Anisotropic iron motion in nitrosyl iron porphyrinates: Natural and synthetic hemes

Inorganic Chemistry

Volumn 53, Issue 5, 2014, Pages 2582-2590

  Pavlik, Jeffrey W ^a   Peng, Qian ^a   Silvernail, Nathan J ^a   Alp, E Ercan ^b   Hu, Michael Y ^b   Zhao, Jiyong ^b   Sage, J Timothy ^c   Scheidt, W Robert ^a  

^a UNIVERSITY OF NOTRE DAME   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c NORTHEASTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DINITROSYL IRON COMPLEX; HEME; IRON; METALLOPORPHYRIN; NITROGEN OXIDE;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION REACTION; SYNTHESIS; VIBRATION;

HEME; IRON; METALLOPORPHYRINS; MODELS, MOLECULAR; NITROGEN OXIDES; OXIDATION-REDUCTION; VIBRATION;

EID: 84897651174     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic4028964     Document Type: Article

References (65)

1. Culotta, E.; Koshland, D. E. Science 1992, 258, 1862
2. Kots, A. Y.; Martin, E.; Sharina, I. G.; Murad, F. In Handbook of Experimental Pharmacology; Schmidt, H. H.; Hofmann, F.; Stasch, J.-P., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 2009, pp 1-14.
3. Russwurm, M.; Koesling, D. EMBO J. 2004, 23, 4443
4. Moncada, S.; Palmer, R. M. J.; Higgs, E. A. Pharmacol. Rev. 1991, 43, 109
5. Snyder, S. H. Science 1992, 257, 494
6. Butler, A. R.; Williams, D. L. H. Chem. Soc. Rev. 1993, 233
7. Stamler, J. S.; Singel, D. J.; Loscalzo, J. Science 1992, 258, 1898
8. Hughes, M. N. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1411, 263
9. Walker, F. A. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 216
10. Cooper, C. E. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1411, 290
11. Drapier, J.-C.; Pellat, C.; Henry, Y. J. Biol. Chem. 1991, 266, 10162
12. Stadler, J.; Bergonia, H. A.; Di Silvio, M.; Sweetland, M. A.; Billiar, T. R.; Simmons, R. L.; Lancaster, J. R. Arch. Biochem. Biophys. 1993, 302, 4
13. Terenzi, F.; Diaz-Guerra, M. J. M.; Casado, M.; Hortelano, S.; Leoni, S.; Bosca, L. J. Biol. Chem. 1995, 270, 6017
14. Griffith, W.; Stuehr, D. J. Annu. Rev. Physiol. 1995, 57, 707
15. Wang, J.; Stuehr, D. J.; Ikeda-Saito, M.; Rousseau, D. L. J. Biol. Chem. 1993, 268, 22255
16. Crane, B. R.; Arvai, A. S.; Ghosh, D. K.; Wu, C.; Getzoff, E. D.; Stuehr, D. J.; Tainer, J. A. Science 1998, 279, 2121
17. Li, H.; Poulos, T. L. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 293
18. Marletta, M. A. J. Biol. Chem. 1993, 268, 12231
19. Rousseau, D. L.; Li, D.; Couture, M.; Yeh, S.-R. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 306
20. Bredt, D. S.; Snyder, S. H. Annu. Rev. Biochem. 1994, 63, 175
21. Rodgers, K. R. Curr. Opin. Chem. Biol. 1999, 3, 158
22. Ma, X.; Sayed, N.; Bueve, A.; van den Akker, F. EMBO J. 2007, 26, 578
23. Nioche, P.; Berka, V.; Vipond, J.; Minton, N.; Tsai, A.; Raman, C. S. Science 2004, 306, 1550
24. Erbil, W. K.; Price, M. S.; Wemmer, D. E.; Marletta, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 19753
25. Zhu, L.; Sage, J. T.; Champion, P. M. Science 1994, 266, 629
26. Sage, J. T.; Paxson, C.; Wyllie, G. R. A.; Sturhahn, W.; Durbin, S. M.; Champion, P. M.; Alp, E. E.; Scheidt, W. R. J. Phys: Condens. Matter. 2001, 13, 7707
27. Scheidt, W. R.; Durbin, S. M.; Sage, J. T. J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 60
28. Sturhahn, W. J. Phys.: Condens. Matter. 2006, 16, S497
29. Kohn, V. G.; Chumakov, A. I.; Rüffer, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998, 58, 8437
30. Parlinski, K.; LazÌewski, J.; Jochym, P. T.; Chumakov, A. I.; Rüffer, R.; Kresse, G. Europhys. Lett. 2001, 56, 275
31. Petrenko, T.; Sturhahn, W.; Neese, F. Hyperfine Interact. 2007, 175, 165
32. 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
33. Li, J.-F.; Peng, Q.; Barabanchikov, A.; Pavlik, J. W.; Alp, E. E.; Sturhahn, W.; Zhao, J.; Sage, J. T.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2012, 51, 11769
34. Zeng, W.; Silvernail, N. J.; Wharton, D. C.; Georgiev, G. Y.; Leu, B. M.; Scheidt, W. R.; Zhao, J.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Sage, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11200
35. Silvernail, N. J.; Barabanschikov, A.; Pavlik, J. W.; Noll, B. C.; Zhao, J.; Alp, E. E.; Sturhahn, W.; Sage, J. T.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2200
36. Lehnert, N.; Sage, J. T.; Silvernail, N. J.; Scheidt, W. R.; Alp, E. E.; Sturhahn, W.; Zhao, J. Inorg. Chem. 2010, 49, 7197
37. Pavlik, J. W.; Barabanschikov, A.; Oliver, A. G.; Alp, E. E.; Sturhahn, W.; Zhao, J.; Sage, J. T.; Scheidt, W. R. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2010, 49, 4400
38. Patchkovskii, S.; Ziegler, T. Inorg. Chem. 2000, 39, 5354
39. Silvernail, N. J.; Pavlik, J. W.; Noll, B. C.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2008, 47, 912
40. Silvernail, N. J.; Barabanschikov, A.; Sage, J. T.; Noll, B. C.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2131
41. Peng, Q.; Pavlik, J. W.; Scheidt, W. R.; Wiest, O. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 214 This paper explored eight different functionals with varying basis sets and tabulated comparisons of experimental and predicted structural and vibrational data. Other comparisons had been previously done in Reference 43
42. Lehnert, N.; Galinato, M. G. I.; Paulat, F.; Richter-Addo, G. B.; Sturhahn, W.; Xu, N.; Zhao, J. Inorg. Chem. 2010, 49, 4133 This paper explored the use of B3LYP and BP86 with varying basis sets
43. Wyllie, G. R. A.; Silvernail, N. J.; Oliver, A. G.; Scheidt, W. R., manuscript in preparation.
44. Wyllie, G. R. A.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2003, 42, 4259
45. Milgram, B. C.; Eskildsen, K.; Richter, S. M.; Scheidt, W. R.; Scheidt, K. A. J. Org. Chem. 2007, 72, 3941
46. Dodd, R. E.; Robinson, P. L. Experimental Inorganic Chemistry; Elsevier: New York, 1957; p 253.
47. Landergren, M.; Baltzer, L. Inorg. Chem. 1990, 29, 556
48. Toellner, T. S. Hyperfine Interact. 2000, 125, 3
49. Sturhahn, W.; Toellner, T. S.; Alp, E. E.; Zhang, X. W.; Ando, M.; Yoda, Y.; Kikuta, S.; Seto, M.; Kimball, C. W.; Dabrowski, B. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3832
50. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J.; Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
51. Ellison, M. K.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7404
52. Scheidt, W. R.; Duval, H. F.; Neal, T. J.; Ellison, M. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4651
53. Becke, A. D. Phys. Rev. 1988, A38, 3098
54. Perdew, J. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1986, 33, 8822
55. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101
56. Schäfer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571
57. Barabanschikov, A.; Demidov, A.; Kubo, M.; Champion, P. M.; Sage, J. T.; Zhao, J.; Sturhahn, W.; Alp, E. E. J. Chem. Phys. 2011, 135, 015101
58. Peng, Q.; Li, M.; Hu, C.; Pavlik, J. W.; Oliver, A. G.; Alp, E. E.; Hu, M. Y.; Zhao, J.; Sage, J. T.; Scheidt, W. R. P Inorg. Chem. 2013, 52, 11361
59. Portmann, S.; Lúthi, H. P. MOLEKEL: an interactive molecular graphics tool Chimia 2000, 54, 766
60. Leu, B.; Zgierski, M.; Wyllie, G. R. A.; Scheidt, W. R.; Sturhahn, W.; Alp, E. E.; Durbin, S. M.; Sage, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4211
61. Scheidt, W. R.; Piciulo, P. L. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 1913
62. Traylor, T. G.; Sharma Biochemistry 1992, 31, 2847
63. Wyllie, G. R. A.; Schulz, C. E.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 2003, 42, 5722-5734
64. Denninger, J. W.; Marletta, M. A. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1441, 334
65. Andrew, C. R.; George, S. J.; Lawson, D. M.; Eady, R. R. Biochemistry 2002, 41, 2353