelia, M. E.; Ogata, H.; Lubitz, W. ChemPhysChem 2010, 11, 1127-1140
13. Teixeira, V. H.; Baptista, A. M.; Soares, C. M. Biophys. J. 2006, 91, 2035-2045
14. Siegbahn, P. E. M.; Tye, J. W.; Hall, M. B. Chem. Rev. 2007, 107, 4414-4435
15. Teixeira, V. H.; Soares, C. M.; Baptista, A. M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 70, 1010-1022
16. Galvan, I. F.; Volbeda, A.; Fontecilla-Camps, J. C.; Field, M. J. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 73, 195-203
17. Lill, S. O. N.; Siegbahn, P. E. M. Biochemistry 2009, 48, 1056-1066
18. Keith, J. M.; Hall, M. B. Inorg. Chem. 2010, 49, 6378-6380
19. Chang, C. H. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 8691-8704
20. Hong, G.; Cornish, A. J.; Hegg, E. L.; Pachter, R. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2011, 1807, 510-517
21. Volbeda, A.; Charon, M. H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecillacamps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587
22. Dementin, S.; Burlat, B.; De Lacey, A. L.; Pardo, A.; Adryanczyk-Perrier, G.; Guigliarelli, B.; Fernandez, V. M.; Rousset, M. J. Biol. Chem. 2004, 279, 10508-10513
23. Friedrich, B.; Massanz, C.; Bernhard, M.; Lenz, O. J. Inorg. Biochem. 1999, 74, 24-24
24. Agmon, N. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 456-462
25. Swanson, J. M. J.; Maupin, C. M.; Chen, H. N.; Petersen, M. K.; Xu, J. C.; Wu, Y. J.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4300-4314
26. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5547-5551
27. Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Chem. Phys. 2000, 258, 187-199
28. Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 2814-2823
29. Day, T. J. F.; Soudackov, A. V.; Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5839-5849
30. Wu, Y. J.; Chen, H. N.; Wang, F.; Paesani, F.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 467-482
31. Maupin, C. M.; Wong, K. F.; Soudackov, A. V.; Kim, S.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 631-639
32. Laio, A.; Parrinello, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12562-12566
33. Iannuzzi, M.; Laio, A.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 238301-238302
34. Ensing, B.; Laio, A.; Parrinello, M.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6676-6687
35. Zhang, Y.; Voth, G. A. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2277-2283
36. Higuchi, Y.; Ogata, H.; Miki, K.; Yasuoka, N.; Yagi, T. Structure 1999, 7, 549-556
37. Jensen, J. H.; Li, H.; Robertson, A. D. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2005, 61, 704-721
38. Jensen, J. H.; Bas, D. C.; Rogers, D. M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 73, 765-783
39. Yagi, T.; Honya, M.; Tamiya, N. Biochim. Biophys. Acta 1968, 153, 699-705
40. Sakaguchi, S.; Kano, K.; Ikeda, T. Electroanalysis 2004, 16, 1166-1171
41. Siegbahn, P. E. M. Adv. Inorg. Chem. 2004, 56, 101-125
42. Maseras, F.; Morokuma, K. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1170-1179
43. Vreven, T.; Byun, K. S.; Komaromi, I.; Dapprich, S.; Montgomery, J. A.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 815-826
44. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197
45. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
46. Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269-10280
47. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9361-9381
48. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E., III; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Merz, K. M.; AMBER 11; University of California: San Francisco, CA, 2010.
49. Plimpton, S. J. Comput. Phys. 1995, 117, 1-19 http://lammps.sandia.gov
50. Cheatham, T. E.; Cieplak, P.; Kollman, P. A. J. Biomol. Struct. Dyn. 1999, 16, 845-862
51. Kumar, S.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A.; Rosenberg, J. M. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1011-1021
52. Souaille, M.; Roux, B. Comput. Phys. Commun. 2001, 135, 40-57
53. Maragliano, L.; Fischer, A.; Vanden-Eijnden, E.; Ciccotti, G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 024101-024106
54. Gan, W.; Yang, S.; Roux, B. Biophys. J. 2009, 97, L08-L10
55. Gervasio, F. L.; Laio, A.; Parrinello, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2600-2607
56. Gervasio, F. L.; Parrinello, M.; Ceccarelli, M.; Klein, M. L. J. Mol. Biol. 2006, 361, 390-398
57. Domene, C.; Klein, M. L.; Branduardi, D.; Gervasio, F. L.; Parrinello, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9474-9480
58. Pfaendtner, J.; Branduardi, D.; Parrinello, M.; Pollard, T. D.; Voth, G. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 12723-12728
59. Barducci, A.; Bonomi, M.; Parrinello, M. Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci. 2011, 1, 826-843
60. Bonomi, M.; Branduardi, D.; Bussi, G.; Camilloni, C.; Provasi, D.; Raiteri, P.; Donadio, D.; Marinelli, F.; Pietrucci, F.; Broglia, R. A.; Parrinello, M. Comput. Phys. Commun. 2009, 180, 1961-1972
61. George, S. J.; Kurkin, S.; Thorneley, R. N. F.; Albracht, S. P. J. Biochemistry 2004, 43, 6808-6819