Correlated ligand dynamics in oxyiron picket fence porphyrins: Structural and Mössbauer investigations

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 41, 2013, Pages 15627-15641

  Li, Jianfeng ^a,b   Noll, Bruce C ^b   Oliver, Allen G ^b   Schulz, Charles E ^c   Scheidt, W Robert ^b  

^a UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^b UNIVERSITY OF NOTRE DAME   (United States)

^c KNOX COLLEGE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BOLTZMANN DISTRIBUTION; GEOMETRIC DESCRIPTION; PORPHYRIN DERIVATIVES; PREFERRED ORIENTATIONS; SSBAUER SPECTROSCOPIES; TEMPERATURE DEPENDENT; TEMPERATURE-DEPENDENT CHANGES; X-RAY STRUCTURAL STUDY;

BOLTZMANN EQUATION; COMPUTER SIMULATION; FENCES; LIGANDS; PORPHYRINS; ROTATION;

IRON COMPOUNDS;

LIGAND; OXYGEN; PORPHYRIN DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; GEOMETRY; HIGH TEMPERATURE; LIGAND BINDING; LOW ENERGY RADIATION; MOLECULAR DYNAMICS; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; STRUCTURE ANALYSIS; X RAY ANALYSIS;

FERRIC COMPOUNDS; LIGANDS; MOLECULAR STRUCTURE; OXYGEN; PORPHYRINS; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER; THERMODYNAMICS;

EID: 84886898916     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja408431z     Document Type: Article

References (91)

1. In The Smallest Biomolecules: Diatomics and Their Interactions with Heme Proteins; Ghosh, A., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2008.
2. Stryer, L. Biochemistry, 3 rd ed.; Freeman: New York, 1988.
3. Fermi, G. In Molecular Structures in Biology; Diamond, R., Koetzle, T. F., Prout, K., Richardson, J.;, Eds.; Oxford University Press: New York, 1993; Chapter 6, pp 164-191.
4. Kirchner, R. F.; Loew, G. H. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4639
5. Chen, H.; Ikeda-Saito, M.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14778
6. Wilson, S. A.; Kroll, T.; Decreau, R. A.; Hocking, R. K.; Lundberg, M.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1124
7. Pauling, L.; Coryell, C. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1936, 22, 210
8. Cerdonio, M.; Congiu-Castellano, A.; Mogno, F.; Pispisa, B.; Romani, G. L.; Vitale, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1977, 74, 398
9. Cerdonio, M.; Congiu-Castellano, A.; Calabrese, L.; Morante, S.; B. Pispisa, B.; Vitale, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1978, 75, 4916
10. Savicki, J. P.; Lang, G.; Ikeda-Saito, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81, 5417
11. Boso, B.; Debrunner, P. G.; Wagner, G. C.; Inubushi, T. Biochim. Biophys. Acta 1984, 791, 244
12. Pauling, L. Nature 1964, 203, 182
13. Weiss, J. J. Nature 1964, 202, 83
14. McClure, D. S. Radiat. Res. Suppl. 1960, 2, 218
15. Harcourt, R. D. Int. J. Quantum Chem. 1971, 5, 479
16. Harcourt, R. D. Chem. Phys. Lett. 1990, 167, 374.
17. Goddard, W. A.; Olafson, B. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 2335
18. Paulsen, H.; Schunemann, V.; Trautwein, A. X.; Winkler, H. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 255
19. Collman, J. P.; Gagne, R. R.; Reed, C. A.; Robinson, W. T.; Rodley, G. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1974, 71, 1326
20. Jameson, G. B.; Rodley, G. A.; Robinson, W. T.; Gagne, R. R.; Reed, C. A.; Collman, J. P. Inorg. Chem. 1978, 17, 850
21. Collman, J. P.; Gagne, R. R.; Halbert, T. R.; Marchon, J. C.; Reed, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 7868
22. Collman, J. P.; Gagne, R. R.; Reed, C.; Halbert, T. R.; Lang, G.; Robinson, W. T. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 1427
23. Jameson, G. B.; Molinaro, F. S.; Ibers, J. A.; Collman, J. P.; Brauman, J. I.; Rose, E.; Suslick, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3224
24. Jameson, G. B.; Molinaro, F. S.; Ibers, J. A.; Collman, J. P.; Brauman, J. I.; Rose, E.; Suslick, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 6769
25. Collman, J. P. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 265
26. Jene, P. G.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 2000, 39, 3823
27. Scheidt, W. R.; Duval, H. F.; Neal, T. J.; Ellison, M. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4651
28. Wyllie, G. R. A.; Scheidt, W. R. Chem. Rev. 2002, 102, 1067
29. Momenteau, M.; Reed, C. A. Chem. Rev. 1994, 94, 659
30. Silvernail, N. J.; Pavlik, J. W.; Noll, B. C.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2008, 47, 912
31. Silvernail, N. J.; Barabanschikov, A.; Sage, J. T.; Noll, B. C.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2131
32. Spartalian, K.; Lang, G.; Collman, J. P.; Gagne, R. R.; Reed, C. A. J. Chem. Phys. 1975, 63, 5375
33. Godbout, N.; Sanders, L. K.; Salzmann, R.; Havlin, R. H.; Wojdelski, M.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3829
34. Li, J.-F.; Peng, Q.; Barabanchikov, A.; Pavlik, J. W.; Alp, E. E.; Sturhahn, W.; Zhao, J.; Schulz, C. E.; Sage, J. T.; Scheidt, W. R. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 11178
35. Li, J.-F.; Noll, B. C.; Oliver, A. G.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10595
36. Landergren, M.; Baltzer, L. Inorg. Chem. 1990, 29, 556
37. Li, J.; Nair, S. M.; Noll, B. C.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2008, 47, 3841
38. APEX2 and SAINT, data collection and processing programs; Bruker AXS Inc.: Madison, WI, USA, 2013.
39. Sheldrick, G. M. Program for empirical AbsorptionCorrection of Area Detector Data; Universität Göttingen: Germany, 1996.
40. Sheldrick, G. M. Acta Crystallogr., Sect. A 2008, A64, 112
41. Macrae, C. F.; Edgington, P. R.; McCabe, P.; Pidcock, E.; Shields, G. P.; Taylor, R.; Towler, M.; van de Streek, J. J. Appl. Crystallogr. 2006, 39, 453
42. Bruno, I. J.; Cole, J. C.; Edgington, P. R.; Kessler, M. K.; Macrae, C. F.; McCabe, P.; Pearson, J.; Taylor, R. Acta Crystallogr. 2002, B58, 389
43. Taylor, R.; Macrae, C. F. Acta Crystallogr. 2001, B57, 815
44. Kitazawa, T.; Nishikiori, S.-I.; Kuroda, R.; Iwamoto, T. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1994, 1029
45. Nasri, H.; Goodwin, J. A.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 1990, 29, 185
46. Nasri, H.; Wang, Y.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 717
47. Nasri, H.; Wang, Y.; Huynh, B. H.; Walker, F. A.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 1991, 30, 1483
48. Nasri, H.; Haller, K. J.; Wang, Y.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 1992, 31, 3459
49. Nasri, H.; Ellison, M. K.; Chen, S.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6274
50. Nasri, H.; Ellison, M. K.; Krebs, C.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10795
51. Nasri, H.; Ellison, M. K.; Shang, M.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2004, 43, 2932
52. Bondi, A. J. Phys. Chem. 1964, 68, 441
53. Rovira, C.; Parrinello, M. Chem.-Eur. J. 1999, 5, 250
54. Degtyarenko, I.; Nieminen, R. M.; Rovira, C. Biophys. J. 2006, 91, 2024
55. Rovira, C.; Parrinello, M. Biophys. J. 2000, 78, 93
56. Gall, R. S.; Rogers, J. F.; Schaefer, W. P.; Christoph, G. G. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 5135
57. Tsubaki, M.; Yu, N.-T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1981, 78, 3581
58. Mackin, H. C.; Tsubaki, M.; Yu, N.-T. Biophys. J. 1983, 41, 349
59. Scheidt, W. R.; Reed, C. A. Chem. Rev. 1981, 81, 543
60. Rodley, G. A.; Robinson, W. T. Nature 1972, 235, 438
61. Calligaris, M.; Nardin, G.; Randaccio, L. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 419
62. Jameson, G. B.; Robinson, W. T.; Rodley, G. A. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1978, 191
63. Gall, R. S.; Rogers, J. F.; Schaefer, W. P.; Christoph, G. G. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 5135
64. Gall, R. S.; Rogers, J. F.; Schaefer, W. P.; Christoph, G. G. Inorg. Chem. 1980, 19, 340
65. Avdeef, A.; Schaefer, W. P. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 5153
66. Gall, R. S.; Schaefer, W. P Inorg. Chem. 1976, 15, 2758
67. Doppelt, P.; Fischer, J.; Richard, L.; Weiss, R. Nouv. J. Chim 1987, 11, 357
68. Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 4235
69. Hoffman, B. M.; Diemente, D. L.; Basolo, F. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 61
70. Getz, D.; Melemud, E.; Silver, B. C.; Dori, Z. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 3846
71. Silvernail, N. J.; Roth, A.; Schulz, C. E.; Noll, B. C.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14422
72. Li, J.; Noll, B. C.; Oliver, A. G.; Ferraudi, G.; Lappin, A. G.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2010, 49, 2398
73. Ellison, M. K.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2002, 41, 2173
74. Hu, C.; Roth, A.; Ellison, M. K.; An, J.; Ellis, C. M.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5675
75. Hu, C.; An, J.; Noll, B. C.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2006, 45, 4177
76. Hu, C.; Noll, B. C.; Piccoli, P. M. B.; Schultz, A. J.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3127
77. Liao, M.-S.; Huang, M. J.; Watts, J. D. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 9554
78. Collman, J. P.; Brauman, J. I.; Halbert, T. R.; Suslick, K. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 3333
79. Reed, C. A.; Cheung, S. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1977, 74, 1780
80. Peng, Q.; Scheidt, W. R. Unpublished results.
81. Ellison, M. K.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7404
82. Ellison, M. K.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 1998, 37, 382
83. Phillips, S. E. V. J. Mol. Biol. 1980, 142, 531
84. Vojtechovsky, J.; Chu, K.; Berendzen, J.; Sweet, R. M.; Schlichting, I. Biophys. J. 1999, 77, 2153
85. Unno, M.; Chen, H.; Kusama, S.; Shaik, S.; Ikeda-Saito, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13394
86. Quillin, M. L.; Arduini, R. M.; Olson, J. S.; Phillips, G. N., Jr. J. Mol. Biol. 1993, 234, 140
87. Spartalian, K.; Lang, G. J. Phys. (Paris) 1976, 37, C6-195
88. Nasri, H.; Wang, Y.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 717
89. Debrunner, P. G. In Iron Porphyrins, part 3; Lever, A. B. P.; Gray, H. B., Eds.; VCH Publishers: New York, 1989; pp 177-181.
90. Price, D. C. Aust. J. Phys. 1978, 31, 397
91. Srivastava, K. K. P.; Sinha, T. P. J. Phys. (Paris) 1987, 48, 2119