Theoretical insight in to hydrogen-bonding networks and proton wire for the CaMn4O5 cluster of photosystem II. Elongation of Mn-Mn distances with hydrogen bonds

Catalysis Science and Technology

Volumn 3, Issue 7, 2013, Pages 1831-1848

  Shoji, M ^a   Isobe, H ^b   Yamanaka, S ^c   Umena, Y ^d   Kawakami, K ^d   Kamiya, N ^d   Shen, J R ^b   Yamaguchi, K ^c,e  

^a UNIVERSITY OF TSUKUBA   (Japan)

^b OKAYAMA UNIVERSITY   (Japan)

^c OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^d Osaka Prefecture University   (Japan)

^e Handai Rigaku Techno research   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTATIONAL RESULTS; CONFINEMENT EFFECTS; COORDINATION SPHERE; GEOMETRY OPTIMIZATION; HIGH RESOLUTION X RAY DIFFRACTION; HYDROGEN BONDING NETWORK; INTER-ATOMIC DISTANCES; OXYGEN-EVOLVING COMPLEXES;

ATOMS; COMPLEX NETWORKS; COMPLEXATION; EXPERIMENTS; GEOMETRY; INTERNAL OXIDATION; IODINE; MANGANESE; MANGANESE REMOVAL (WATER TREATMENT); OPTIMIZATION; OXYGEN; PROTEINS; PROTONS; QUANTUM THEORY; WIRE; X RAY DIFFRACTION;

HYDROGEN BONDS;

EID: 84880880119     PISSN: 20444753     EISSN: 20444761     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3cy00051f     Document Type: Article

References (78)

1. D. L. Nelson and M. M Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 5th edn, Palgrave Macmillan, 2008
2. J. M. Berg, J. L. Tymoczko and L. Stryer, Biochemistry Volume, 5th edn, Freeman W. H. Co. Ltd., 2007
3. P. Joliot Biochim. Biophys. Acta, Biophys. Photosynth. 1965 102 116
4. B. Kok B. Forbush M. McGloin Photochem. Photobiol. 1970 11 457 475
5. V. K. Yachndra K. Sauer M. P. Klein Chem. Rev. 1996 96 2927 2950
6. J. H. Robblee R. M. Cinco V. K. Yachandra Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2001 1503 7 23
7. H. Dau L. Iuzzolino J. Dittmer Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2001 1503 24 39
8. R. M. Cinco K. L. M. Holman J. H. Robblee J. Yano S. A. Pizarro E. Bellacchio K. Sauer V. K. Yachandra Biochemistry 2002 41 12928 12933
9. H. Dau P. Liebisch M. Haumann Phys. Chem. Chem. Phys. 2004 6 4781 4792
10. J. Yano Y. Pushkar P. Glatzel A. Lewis K. Sauer J. Messinger U. Bergmann V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14974 14975
11. J. Yano J. Kern K. Sauer M. J. Latimer Y. Pushkar J. Biesiadka B. Loll W. Saenger J. Messinger A. Zouni V. K. Yachandra Science 2006 314 821 825
12. H. Dau A. Grundmeier P. Loja M. Haumann Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2008 363 1237 1244
13. A. Grundmeier H. Dau Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2012 1817 88 105
14. S. Mukherjee J. A. Stull J. Yano T. C. Stamatatos K. Pringouri T. A. Stich K. A. Abboud R. D. Britt V. K. Yachandra G. Christou Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 2257 2262
15. A. Zouni H. T. Witt J. Kern P. Fromme N. Krauss W. Saenger P. Orth Nature 2001 409 739 743
16. N. Kamiya J. R. Shen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 100 98 103
17. K. Ferreira T. Iverson K. Maghlaoui J. Baber S. Iwata Science 2004 303 1831 1838
18. J. Biesiadka B. Loll J. Kern K. D. Irrgang A. Zouni Phys. Chem. Chem. Phys. 2004 6 4733 4736
19. B. Loll J. Kern W. Saenger A. Zouni J. Biesiadka Nature 2005 438 1040 1044
20. R. Krivanek J. Kern A. Zouni H. Dau M. Haumann Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2007 1767 520
21. A. Guskov J. Kern A. Gabdulkhakov M. Broser A. Zouni W. Saenger Nat. Struct. Mol. Biol. 2009 16 334 342
22. K. Kawakami Y. Umena N. Kamiya J. R. Shen Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 8567 8572
23. J. H. Robblee J. Messinger R. M. Cinco K. L. McFarlane C. C. Fernandez S. A. Pizarro K. Sauer V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2002 124 7459 7471
24. J.-H. Su J. Messinger Appl. Magn. Reson. 2009 37 123 136
25. W. Lubitz E. J. Reijerse J. Messinger Energy Environ. Sci. 2008 1 15 31
26. L. V. Kulik B. Epel W. Lubitz J. Messinger J. Am. Chem. Soc. 2005 127 2392 2393
27. L. V. Kulik B. Epel J. Messinger Biochemistry 2005 44 9368 9374
28. L. V. Kulik B. Epel W. Rubitz J. Messinger J. Am. Chem. Soc. 2007 129 13421 13435
29. J. M. Peloguin K. A. Campbell D. W. Randall M. A. Evanchik V. L. Pecoraro W. H. Armstrong R. D. Britt J. Am. Chem. Soc. 2000 122 10926 10942
30. C. P. Aznar R. D. Britt Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2002 357 1359 1366
31. R. D. Britt K. A. Cambell J. M. Peloguin M. L. Gilchrist C. P. Aznar M. M. Dicus J. Robblee J. Messinger Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2004 1655 158 171
32. M. H. V. Huynh T. J. Meyer Chem. Rev. 2007 107 5004
33. T. J. Meyer M. H. V. Huynh H. H. Thorp Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 5284
34. Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya Nature 2011 473 55 60
35. K. Kawakami Y. Umena N. Kamiya J. R. Shen J. Photochem. Photobiol., B 2011 104 9 18
36. K. Kanda S. Yamanaka T. Saito Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura H. Nakamura K. Yamaguchi Chem. Phys. Lett. 2011 506 98 103
37. S. Yamanaka H. Isobe K. Kanda T. Saito Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura H. Nakamura K. Yamaguchi Chem. Phys. Lett. 2011 511 138 145
38. T. Saito S. Yamanaka K. Kanda H. Isobe Y. Takano Y. Shigeta Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura M. Shoji Y. Yoshioka K. Yamaguchi Int. J. Quantum Chem. 2012 112 253 276
39. S. Yamanaka T. Saito K. Kanda H. Isobe Y. Umena K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura H. Nakamura K. Yamaguchi Int. J. Quantum Chem. 2012 112 321 343
40. K. Yamaguchi S. Yamanaka T. Saito K. Kanda H. Isobe M. Shoji Y. Umeya K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura Int. J. Quantum Chem. 2013 113 525 541
41. K. Yamaguchi S. Yamanaka H. Isobe T. Saito K. Kanda Y. Umeya K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya M. Okumura H. Nakamura M. Shoji Y. Yoshioka Int. J. Quantum Chem. 2013 113 453 473
42. H. Isobe M. Shoji S. Yamanaka Y. Umena K. Kawakami N. Kamiya J.-R. Shen K. Yamaguchi Dalton Trans. 2012 41 13727 13740
43. S. Yamanaka K. Kanda T. Saito Y. Umena K. Kawakami J.-R. Shen N. Kamiya M. Okumura H. Nakamura K. Yamaguchi Adv. Quantum Chem. 2012 64 121 187
44. K. Yamaguchi M. Shoji T. Saito H. Isobe S. Yamada S. Nishihara T. Kawakami Y. Kitagawa S. Yamanaka M. Okumura AIP Conf. Proc. 2012 1504 63 79
45. P. E. M. Siegbahn J. Photochem. Photobiol. A 2011 511 138 150
46. P. E. M. Siegbahn ChemPhysChem 2011 12 3274 3280
47. P. E. M. Siegbahn Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 4849 4856
48. S. Luber I. Rivalta Y. Umeya K. Kawakami J. R. Shen N. Kamiya G. R. Brudvig V. S. Batista Biochemistry 2011 50 6308 6311
49. I. Rivalta G. R. Brudvig V. S. Batista Curr. Opin. Chem. Biol. 2012 16 11 18
50. A. Robertazzi A. Galstyan E. W. Knapp CrystEngComm 2011 13 6369 6372
51. A. Galstyan A. Robertazzi E. W. Knapp J. Am. Chem. Soc. 2012 134 7442 7449
52. S. Petrie R. Stranger R. J. Pace Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 4233 4236
53. S. Petrie P. Gatt R. Stranger R. J. Pace Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 4651 4657
54. S. Petrie P. Gatt R. Stranger R. J. Pace Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 11333 11343
55. P. Gatt S. Petrie R. Stranger R. J. Pace Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 12025 12028
56. R. G. Parr and Y. Yang, Density Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, Inc., 1989
57. A. J. Becke Chem. Phys. 1993 98 5648
58. E. Davidson D. Feller Chem. Rev. 1986 86 681 696
59. M. J. Frisch, et al., Gaussian 09, Revision, A.1., Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009
60. M. Valley, E. J. Bylaska, N. Govind, K. Kowalski, T. P. Straatsma, H. J. J. van Dam, D. Wang, J. Nieplocha, E. Apra, T. L. Windus and W. A. de Jong, NWChem. 6.1
61. D. A. Case, et al., AMBER 11, University of California, San Francisco
62. K. Yamaguchi M. Shoji T. Saito H. Isobe S. Nishihara K. Koizumi S. Yamada T. Kawakami Y. Kitagawa S. Yamanaka M. Okumura Int. J. Quantum Chem. 2010 110 3101
63. H. Isobe M. Shoji K. Koizumi Y. Kitagawa S. Yamanaka S. Kuramitzu K. Yamaguchi Polyhedron 2005 24 2767
64. N. Cox L. Rapatsky J. H. Su D. A. Pantazis M. Sugiura L. Kulik P. Dorlet A. W. Rutherford F. Neese A. Boussac W. Lubitz J. Messinger J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3635 3648
65. W. M. Ames D. A. Pantazis V. Krewald N. Cox J. Messinger W. Lubitz F. Neese J. Am. Chem. Soc. 2011 133 19743 19757
66. L. Rapatskiy N. Cox A. Savissky W. M. Ames J. Sander R. Rogner A. Boussac F. Neese J. Messinger W. Lubitz J. Am. Chem. Soc. 2012 133 19743 19757
67. J. Kern P. Alonso-Mori J. Hellmich R. Tran J. Hattne H. Laksmono C. Glochner N. Echols R. G. Sierra J. Sellberg B. Lassalle-Kaiser R. J. Gildea P. Glatzel R. W. Grosse-Kunstleve M. J. Latimer T. A. McQueen D. DiFiore A. R. Fly M. Messerschmidt A. Miahnahri D. W. Schfer M. M. Seibert D. Sokaras T.-C. Weng P. H. Zwart W. E. White P. D. Adams M. J. Bogan S. Boutet G. J. Williams J. Messinger N. K. Sauter A. Zouni U. Bergmann J. Yano V. K. Yachandra Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 9721
68. A. Nakumura, N. Ueyama and K. Yamaguchi, Organometallic Conjugation, Kodansha Springer, 2002
69. Y. Kataoka Y. Miyazaki K. Sato Y. Nakanishi Y. Kitagawa T. Kawakami S. Yamanaka M. Okumura K. Yamaguchi W. Mori Supramol. Chem. 2011 23 287 296
70. R. K. Hocking R. Brimblecombe L.-Y. Chang A. Singh M. H. Cheah C. Glover W. H. Casey L. Spiccia Nat. Chem. 2011 3 461 466
71. E. A. Karsson B.-L. Lee T. Kermark E. V. Johnston M. D. Karks J. Sun B. Hansson J.-E. Beckvall B. Kermark Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 11715 11718
72. K. Yamaguchi, Y. Takahara and T. Fueno, Appl. Quant. Chem. (V. H. Smith et al., Reidel, 1986) 155-187
73. Y. Kataoka Y. Miyazaki K. Sato Y. Nakanishi Y. Kitagawa T. Kawakami S. Yamanaka M. Okumura K. Yamaguchi W. Mori Supramol. Chem. 2011 23 287 296
74. M. Shoji Y. Nishiyama Y. Maruno K. Koizumi Y. Kitagawa S. Yamanaka T. Kawakami M. Okumura K. Yamaguchi Int. J. Quantum Chem. 2004 100 887 906
75. M. W. Kanan D. G. Nocera Science 2008 321 1072 1075
76. F. Jiao H. Frei Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 1841 1844
77. K. Tanaka H. Isobe S. Yamanaka K. Yamaguchi Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 15600 15605
78. K. Yamaguchi S. Yamanaka H. Isobe K. Tanaka N. Ueyama Int. J. Quantum Chem. 2012 112 3849 3866 Technology