Water-dependent reaction pathways: An essential factor for the catalysis in HEPD enzyme

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 39, 2012, Pages 11837-11844

  Du, Likai ^a   Gao, Jun ^a,b   Liu, Yongjun ^a,b   Liu, Chengbu ^a,b  

^a BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS   (China)

^b Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry in Universities of Shandong   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYSIS; ENZYMES; IRON COMPOUNDS; OXYGEN; PORPHYRINS;

BIOLOGICAL CATALYSTS; BIOSYNTHETIC PATHWAY; CARBON-CARBON BOND CLEAVAGE; CATALYTIC CYCLES; CATALYTIC REACTIONS; DIOXYGENASES; EXPERIMENTAL EVIDENCE; EXPERIMENTAL RESEARCH; FERRIC HYDROXIDE; HEME ENZYME; HYDROXYL RADICALS; NONHEME IRON; OXYGEN ATOM; OXYGEN SOURCES; PHOSPHINOTHRICIN; REACTION MECHANISM; REACTION PATHWAYS; WATER MOLECULE;

MOLECULES;

EID: 84867073827     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp305454m     Document Type: Article

References (48)

1. Hegg, E. L.; Que, L., Jr. Eur. J. Biochem. 1997, 250, 625-629
2. Neidig, M. L.; Brown, C. D.; Light, K. M.; Fujimori, D. G.; Nolan, E. M.; Price, J. C.; Barr, E. W.; Bollinger, J. M.; Krebs, C.; Walsh, C. T. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14224-14231
3. Bruijnincx, P. C. A.; van Koten, G.; Gebbink, R. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2716-2744
4. Que, L., Jr. Nat. Struct. Mol. Biol. 2000, 7, 182-184
5. Koehntop, K. D.; Emerson, J. P.; Que, L., Jr. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 87-93
6. Bassan, A.; Borowski, T.; Siegbahn, P. E. M. Dalton Trans. 2004, 3153-3162
7. Friese, S. J.; Kucera, B. E.; Que, L., Jr.; Tolman, W. B. Inorg. Chem. 2006, 45, 8003-8005
8. Gibson, D. T.; Parales, R. E. Curr. Opin. Biotechnol. 2000, 11, 236-243
9. Hakemian, A. S.; Rosenzweig, A. C. Annu. Rev. Biochem. 2007, 76, 223-241
10. Decker, A.; Rohde, J. U.; Klinker, E. J.; Wong, S. D.; Que, L., Jr.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15983-15996
11. Rohde, J.-U.; Bukowski, M. R.; Que, L., Jr. Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 674-682
12. Rinaldo, D.; Philipp, D. M.; Lippard, S. J.; Friesner, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3135-3147
13. Simaan, A. J.; Banse, F.; Girerd, J.-J.; Wieghardt, K.; Bill, E. Inorg. Chem. 2001, 40, 6538-6540
14. Jensen, K. P.; Bell, C. B.; Clay, M. D.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12155-12171
15. Decker, A.; Solomon, E. I. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 152-163
16. 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, 871-874
17. Whitteck, J. T.; Cicchillo, R. M.; van der Donk, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16225-16232
18. Peck, S. C.; Cooke, H. A.; Cicchillo, R. M.; Malova, P.; Hammerschmidt, F.; Nair, S. K.; van der Donk, W. A. Biochem. 2011, 50, 6598-6605
19. Whitteck, J. T.; Malova, P.; Peck, S. C.; Cicchillo, R. M.; Hammerschmidt, F.; van der Donk, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4236-4239
20. Schwartz, D.; Berger, S.; Heinzelmann, E.; Muschko, K.; Welzel, K.; Wohlleben, W. Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 7093-7102
21. Blodgett, J. A. V.; Thomas, P. M.; Li, G.; Velasquez, J. E.; van der Donk, W. A.; Kelleher, N. L.; Metcalf, W. W. Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 480-485
22. Hirao, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17901-17909
23. Du, L.; Gao, J.; Liu, Y.; Zhang, D.; Liu, C. Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 1014-1024
24. Altun, A.; Shaik, S.; Thiel, W. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1324-1337
25. Wang, Y.; Chen, H.; Makino, M.; Shiro, Y.; Nagano, S.; Asamizu, S.; Onaka, H.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6748-6762
26. Vidossich, P.; Fiorin, G.; Alfonso-Prieto, M.; Derat, E.; Shaik, S.; Rovira, C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5161-5169
27. Lai, W.; Chen, H.; Matsui, T.; Omori, K.; Unno, M.; Ikeda-Saito, M.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12960-12970
28. Chen, H.; Moreau, Y.; Derat, E.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1953-1965
29. Ranguelova, K.; Suarez, J.; Metlitsky, L.; Yu, S.; Brejt, S. Z.; Brejt, S. Z.; Zhao, L.; Schelvis, J. P. M.; Magliozzo, R. S. Biochemistry 2008, 47, 12583-12592
30. Seo, M. S.; In, J.-H.; Kim, S. O.; Oh, N. Y.; Hong, J.; Kim, J.; Que, L., Jr.; Nam, W. Angew. Chem. 2004, 116, 2471-2474
31. Lee, Y.-M.; Dhuri, S.; Sawant, S.; Cho, J.; Kubo, M.; Ogura, T.; Fukuzumi, S.; Nam, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1803-1806
32. Sawant, S. C.; Wu, X.; Cho, J.; Cho, K.-B.; Kim, S. H.; Seo, M. S.; Lee, Y.-M.; Kubo, M.; Ogura, T.; Shaik, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8190-8194
33. Hirao, H.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14550-14553
34. Sherwood, P.; de Vries, A. H.; Guest, M. F.; Schreckenbach, G.; Catlow, C. R. A.; French, S. A.; Sokol, A. A.; Bromley, S. T.; Thiel, W.; Turner, A. J. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2003, 632, 1-28
35. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
36. Smith, W.; Forester, T. R. J. Mol. Graphics 1996, 14, 136-141
37. Bakowies, D.; Thiel, W. J. Phys. Chem. A 1996, 100, 10580-10594
38. Wachters, A. J. H. J. Chem. Phys. 1970, 52, 1033-1036
39. Chen, H.; Ikeda-Saito, M.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14778-14790
40. Bonin, J.; Costentin, C.; Louault, C.; Robert, M.; Savéant, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6668-6674
41. Wiggins, P. PLoS One 2008, 3, e1406
42. Guo, F.; Friedman, J. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 16632-16642
43. Solomon, E. I.; Decker, A.; Lehnert, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 3589-3594
44. Shaik, S.; Chen, H.; Janardanan, D. Nat. Chem. 2011, 3, 19-27
45. Green, M. T.; Dawson, J. H.; Gray, H. B. Science 2004, 304, 1653-1656
46. Hirao, H.; Que, L., Jr.; Nam, W.; Shaik, S. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 1740-1756
47. Sastri, C. V.; Park, M. J.; Ohta, T.; Jackson, T. A.; Stubna, A.; Seo, M. S.; Lee, J.; Kim, J.; Kitagawa, T.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12494-12495
48. Sastri, C. V.; Lee, J.; Oh, K.; Lee, Y. J.; Lee, J.; Jackson, T. A.; Ray, K.; Hirao, H.; Shin, W.; Halfen, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 19181-19186