Towards [NiFe]-hydrogenase biomimetic models that couple H2 binding with functionally relevant intramolecular electron transfers: A quantum chemical study

Dalton Transactions

Volumn 42, Issue 38, 2013, Pages 13845-13854

  Greco, Claudio ^a,b  

^a HUMBOLDT UNIVERSITY   (Germany)

^b UNIVERSITY OF MILANO BICOCCA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

[FEFE]HYDROGENASES; [NIFE]-HYDROGENASE; BIOMIMETIC COMPOUNDS; FUNCTIONAL SIMILARITY; INTRA-MOLECULAR ELECTRON TRANSFER; INTRAMOLECULAR REDOXES; QUANTUM CHEMICAL STUDIES; SUBSTRATE BINDING;

BIOMIMETICS; ELECTRON TRANSITIONS; ENZYMES; QUANTUM CHEMISTRY;

IRON COMPOUNDS;

BIOMIMETIC MATERIAL; FERROCENE; FERROUS ION; HYDROGENASE; NICKEL IRON HYDROGENASE; NICKEL-IRON HYDROGENASE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; MOLECULAR DYNAMICS; OXIDATION REDUCTION REACTION;

BIOMIMETIC MATERIALS; FERROUS COMPOUNDS; HYDROGENASE; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; OXIDATION-REDUCTION;

EID: 84883891215     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3dt50836f     Document Type: Article

References (87)

1. R. Cammack, M. Frey and R. Robson, Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature, Taylor & Francis, London and New York, 2001
2. P. Hoffmann, Tomorrow's Energy: Hydrogen, Fuel Cells, and the Prospects for a Cleaner Planet, The MIT Press, Cambridge, 2002
3. R. Coontz B. Hanson Science 2004 305 957 957
4. P. M. Vignais B. Billoud Chem. Rev. 2007 107 4206 4272
5. B. Friedrich J. Fritsch O. Lenz Curr. Opin. Biotechnol. 2011 22 358 364
6. J. C. Gordon G. J. Kubas Organometallics 2010 29 4682 4701
7. J. A. Wright P. J. Turrell C. J. Pickett Organometallics 2010 29 6146 6156
8. R. K. Thauer A.-K. Kaster M. Goenrich M. Schick T. Hiromoto S. Shima Annu. Rev. Biochem. 2010 79 507 536
9. S. Shima O. Pilak S. Vogt M. Schick M. S. Stagni W. Meyer-Klaucke E. Warkentin R. K. Thauer U. Ermler Science 2008 321 572 575
10. J. W. Peters W. N. Lanzilotta B. J. Lemon L. C. Seefeldt Science 1998 282 1853 1858
11. Y. Nicolet C. Piras P. Legrand C. E. Hatchikian J. C. Fontecilla-Camps Structure 1999 7 13 23
12. A. S. Pandey T. V. Harris L. J. Giles J. W. Peters R. K. Szilagyi J. Am. Chem. Soc. 2008 130 4533 4540
13. Y. Higuchi T. Yagi N. Yasuoka Structure 1997 5 1671 1680
14. A. Volbeda M. H. Charon C. Piras E. C. Hatchikian M. Frey J. C. Fontecillacamps Nature 1995 373 580 587
15. S. Ogo R. Kabe K. Uehara B. Kure T. Nishimura S. C. Menon R. Harada S. Fukuzumi Y. Higuchi T. Ohhara T. Tamada R. Kuroki Science 2007 316 585 587
16. M. Y. Darensbourg E. J. Lyon J. J. Smee Coord. Chem. Rev. 2000 206 533 561
17. C. Tard C. J. Pickett Chem. Rev. 2009 109 2245 2274
18. B. E. Barton M. T. Olsen T. B. Rauchfuss Curr. Opin. Biotechnol. 2010 21 292 297
19. G. A. N. Felton C. A. Mebi B. J. Petro A. K. Vannucci D. H. Evans R. S. Glass D. L. Lichtenberger J. Organomet. Chem. 2009 694 2681 2699
20. M. L. Helm M. P. Stewart R. M. Bullock M. Rakowski DuBois D. L. DuBois Science 2011 333 863 866
21. C. Tard X. M. Liu S. K. Ibrahim M. Bruschi L. De Gioia S. C. Davies X. Yang L. S. Wang G. Sawers C. J. Pickett Nature 2005 433 610 613
22. W. Lubitz E. Reijerse M. van Gastel Chem. Rev. 2007 107 4331 4365
23. D. Schilter T. B. Rauchfuss M. Stein Inorg. Chem. 2012 51 8931 8941
24. M. T. Stiebritz M. Reiher Chem. Sci. 2012 3 1739 1751
25. A. L. De Lacey V. M. Fernandez M. Rousset R. Cammack Chem. Rev. 2007 107 4304 4330
26. K. A. Vincent A. Parkin O. Lenz S. P. J. Albracht J. C. Fontecilla-Camps R. Cammack B. Friedrich F. A. Armstrong J. Am. Chem. Soc. 2005 127 18179 18189
27. H. Ogata Y. Mizoguchi N. Mizuno K. Miki S. Adachi N. Yasuoka T. Yagi O. Yamauchi S. Hirota Y. Higuchi J. Am. Chem. Soc. 2002 124 11628 11635
28. B. J. Lemon J. W. Peters Biochemistry 1999 38 12969 12973
29. J. C. Fontecilla-Camps A. Volbeda C. Cavazza Y. Nicolet Chem. Rev. 2007 107 4273 4303
30. P. E. M. Siegbahn J. W. Tye M. B. Hall Chem. Rev. 2007 107 4414 4435
31. C. Greco M. Bruschi P. Fantucci U. Ryde L. De Gioia J. Am. Chem. Soc. 2011 133 18742 18749
32. F. A. Armstrong P. J. Albracht Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2005 363 937 954
33. J. Fritsch P. Scheerer S. Frielingsdorf S. Kroschinsky B. Friedrich O. Lenz C. M. T. Spahn Nature 2011 479 249 252
34. D. W. Mulder E. M. Shepard J. E. Meuser N. Joshi P. W. King M. C. Posewitz J. B. Broderick J. W. Peters Structure 2011 19 1038 1052
35. Y. Shomura K. S. Yoon H. Nishihara Y. Higuchi Nature 2011 479 253 256
36. A. Volbeda L. Martin C. Cavazza M. Matho B. W. Faber W. Roseboom S. P. J. Albracht E. Garcin M. Rousset J. C. Fontecilla-Camps J. Biol. Inorg. Chem. 2005 10 239 249
37. Y. T. Si K. Charreteur J. F. Capon F. Gloaguen F. Y. Petillon P. Schollhammer J. Talarmin J. Inorg. Biochem. 2010 104 1038 1042
38. J. M. Camara T. B. Rauchfuss Nat. Chem. 2012 4 26 30
39. Y. C. Liu C. H. Lee G. H. Lee M. H. Chiang Eur. J. Inorg. Chem. 2011 1155 1162
40. X. de Hatten E. Bothe K. Merz I. Huc N. Metzler-Nolte Eur. J. Inorg. Chem. 2008 4530 4537
41. D. E. Schwab C. Tard E. Brecht J. W. Peters C. J. Pickett R. K. Szilagyi Chem. Commun. 2006 3696 3698
42. C. Topf U. Monkowius G. Knor Inorg. Chem. Commun. 2012 21 147 150
43. C. Greco L. De Gioia Inorg. Chem. 2011 50 6987 6995
44. Y. C. Liu T. H. Yen Y. J. Tseng C. H. Hu G. H. Lee M. H. Chiang Inorg. Chem. 2012 51 5997 5999
45. J. M. Camara T. B. Rauchfuss J. Am. Chem. Soc. 2011 133 8098 8101
46. M. T. Olsen B. E. Barton T. B. Rauchfuss Inorg. Chem. 2009 48 7507 7509
47. M. Y. Darensbourg R. D. Bethel Nat. Chem. 2012 4 11 13
48. S. O. N. Lill P. E. M. Siegbahn Biochemistry 2009 48 1056 1066
49. S. Ogo K. Ichikawa T. Kishima T. Matsumoto H. Nakai K. Kusaka T. Ohhara Science 2013 339 682 684
50. T. Yagi Y. Higuchi Proc. Jpn. Acad., Ser. B 2013 89 16 33
51. Z. L. Li Y. Ohki K. Tatsumi J. Am. Chem. Soc. 2005 127 8950 8951
52. Y. Ohki K. Tatsumi Eur. J. Inorg. Chem. 2011 973 985
53. L. Bertini C. Greco M. Bruschi P. Fantucci L. De Gioia Organometallics 2010 29 2013 2025
54. L. Bertini C. Greco L. De Gioia P. Fantucci J. Phys. Chem. A 2009 113 5657 5670
55. C. Greco M. Bruschi P. Fantucci L. De Gioia Eur. J. Inorg. Chem. 2007 1835 1843
56. L. Yu C. Greco M. Bruschi U. Ryde L. De Gioia M. Reiher Inorg. Chem. 2011 50 3888 3900
57. R. Ahlrichs M. Bar M. Haser H. Horn C. Kolmel Chem. Phys. Lett. 1989 162 165 169
58. A. D. Becke Phys. Rev. A 1988 38 3098 3100
59. J. P. Perdew Phys. Rev. B: Condens. Matter 1986 33 8822 8824
60. K. Eichkorn O. Treutler H. Ohm M. Haser R. Ahlrichs Chem. Phys. Lett. 1995 240 283 289
61. K. Eichkorn F. Weigend O. Treutler R. Ahlrichs Theor. Chem. Acc. 1997 97 119 124
62. A. Schafer C. Huber R. Ahlrichs J. Chem. Phys. 1994 100 5829 5835
63. M. Bruschi C. Greco G. Zampella U. Ryde C. J. Pickett L. De Gioia C. R. Chim. 2008 11 834 841
64. L. Bertini M. Bruschi L. de Gioia P. Fantucci C. Greco G. Zampella Top. Curr. Chem. 2007 268 1 46
65. D. Young, Computational Chemistry, John Wiley & Sons, 2001
66. C. Greco G. Zampella L. Bertini M. Bruschi P. Fantucci L. De Gioia Inorg. Chem. 2007 46 108 116
67. L. Noodleman J. G. Norman J. Chem. Phys. 1979 70 4903 4906
68. L. Noodleman J. Chem. Phys. 1981 74 5737 5743
69. C. Greco P. Fantucci U. Ryde L. de Gioia Int. J. Quantum Chem. 2011 111 3949 3960
70. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648 5652
71. C. T. Lee W. T. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B: Condens. Matter 1988 37 785 789
72. E. Matito M. Sola Coord. Chem. Rev. 2009 253 647 665
73. H. Duclusaud S. A. Borshch J. Am. Chem. Soc. 2001 123 2825 2829
74. J. M. Poblet X. Lopez C. Bo Chem. Soc. Rev. 2003 32 297 308
75. S. Grimme J. Antony S. Ehrlich H. Krieg J. Chem. Phys. 2010 132 154104
76. A. Klamt G. Schüürmann J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1993 2 799 805
77. T. Matsumoto R. Kabe K. Nonaka T. Ando K. S. Yoon H. Nakai S. Ogo Inorg. Chem. 2011 50 8902 8906
78. Y. Montet P. Amara A. Volbeda X. Vernede E. C. Hatchikian M. J. Field M. Frey J. C. FontecillaCamps Nat. Struct. Biol. 1997 4 523 526
79. A. Volbeda J. C. Fontecilla-Camps Dalton Trans. 2003 4030 4038
80. J. M. Keith M. B. Hall Inorg. Chem. 2010 49 6378 6380
81. J. Hou X. J. Peng J. F. Liu Y. L. Gao X. Zhao S. Gao K. L. Han Eur. J. Inorg. Chem. 2006 4679 4686
82. G. R. Knox P. L. Pauson D. Willison E. Solcaniova S. Toma Organometallics 1990 9 301 306
83. D. van Leusen B. Hessen Organometallics 2001 20 224 226
84. T. Elshihi F. Siglmuller R. Herrmann M. Fernanda N. N. Carvalho A. J. L. Pombeiro J. Organomet. Chem. 1987 335 239 247
85. D. M. McGinnis S. F. Deplazes M. V. Barybin J. Organomet. Chem. 2011 696 3939 3944
86. C. Greco Inorg. Chem. 2013 52 1901 1908
87. M. Rakowski DuBois D. L. DuBois Chem. Soc. Rev. 2009 38 62 72