Theoretical 57Fe Mössbauer spectroscopy for structure elucidation of [Fe] hydrogenase active site intermediates

Inorganic Chemistry

Volumn 52, Issue 24, 2013, Pages 14205-14215

  Gubler, Joël ^a   Finkelmann, Arndt R ^a   Reiher, Markus ^a  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGENASE; IRON HYDROGENASE; IRON SULFUR PROTEIN;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; QUANTUM THEORY;

CATALYTIC DOMAIN; HYDROGENASE; IRON-SULFUR PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; QUANTUM THEORY; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER;

EID: 84890587065     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic4021349     Document Type: Article

References (100)

1. Shima, S. et al., J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 10430
2. Shima, S.; Thauer, R. K. Chem. Rec. 2007, 7, 37-46
3. Thauer, R. K.; Kaster, A.-K.; Goenrich, M.; Schick, M.; Hiromoto, T.; Shima, S. Annu. Rev. Biochem. 2010, 79, 507-536
4. Corr, M. J.; Murphy, J. A. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2279-2292
5. Zirngibl, C.; Hedderich, R.; Thauer, R. K. FEBS Lett. 1990, 261, 112-116
6. Zirngibl, C.; van Dongen, W.; Schwörer, B.; von Bünau, R.; Richter, M.; Klein, A.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 1992, 208, 511-520
7. Schwörer, B.; Fernandez, V. M.; Zirngibl, C.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 1993, 212, 255-261
8. Lyon, E. J.; Shima, S.; Boecher, R.; Thauer, R. K.; Grevels, F.-W.; Bill, E.; Roseboom, W.; Albracht, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14239-14248
9. Shima, S.; Ataka, K. FEBS Lett. 2011, 585, 353-356
10. Tamura, H.; Salomone-Stagni, M.; Fujishiro, T.; Warkentin, E.; Meyer-Klaucke, W.; Ermler, U.; Shima, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 9656-9659
11. Vignais, P. M.; Billoud, B. Chem. Rev. 2007, 107, 4206-4272
12. Fontecilla-Camps, J. C.; Volbeda, A.; Cavazza, C.; Nicolet, Y. Chem. Rev. 2007, 107, 4273-4303
13. Lyon, E. J.; Shima, S.; Buurman, G.; Chowdhuri, S.; Batschauer, A.; Steinbach, K.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem. 2004, 271, 195-204
14. Shima, S.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Mienert, B.; Bill, E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10430-10435
15. Wang, X.; Li, Z.; Zeng, X.; Luo, Q.; Evans, D. J.; Pickett, C. J.; Liu, X. Chem. Commun. 2008, 30, 3555-3557
16. Salomone-Stagni, M.; Stellato, F.; Whaley, C. M.; Vogt, S.; Morante, S.; Shima, S.; Rauchfuss, T. B.; Meyer-Klaucke, W. Dalton Trans. 2010, 39, 3057-3064
17. Lubitz, W.; Reijerse, E.; van Gastel, M. Chem. Rev. 2007, 107, 4331-4365
18. Pilak, O.; Mamat, B.; Vogt, S.; Hagemeier, C. H.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Vonrhein, C.; Warkentin, E.; Ermler, U. J. Mol. Biol. 2006, 358, 798-809
19. Shima, S.; Pilak, O.; Vogt, S.; Schick, M.; Stagni, M. S.; Meyer-Klaucke, W.; Warkentin, E.; Thauer, R. K.; Ermler, U. Science 2008, 321, 572-575
20. Hiromoto, T.; Ataka, K.; Pilak, O.; Vogt, S.; Stagni, M. S.; Meyer-Klaucke, W.; Warkentin, E.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Ermler, U. FEBS Lett. 2009, 583, 585-590
21. Stiebritz, M. T.; Reiher, M. Inorg. Chem. 2010, 49, 5818-5823
22. Hiromoto, T.; Warkentin, E.; Moll, J.; Ermler, U.; Shima, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6457-6460
23. Yang, X.; Hall, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10901-10908
24. Finkelmann, A. R.; Stiebritz, M. T.; Reiher, M. J. Phys. Chem. B 2013, 117, 4806-4817
25. Gütlich, P.; Bill, E.; Trautwein, A. X. Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry; Springer: Heidelberg, 2011.
26. Peng, D.; Reiher, M. J. Chem. Phys. 2012, 136 244108
27. Filatov, M. J. Chem. Phys. 2007, 127 084101
28. Mastalerz, R.; Lindh, R.; Reiher, M. Chem. Phys. Lett. 2008, 465, 157-164
29. Römelt, M.; Ye, S.; Neese, F. Inorg. Chem. 2009, 48, 784-785
30. Mastalerz, R.; Widmark, P.-O.; Roos, B. O.; Lindh, R.; Reiher, M. J. Chem. Phys. 2010, 133 144111
31. Havlin, R. H.; Godbout, N.; Salzmann, R.; Wojdelski, M.; Arnold, W.; Schulz, C. E.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 3144-3151
32. Hopmann, K. H.; Ghosh, A.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 2009, 48, 9155-9165
33. Bochevarov, A. D.; Friesner, R. A.; Lippard, S. J. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3735-3749
34. Martínez-Pinedo, G.; Schwerdtfeger, P.; Caurier, E.; Langanke, K.; Nazarewicz, W.; Söhnel, T. Phys. Rev. Lett. 2001, 87 062701
35. Zhang, Y.; Mao, J.; Godbout, N.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13921-13930
36. Zhang, Y.; Oldfield, E. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7180-7188
37. Han, W.-G.; Liu, T.; Lovell, T.; Noodleman, L. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1292-1306
38. Sandala, G. M.; Hopmann, K. H.; Ghosh, A.; Noodleman, L. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3232-3247
39. Vrajmasu, V.; Münck, E.; Bominaar, E. L. Inorg. Chem. 2003, 42, 5974-5988
40. Sinnecker, S.; Slep, L. D.; Bill, E.; Neese, F. Inorg. Chem. 2005, 44, 2245-2254
41. Neese, F. Inorg. Chim. Acta 2002, 337, 181-192
42. Nemykin, V. N.; Hadt, R. G. Inorg. Chem. 2006, 45, 8297-8307
43. Shoji, M.; Saito, T.; Takeda, R.; Kitagawa, Y.; Kawakami, T.; Yamanaka, S.; Okumura, M.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2007, 446, 228-232
44. Kurian, R.; Filatov, M. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 278-285
45. Han, W.-G.; Noodleman, L. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 973-986
46. Edwards, P. R.; Johnson, C. E.; Williams, R. J. P. J. Chem. Phys. 1967, 47, 2074-2082
47. Fluck, E.; Kerler, W.; Neuwirth, W. Angew. Chem., Int. Ed. 1963, 2, 277-287
48. Herber, R. H.; Johnson, D. Inorg. Chem. 1979, 18, 2786-2790
49. Evans, D. J.; Hills, A.; Hughes, D. L.; Leigh, G. J. Acta Crystallogr. 1990, C46, 1818-1821
50. Srivastava, K. K. P.; Sinha, T. P. J. Phys. (Paris) 1987, 48, 2119-2123
51. Obrist, B. V.; Chen, D.; Ahrens, A.; Schünemann, V.; Scopelliti, R.; Hu, X. Inorg. Chem. 2009, 48, 3514-3516
52. Chen, D.; Ahrens-Botzong, A.; Schünemann, V.; Scopelliti, R.; Hu, X. Inorg. Chem. 2011, 50, 5249-5257
53. Greatrex, R.; Greenwood, N. N. Discuss. Faraday Soc. 1969, 47, 126-135
54. Kukolich, S. G.; Roehrig, M. A.; Wallace, D. W.; Henderson, G. L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2021-2027
55. Meyer, K.; Bill, E.; Mienert, B.; Weyhermüller, T.; Wieghardt, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4859-4876
56. Rohde, J.-U.; In, J.-H.; Lim, M. H.; Brennessel, W. W.; Bukowski, M. R.; Stubna, A.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L. Science 2003, 299, 1037-1039
57. Burstyn, J. N.; Roe, J. A.; Miksztal, A. R.; Shaevitz, B. A.; Lang, G.; Valentine, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1382-1388
58. Li, M.; Bonnet, D.; Bill, E.; Neese, F.; Weyhermüller, T.; Blum, N.; Sellmann, D.; Wieghardt, K. Inorg. Chem. 2002, 41, 3444-3456
59. Chen, D.; Ahrens-Botzong, A.; Schünemann, V.; Scopelliti, R.; Hu, X. Inorg. Chem. 2011, 50, 5249-5257
60. Chen, D.; Scopelliti, R.; Hu, X. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 928-929
61. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91 146401
62. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305
63. Grimme, S.; Antony, J.; Ehrlich, S.; Krieg, H. J. Chem. Phys. 2010, 132 154104
64. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 799-805
65. Han, W.-G.; Noodleman, L. Theor. Chem. Acc. 2010, 125, 305-317
66. Peterson, K. A.; Figgen, D.; Goll, E.; Stoll, H.; Dolg, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11113-11123
67. TURBOMOLE V6.3 2011, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from http://www.turbomole.com.
68. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
69. Weigend, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1057-1065
70. Srnec, M.; Rokob, T. A.; Schwartz, J. K.; Kwak, Y.; Rulíš ek, L.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 2012, 51, 2806-2820
71. Knecht, S.; Fux, S.; van Meer, R.; Visscher, L.; Reiher, M.; Saue, T. Theor. Chem. Acc. 2011, 129, 631-650
72. Aquilante, F.; De Vico, L.; Ferré, N.; Ghigo, G.; Malmqvist, P.-Å.; Neogrády, P.; Pedersen, T. B.; Pitoňák, M.; Reiher, M.; Roos, B. O.; Serrano-Andrés, L.; Urban, M.; Veryazov, V.; Lindh, R. J. Comput. Chem. 2010, 31, 224-247
73. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
74. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
75. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
76. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
77. Fux, S. Ph.D. Thesis, ETH, Diss. No. 20112, 2011.
78. Lindh, R.; Malmqvist, P.-Å.; Gagliardi, L. Theor. Chem. Acc. 2001, 106, 178-187
79. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995-2001
80. Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2001, 114, 5691-5701
81. Roos, B. O.; Lindh, R.; Malmqvist, P.-A.; Veryazov, V.; Widmark, P.-O. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2851-2858
82. Reiher, M.; Wolf, A. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2037
83. Reiher, M.; Wolf, A. J. Chem. Phys. 2004, 121, 10945
84. Wolf, A.; Reiher, M. J. Chem. Phys. 2006, 124 064102
85. Wolf, A.; Reiher, M. J. Chem. Phys. 2006, 124 064103
86. Mastalerz, R.; Barone, G.; Lindh, R.; Reiher, M. J. Chem. Phys. 2007, 127 074105
87. Peng, D.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2009, 130 044102
88. Peng, D.; Reiher, M. Theor. Chem. Acc. 2012, 131, 1081
89. Autschbach, J.; Peng, D.; Reiher, M. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4239-4248
90. Reiher, M.; Wolf, A. Relativistic Quantum Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2009.
91. Schwerdtfeger, P.; Söhnel, T.; Pernpointner, M.; Laerdahl, J. K.; Wagner, F. E. J. Chem. Phys. 2001, 115, 5913-5924
92. Dufek, P.; Blaha, P.; Schwarz, K. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 3545-3548
93. Wdowik, U. D.; Ruebenbauer, K. Phys. Rev. B 2007, 76 155118
94. Pyykkö, P. Mol. Phys. 2008, 106, 1965-1974
95. Debrunner, P. Iron Porphyrins; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 1989; Part 3, pp 137-234.
96. Cho, K.-B.; Hirao, H.; Chen, H.; Carvajal, M. A.; Cohen, S.; Derat, E.; Thiel, W.; Shaik, S. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 13128-13138
97. Derat, E.; Cohen, S.; Shaik, S.; Altun, A.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13611-13621
98. Lai, W.; Chen, H.; Cho, K.-B.; Shaik, S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11763-11771
99. Schöneboom, J. C.; Neese, F.; Thiel, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5840-5853
100. Altun, A.; Thiel, W. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1268-1280