A dominant homolytic O-Cl bond cleavage with low-spin triplet-state Fe(IV)=O formed is revealed in the mechanism of heme-dependent chlorite dismutase

Dalton Transactions

Volumn 43, Issue 3, 2014, Pages 973-981

  Sun, Shuo ^a   Li, Ze Sheng ^a   Chen, Shi Lu ^a  

^a BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

B3LYP DENSITY FUNCTIONAL; BOND DISSOCIATION; BOND FORMATION; CHEMICAL MODEL; DISPERSION INTERACTION; ENERGY DIFFERENCES; REACTION MECHANISM; X RAY CRYSTAL STRUCTURES;

CHLORINE; CHLORINE COMPOUNDS; ENZYMES; PORPHYRINS;

CHEMICAL BONDS;

CHLORIDE; CHLORITE DISMUTASE; HEME; IRON; OXIDOREDUCTASE; OXYGEN;

ARTICLE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; METABOLISM; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

CATALYTIC DOMAIN; CHLORIDES; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; HEME; IRON; OXIDOREDUCTASES; OXYGEN; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS;

EID: 84890480905     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3dt52171k     Document Type: Article

References (88)

1. P. S. Coelho E. M. Brustad A. Kannan F. H. Arnold Science 2012 339 307 310
2. E. M. Isin F. P. Guengerich Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2007 1770 314 329
3. G. Simonneaux A. Bondon Chem. Rev. 2005 105 2627 2646
4. M. Sono M. P. Roach E. D. Coulter J. H. Dawson Chem. Rev. 1996 96 2841 2888
5. S. Ferguson-Miller G. T. Babcock Chem. Rev. 1996 96 2889 2908
6. P. E. M. Siegbahn M. R. A. Blomberg Chem. Rev. 2010 110 7040 7061
7. H. Michel J. Behr A. Harrenga A. Kannt Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1998 27 329 356
8. J. E. Morgan M. I. Verkhovsky G. Palmer M. Wikström Biochemistry 2001 40 6882 6892
9. J. Rittle M. T. Green Science 2010 330 933 937
10. G. H. Loew D. L. Harris Chem. Rev. 2000 100 407 420
11. W. Lai S. Shaik J. Am. Chem. Soc. 2011 133 5444 5452
12. S. Shaik W. Z. Lai H. Chen Y. Wang Acc. Chem. Res. 2010 43 1154 1165
13. S. Shaik S. Cohen Y. Wang H. Chen D. Kumar W. Thiel Chem. Rev. 2010 110 949 1017
14. R. E. Nelson L. I. Fessler Y. Takagi B. Blumberg D. R. Keene P. F. Olson C. G. Parker J. H. Fessler EMBO J. 1994 13 3438 3447
15. T. L. Poulos H. Li Structure 1994 2 461 464
16. B. R. Streit B. Blanc G. S. Lukat-Rodgers K. R. Rodgers J. L. DuBois J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5711 5724
17. J. Cho S. Jeon S. A. Wilson L. V. Liu E. A. Kang J. J. Braymer M. H. Lim B. Hedman K. O. Hodgson J. S. Valentine E. I. Solomon W. Nam Nature 2011 478 502 505
18. M. S. Seo N. H. Kim K.-B. Cho J. E. So S. K. Park M. Cléemancey R. Garcia-Serres J.-M. Latour S. Shaik W. Nam Chem. Sci. 2011 2 1039 1045
19. A.-R. Han Y. J. Jeong Y. Kang J. Y. Lee M. S. Seo W. Nam Chem. Commun. 2008 1076 1078
20. Y. J. Jeong Y. Kang A.-R. Han Y.-M. Lee H. Kotani S. Fukuzumi W. Nam Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7321 7324
21. W. Nam Acc. Chem. Res. 2007 40 522 531
22. M. R. Bukowski K. D. Koehntop A. Stubna E. L. Bominaar J. A. Halfen E. Münck W. Nam L. Que Jr. Science 2005 310 1000 1002
23. H. Hirao D. Kumar L. Que Jr. S. Shaik J. Am. Chem. Soc. 2006 128 8590 8606
24. J. C. Schöneboom F. Neese W. Thiel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 5840 5853
25. H. Hirao D. Kumar W. Thiel S. Shaik J. Am. Chem. Soc. 2005 127 13007 13018
26. H. Chen W. Lai S. Shaik J. Phys. Chem. B 2011 115 1727 1742
27. J. D. Coates L. A. Achenbach Nat. Rev. Microbiol. 2004 2 569 580
28. K. S. Bender M. R. Rice W. H. Fugate J. D. Coates L. A. Achenbach Appl. Environ. Microbiol. 2004 70 5651 5658
29. H. Danielsson T. K. Stenklo J. Karlsson T. Nilsson Appl. Environ. Microbiol. 2003 69 5585 5592
30. J. L. Xu Y. U. Song B. K. Min L. Steinberg B. E. Logan Environ. Eng. Sci. 2003 20 405 422
31. K. S. Bender C. Shang R. Chakraborty S. M. Belchik J. D. Coates L. A. Achenbach J. Bacteriol. 2005 187 5090 5096
32. T. Giblin W. T. Frankenberger Microbiol. Res. 2001 156 311 315
33. S. W. M. Kengen G. B. Rikken W. R. Hagen C. G. van Ginkel A. J. M. Stams J. Bacteriol. 1999 181 6706 6711
34. B. C. Okeke W. T. Frankenberger Microbiol. Res. 2003 158 337 344
35. C. G. van Glinkel G. B. Rikken A. G. M. Kroon S. W. M. Kengen Arch. Microbiol. 1996 166 321 326
36. K. Stenklo H. D. Thorell H. Bergius R. Aasa T. Nilsson JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2001 6 601 607
37. J. L. Xu J. J. Trimble L. Steinberg B. E. Logan Water Res. 2004 38 673 680
38. K. S. Bender S. A. O'Connor R. Chakraborty J. D. Coates L. A. Achenbach Appl. Environ. Microbiol. 2002 68 4820 4826
39. A. Q. Lee B. R. Streit M. J. Zdilla M. M. Abu-Omar J. L. DuBois Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 15654 15659
40. T. A. Betley Q. Wu T. van Voorhis D. G. Nocera Inorg. Chem. 2008 47 1849 1861
41. R. Tagore R. H. Crabtree G. W. Brudvig Inorg. Chem. 2008 47 1815 1823
42. M. T. Green J. H. Dawson H. B. Gray Science 2004 304 1653 1656
43. M. J. Zdilla A. Q. Lee M. M. Abu-Omar Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7697 7700
44. M. J. Zdilla A. Q. Lee M. M. Abu-Omar Inorg. Chem. 2009 48 2260 2268
45. L. M. Slaughter J. P. Collman T. A. Eberspacher J. I. Brauman Inorg. Chem. 2004 43 5198 5204
46. D. C. de Geus E. A. J. Thomassen P.-L. Hagedoorn N. S. Pannu E. van Duijn J. P. Abrahams J. Mol. Biol. 2009 387 192 206
47. J. Kostan B. Sjoeblom F. Maixner G. Mlynek P. G. Furtmueller C. Obinger M. Wagner H. Daims K. Djinovic-Carugo J. Struct. Biol. 2010 172 331 342
48. B. Goblirsch R. C. Kurker B. R. Streit C. M. Wilmot J. L. DuBois J. Mol. Biol. 2011 408 379 398
49. B. R. Streit J. L. DuBois Biochemistry 2008 47 5271 5280
50. B. Blanc J. A. Mayfield C. A. McDonald G. S. Lukat-Rodgers K. R. Rodgers J. L. DuBois Biochemistry 2012 51 1895 1910
51. J. M. Keith M. M. Abu-Omar M. B. Hall Inorg. Chem. 2011 50 7928 7930
52. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 1372 1377
53. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648 5652
54. C. T. Lee W. T. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B 1988 37 785 789
55. P. E. M. Siegbahn F. Himo JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2009 14 643 651
56. P. E. M. Siegbahn Q. Rev. Biophys. 2003 36 91 145
57. L. Noodleman T. Lovell W. G. Han J. Li F. Himo Chem. Rev. 2004 104 459 508
58. S.-L. Chen V. Pelmenschikov M. R. A. Blomberg P. E. M. Siegbahn J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9912 9913
59. S.-L. Chen M. R. A. Blomberg P. E. M. Siegbahn Chem.-Eur. J. 2012 18 6309 6315
60. S.-L. Chen M. R. A. Blomberg P. E. M. Siegbahn J. Phys. Chem. B 2011 115 4066 4077
61. T. Borowski V. Georgiev P. E. M. Siegbahn J. Am. Chem. Soc. 2005 127 17303 17314
62. V. Georgiev T. Borowski M. R. A. Blomberg P. E. M. Siegbahn JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2008 13 929 940
63. S.-L. Chen Z.-S. Li W.-H. Fang J. Inorg. Biochem. 2012 111 70 79
64. S.-L. Chen T. Marino W.-H. Fang N. Russo F. Himo J. Phys. Chem. B 2008 112 2494 2500
65. R.-Z. Liao J.-G. Yu F. M. Raushel F. Himo Chem.-Eur. J. 2008 14 4287 4292
66. S.-L. Chen W.-H. Fang F. Himo J. Phys. Chem. B 2007 111 1253 1255
67. J. Kim T.-C. Tsai S.-L. Chen F. Himo S. C. Almo F. M. Raushel Biochemistry 2008 47 9497 9504
68. Jaguar, Version 7.6, Schrodinger, LLC, New York, 2009
69. M. M. Francl W. J. Pietro W. J. Hehre J. S. Binkley M. S. Gordon D. J. Defrees J. A. Pople J. Chem. Phys. 1982 77 3654 3665
70. W. J. Hehre R. Ditchfield J. A. Pople J. Chem. Phys. 1972 56 2257 2261
71. P. J. Hay W. R. Wadt J. Chem. Phys. 1985 82 299 310
72. M. J. Frisch, et al., Gaussian 03, revision E.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004
73. D. J. Tannor B. Marten R. Murphy R. A. Friesner D. Sitkoff A. Nicholls M. Ringnalda W. A. Goddard B. Honig J. Am. Chem. Soc. 1994 116 11875 11882
74. B. Marten K. Kim C. Cortis R. A. Friesner R. B. Murphy M. N. Ringnalda D. Sitkoff B. Honig J. Phys. Chem. 1996 100 11775 11788
75. F. Himo P. E. M. Siegbahn Chem. Rev. 2003 103 2421 2456
76. P. E. M. Siegbahn T. Borowski Acc. Chem. Res. 2006 39 729 738
77. F. Himo Theor. Chem. Acc. 2005 116 232 240
78. R. Sevastik F. Himo Bioorg. Chem. 2007 35 444 457
79. K. H. Hopmann F. Himo J. Chem. Theory Comput. 2008 4 1129 1137
80. P. Georgieva F. Himo J. Comput. Chem. 2010 31 1707 1714
81. R.-Z. Liao J.-G. Yu F. Himo J. Chem. Theory Comput. 2011 7 1494 1501
82. S. Grimme J. Comput. Chem. 2004 25 1463 1473
83. S. Grimme J. Comput. Chem. 2006 27 1787 1799
84. P. E. M. Siegbahn M. R. A. Blomberg S.-L. Chen J. Chem. Theory Comput. 2010 6 2040 2044
85. I. Efremenko R. Neumann J. Phys. Chem. A 2011 115 4811 4826
86. F. Chen X. Li B. Wang T. Xu S.-L. Chen P. Liu C. Hu Chem.-Eur. J. 2012 18 9870 9876
87. J. A. Dean, in Lange's Handbook of Chemistry, McGraw-Hill, Inc, 15th edn, 1998
88. L. W. Chung X. Li H. Sugimoto Y. Shiro K. Morokuma J. Am. Chem. Soc. 2008 130 12299 12309