Influence of sequential thiolate oxidation on a nitrile hydratase mimic probed by multiedge X-ray absorption spectroscopy

Inorganic Chemistry

Volumn 51, Issue 11, 2012, Pages 6032-6045

  Shearer, Jason ^a   Callan, Paige E ^a   Masitas, César A ^b   Grapperhaus, Craig A ^b  

^a UNIVERSITY OF NEVADA   (United States)

^b UNIVERSITY OF LOUISVILLE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOMIMETIC MATERIAL; COORDINATION COMPOUND; HYDROLYASE; NITRILE HYDRATASE; RUTHENIUM; THIOL DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION REACTION; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

BIOMIMETIC MATERIALS; COORDINATION COMPLEXES; HYDRO-LYASES; MODELS, MOLECULAR; OXIDATION-REDUCTION; RUTHENIUM; SULFHYDRYL COMPOUNDS; X-RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84861944930     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic202453c     Document Type: Article

References (95)

1. Kovacs, J. A. Chem. Rev. 2003, 104, 823-848
2. De Santis, G.; Di Cosimo, R. Biocatal. Pharm. Ind. 2009, 153-181
3. Kobayashi, M.; Shimizu, S. Eur. J. Biochem. 1999, 261, 1-9
4. Wieser, M.; Nagasawa, T. Stereosel. Biocatal. 2000, 461-486
5. Harrop, T. C.; Mascharak, P. K. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 253-260
6. Katayama, Y.; Nyunoya, H. Baiosaiensu to Indasutori 1999, 57, 387-390
7. Arakawa, T.; Kawano, Y.; Kataoka, S.; Katayama, Y.; Kamiya, N.; Yohda, M.; Odaka, M. J. Mol. Biol. 2007, 366, 1497-1509
8. Katayama, Y.; Hashimoto, K.; Nakayama, H.; Mino, H.; Nojiri, M.; Ono, T.-A.; Nyunoya, H.; Yohda, M.; Takio, K.; Odaka, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 728-729
9. Arakawa, T.; Kawano, Y.; Katayama, Y.; Nakayama, H.; Dohmae, N.; Yohda, M.; Odaka, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14838-14843
10. Huang, W.; Jia, J.; Cummings, J.; Nelson, M.; Schneider, G.; Lindqvist, Y. Structure 1997, 5, 691-699
11. Miyanaga, A.; Fushinobu, S.; Ito, K.; Wakagi, T. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 288, 1169-1174
12. Nagashima, S.; Nakasako, M.; Dohmae, N.; Tsujimura, M.; Takio, K.; Odaka, M.; Yohda, M.; Kamiya, N.; Endo, I. Nat. Struct. Biol. 1998, 5, 347-351
13. Nakasako, M.; Odaka, M.; Yohda, M.; Dohmae, N.; Takio, K.; Kamiya, N.; Endo, I. Biochemistry 1999, 38, 9887-9898
14. Song, L.; Wang, M.; Shi, J.; Xue, Z.; Wang, M.-X.; Qian, S. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, 362, 319-324
15. Dey, A.; Chow, M.; Taniguchi, K.; Lugo-Mas, P.; Davin, S.; Maeda, M.; Kovacs, J. A.; Odaka, M.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 533-541
16. Lugo-Mas, P.; Dey, A.; Xu, L.; Davin, S. D.; Benedict, J.; Kaminsky, W.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I.; Kovacs, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11211-11221
17. Noguchi, T.; Nojiri, M.; Takei, K.-i.; Odaka, M.; Kamiya, N. Biochemistry 2003, 42, 11642-11650
18. Murakami, T.; Nojiri, M.; Nakayama, H.; Odaka, M.; Yohda, M.; Dohmae, N.; Takio, K.; Nagamune, T.; Endo, I. Protein Sci. 2000, 9, 1024-1030
19. Claiborne, A.; Mallett, T. C.; Yeh, J. I.; Luba, J.; Parsonage, D. Adv. Protein Chem. 2001, 58, 215-276
20. Stevens, J. M.; Belghazi, M.; Jaouen, M.; Bonnet, D.; Schmitter, J.-M.; Mansuy, D.; Sari, M.-A.; Artaud, I. J. Mass Spectrom. 2003, 38, 955-961
21. Tsujimura, M.; Odaka, M.; Nakayama, H.; Dohmae, N.; Koshino, H.; Asami, T.; Hoshino, M.; Takio, K.; Yoshida, S.; Maeda, M.; Endo, I. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11532-11538
22. Nojiri, M.; Yohda, M.; Odaka, M.; Matsushita, Y.; Tsujimura, M.; Yoshida, T.; Dohmae, N.; Takio, K.; Endo, I. J. Biochem. 1999, 125, 696-704
23. Shearer, J.; Callan, P. E.; Amie, J. Inorg. Chem. 2010, 49, 9064-9077
24. Mascharak, P. K. Coord. Chem. Rev. 2002, 225, 201-214
25. O'Toole, M. G.; Grapperhaus, C. A. ACS Symp. Ser. 2009, 1012, 99-113
26. Artaud, I.; Chatel, S.; Chauvin, A. S.; Bonnet, D.; Kopf, M. A.; Leduc, P. Coord. Chem. Rev. 1999, 190-192, 557-586
27. Bourles, E.; Alves de Sousa, R.; Galardon, E.; Giorgi, M.; Artaud, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6162-6165
28. Galardon, E.; Giorgi, M.; Artaud, I. Chem. Commun. 2004, 286-287
29. Rat, M.; Alves de Sousa, R.; Vaissermann, J.; Leduc, P.; Mansuy, D.; Artaud, I. J. Inorg. Biochem. 2001, 84, 207-213
30. Kung, I.; Schweitzer, D.; Shearer, J.; Taylor, W. D.; Jackson, H. L.; Lovell, S.; Kovacs, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8299-8300
31. Lugo-Mas, P.; Taylor, W.; Schweitzer, D.; Theisen, R. M.; Xu, L.; Shearer, J.; Swartz, R. D.; Gleaves, M. C.; DiPasquale, A.; Kaminsky, W.; Kovacs, J. A. Inorg. Chem. 2008, 47, 11228-11236
32. Rose, M. J.; Betterley, N. M.; Mascharak, P. K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8340-8341
33. Rose, M. J.; Betterley, N. M.; Oliver, A. G.; Mascharak, P. K. Inorg. Chem. 2010, 49, 1854-1864
34. Tyler, L. A.; Noveron, J. C.; Olmstead, M. M.; Mascharak, P. K. Inorg. Chem. 2003, 42, 5751-5761
35. O'Toole, M. G.; Kreso, M.; Kozlowski, P. M.; Mashuta, M. S.; Grapperhaus, C. A. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 1219-1230
36. Grapperhaus, C. A.; Patra, A. K.; Mashuta, M. S. Inorg. Chem. 2002, 41, 1039-1041
37. Masitas, C. A.; Mashuta, M. S.; Grapperhaus, C. A. Inorg. Chem. 2010, 49, 5344-5346
38. Masitas, C. A.; Kumar, M.; Mashuta, M. S.; Kozlowski, P. M.; Grapperhaus, C. A. Inorg. Chem. 2010, 49, 10875-10881
39. Shearer, J.; Dehestani, A.; Abanda, F. Inorg. Chem. 2007, 47, 2649-2660
40. Hedman, B.; Frank, P.; Gheller, S. F.; Roe, A. L.; Newton, W. E.; Hodgson, K. O. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3798-3805
41. Engemann, C.; Franke, R.; Hormes, J.; Lauterbach, C.; Hartmann, E.; Clade, J.; Jansen, M. Chem. Phys. 1999, 243, 61-75
42. Gawelda, W.; Johnson, M.; de Groot, F. M. F.; Abela, R.; Bressler, C.; Chergui, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5001-5009
43. Vairavamurthy, A.; Wang, S. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 3050-3056
44. Chen, C. T.; Sette, F. Rev. Sci. Instrum. 1989, 60, 1616-162
45. Delgado-Jaime, M. U.; Mewis, C. P.; Kennepohl, P J. Synchrotron Radiat. 2010, 17, 132-137
46. Delgado-Jaime, M. U.; Kennepohl, P J. Synchrotron Radiat. 2010, 17, 119-128
47. Dey, A.; Jeffrey, S. P; Darensbourg, M.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 2007, 46, 4989-4996
48. Stavitski, E.; de Groot, F. M. F. Micron 2010, 41, 687-694
49. Neese, F. N. ORCA; Universitat Bonn: Bonn, Germany, 2010.
50. Schaefer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571
51. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305
52. Andrea, D.; Haeussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta. 1990, 77, 123-141
53. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. A: Gen. Phys. 1992, 46, 6671
54. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1998, 108, 664-675
55. Szilagyi, R. K.; Metz, M.; Solomon, E. I. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2994-3007 and references cited therein
56. Varetto, U. Molekel, v. 5.4.0.8; Swiss National Supercomputing Centre: Manno, Switzerland, 2009.
57. Glendening, E. D.; Badenhoop, J. K; Reed, A. E.; Carpenter, J. E.; Bohmann, J. A.; Morales, C. M.; Weinhold, F. NBO, v. 5.0; Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin: Madison, WI, 2001.
58. DeBeer George, S.; Neese, F. Inorg. Chem. 2010, 49, 1840-1853
59. Pantazis, D. A.; Chen, X. Y.; Landis, C. R.; Neese, F. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 908
60. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
61. Lee, C.; Yang, W.; Parr, A. D. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
62. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
63. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
64. Neese, F.; Wennmohs, F.; Hansen, A.; Becker, U. Chem. Phys. 2009, 356, 98-109
65. Kossmann, S.; Neese, F. Chem. Phys. Lett. 2009, 481, 240-243
66. Neese, F. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1740-1747
67. van Lenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4597
68. Van Wüllen, C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 382
69. Alperovich, I.; Smolentsev, G.; Moonshiram, D.; Jurss, J. W.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J.; Soldatov, A.; Pushkar, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15786-15794
70. deGroot, F.; Kotani, A. Core Level Spectroscopy of Solids; Sarma, D. D.; Kotliar, G.; Tokura, Y., Eds.; CRC Press Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL, 2008; Advances in Condensed Matter Science Vol. 6.
71. de Groot, F. Chem. Rev. 2001, 101, 1779-1808
72. de Groot, F. M. F. Coor. Chem. Rev. 2005, 249, 31
73. Hu, Z.; Kaindl, G.; Warda, S. A.; Reinen, D.; Degroot, F. M. F.; Muller, B. G. Chem. Phys. 1998, 232, 63
74. Hu, Z.; Mazumdar, C.; Kaindl, G.; Degroot, F. M. F.; Warda, S. A.; Reinen, D. Chem. Phys. Lett. 1998, 297, 321
75. Van der Laan, G.; Zaanen, J.; Sawatzky, G. A.; Karnatak, R.; Esteva, J. M. Phys. Rev. B 1986, 33, 4253-4263
76. Eskes, H.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1991, 43, 119-129
77. deGroot, F. M. F. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1994, 67, 529-622
78. Thole, B. T.; van der Laan, G. Phys. Rev. B 1988, 38, 3158-3171
79. Ralston, C. Y.; Wang, H.; Ragsdale, S. W.; Kumar, M.; Spangler, N. J.; Ludden, P. W.; Gu, W.l; Jones, R. M.; Patil, D. S.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10553-10560
80. Glaser, T.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 859-868
81. Shadle, S. E.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2259
82. Solomon, E. I.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Dey, A.; Szilagyi, R. K. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 97
83. Shadle, S. E.; Penner-Hahn, J. E.; Schugar, H. J.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 767
84. Neese, F.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1999, 38, 4854-4860
85. Shadle, S. E.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1994, 33, 4235-4244
86. Sarangi, R.; DeBeer George, S.; Rudd, D. J.; Szilagyi, R. K.; Ribas, X.; Rovira, C.; Almeida, M.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2316-2326
87. Szilagyi, R. K.; Lim, B. S.; Glaser, T.; Holm, R. H.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9158-9169
88. Sriskandakumar, T.; Petzold, H.; Bruijnincx, P. C. A.; Habtemariam, A.; Sadler, P. J.; Kenneepohl, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13355-13361
89. Bradley, J. A.; Yang, P.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Burns, C. J.; Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Kozimor, S. A.; Martin, R. L.; Seidler, G. T.; Scott, B. L.; Shuh, S. K.; Tyliszcazk, T.; Wilkerson, M. P.; Wolfsberg, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13914-13921
90. George, S. J.; Fu, J.; Guo, Y.; Drury, O. B.; Friedrich, S.; Rauchfuss, T.; Volkers, P. I.; Peters, J. C.; Scott, V.; Brown, S. B.; Thomas, C. M.; Cramer, S. P. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 1157-1165
91. Löwdin, P. O. Adv. Quantum Chem. 1970, 5, 185
92. Grapperhaus, C. A.; Darensbourg, M. Y. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 451-459
93. Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735
94. Foster, J. P.; Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7211
95. Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F. Chem. Rev. 1988, 88, 899