Electrocatalysis by hydrogenases: Lessons for building bio-inspired devices

Journal of the Brazilian Chemical Society

Volumn 25, Issue 3, 2014, Pages 427-441

  McPherson, Ian J ^a   Vincent, Kylie A ^a  

^a UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

Author keywords

Bioelectrochemistry; Electrocatalysis; Enzyme fuel cell; Hydrogen production; Hydrogenase

Indexed keywords

EID: 84898754240     PISSN: 01035053     EISSN: 16784790     Source Type: Journal    
DOI: 10.5935/0103-5053.20140042     Document Type: Conference Paper

References (60)

1. Shafaat, H. S.; Rüdiger, O.; Ogata, H.; Lubitz, W.; Biochim. Biophys. Acta Bioenergetics 2013, 1827, 986.
2. Lauterbach, L.; Liu, J.; Horch, M.; Hummel, P.; Schwarze, A.; Haumann, M.; Vincent, K. A.; Lenz, O.; Zebger, I.; Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 1067.
3. Vincent, K. A.; Parkin, A.; Armstrong, F. A.; Chem. Rev. 2007, 107, 4366.
4. Volbeda, A.; Darnault, C.; Parkin, A.; Sargent, F.; Armstrong, F. A.; Fontecilla-Camps, J. C.; Structure 2013, 21, 184.
5. Hambourger, M.; Gervaldo, M.; Svedruzic, D.; King, P. W.; Gust, D.; Ghirardi, M.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2015.
6. Reisner, E.; Powell, D. J.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18457.
7. Brown, K. A.; Dayal, S.; Ai, X.; Rumbles, G.; King, P. W.; J. Am. Chem. Soc. 2012, 132, 9672.
8. Greene, B. L.; Joseph, C. A.; Maroney, M. J.; Dyer, R. B.; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11108.
9. Krassen, H.; Schwarze, A.; Friedrich, B.; Ataka, K.; Lenz, O.; Heberle, J.; ACS NANO 2009, 3, 4055.
10. Lubner, C. E.; Applegate, A. M.; Knörzer, P.; Ganago, A.; Bryant, D. A.; Happe, T.; Golbeck, J. H.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 20988.
11. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Clark, J. R.; Ludwig, M.; Lenz, O.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A.; Chem. Commun. 2006, 5033.
12. Wait, A. F.; Parkin, A.; Morley, G. M.; dos Santos, L.; Armstrong, F. A.; J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12003.
13. Ciaccafava, A.; De Poulpiquet, A.; Techer, V.; Giudici-Orticoni, M. T.; Tingry, S.; Innocent, C.; Lojou, E.; Electrochem. Commun. 2012, 23, 25.
14. Lazarus, O.; Woolerton, T. W.; Parkin, A.; Lukey, M. J.; Reisner, E.; Seravalli, J.; Pierce, E.; Ragsdale, S. W.; Sargent, F.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14154.
15. Reeve, H. A.; Lauterbach, L.; Ash, P. A.; Lenz, O.; Vincent, K. A.; Chem. Commun. 2012, 48, 1589.
16. Frederix, P. W. J. M.; Kania, R.; Wright, J. A.; Lamprou, D. A.; Ulijn, R. V.; Pickett, C. J.; Hunt, N. T.; Dalton Trans. 2012, 41, 13112.
17. Dutta, A.; Hamilton, G. A.; Hartnett, H. E.; Jones, A. K.; Inorg. Chem. 2012, 51, 9580.
18. Le Goff, A.; Artero, V.; Jousselme, B.; Tran, P. D.; Guillet, N.; Métayé, R.; Fihri, A.; Palacin, S.; Fontecave, M.; Science 2009, 326, 1384.
19. Berggren, G.; Adamska, A.; Lambertz, C.; Simmons, T. R.; Esselborn, J.; Atta, M.; Gambarelli, S.; Mouesca, J.-M.; Reijerse, E.; Lubitz, W.; Happe, T.; Artero, V.; Fontecave, M.; Nature 2013, 499, 66.
20. Poulpiquet, A. D.; Ciaccafava, A.; Szot, K.; Pillain, B.; Infossi, P.; Guiral, M.; Opallo, M.; Giudici-Orticoni, M.-T.; Lojou, E.; Electroanal. 2013, 25, 685.
21. Rüdiger, O.; Abad, J. M.; Hatchikian, E. C.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L.; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16008.
22. Moser, C. C.; Farid, T. A.; Chobot, S. E.; Dutton, P. L.; Biochim. Biophys. Acta 2006, 1757, 1096.
23. Page, C. C.; Moser, C. C.; Chen, X.; Dutton, P. L.; Nature 1999, 402, 47.
24. Léger, C.; Jones, A. K.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A.; J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13058.
25. Hexter, S. V.; Grey, F.; Happe, T.; Climent, V.; Armstrong, F. A.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 11516.
26. Sezer, M.; Frielingsdorf, S.; Millo, D.; Heidary, N.; Utesch, T.; Mroginski, M.-A.; Friedrich, B.; Hildebrandt, P.; Zebger, I.; Weidinger, I. M.; J. Phys. Chem. B 2011, 115, 10368.
27. Lukey, M. J.; Parkin, A.; Roessler, M. M.; Murphy, B. J.; Harmer, J.; Palmer, T.; Sargent, F.; Armstrong, F. A.; J. Biol. Chem. 2010, 285, 3928.
28. Parkin, A.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16808.
29. Pandelia, M.-E.; Fourmond, V.; Tron-Infossi, P.; Lojou, E.; Bertrand, P.; Léger, C.; Giudici-Orticoni, M.-T.; Lubitz, W.; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6991.
30. Hamdan, A. A.; Burlat, B.; Gutierrez-Sanz, O.; Liebgott, P.-P.; Baffert, C.; De Lacey, A. L.; Rousset, M.; Guigliarelli, B.; Leger, C.; Dementin, S.; Nat. Chem. Biol. 2013, 9, 15.
31. Evans, R. M.; Parkin, A.; Roessler, M. M.; Murphy, B. J.; Adamson, H.; Lukey, M. J.; Sargent, F.; Volbeda, A.; Fontecilla- Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2694.
32. Vincent, K. A.; Parkin, A.; Lenz, O.; Albracht, S. P. J.; Fontecilla- Camps, J. C.; Cammack, R.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18179.
33. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Lenz, O.; Zebger, I.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 16951.
34. Parkin, A.; Goldet, G.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13410.
35. Goldet, G.; Brandmayr, C.; Stripp, S. T.; Happe, T.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14979.
36. Brown, K. A.; Wilker, M. B.; Boehm, M.; Dukovic, G.; King, P. W.; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5627.
37. Vincent, K. A.; Belsey, N. A.; Lubitz, W.; Armstrong, F. A.; J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7448.
38. Voronin, O. G.; Shestakov, A. I.; Sadraddinova, E. R.; Abramov, S. M.; Netrusov, A. I.; Zorin, N. A.; Karyakin, A. A.; Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 10585.
39. Baffert, C.; Sybirna, K.; Ezanno, P.; Lautier, T.; Hajj, V.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Bottin, H.; Léger, C.; Anal. Chem. 2012, 84, 7999.
40. Luo, X.; Brugna, M.; Tron-Infossi, P.; Giudici-Orticoni, M. T.; Lojou, E.; J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 14, 1275.
41. Karyakin, A. A.; Vinogradova, D. V.; Morozov, S. V.; Karyakina, E. E.; Electrochim. Acta 2010, 55, 7696.
42. Jones, A. K.; Sillery, E.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A.; Chem. Commun. 2002, 866.
43. Madden, C.; Vaughn, M. D.; Díez-Pérez, I.; Brown, K. A.; King, P. W.; Gust, D.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1577.
44. Healy, A. J.; Reeve, H. A.; Parkin, A.; Vincent, K. A.; Electrochim. Acta 2011, 56, 10786.
45. Alonso-Lomillo, M. A.; Ruediger, O.; Maroto-Valiente, A.; Velez, M.; Rodriguez-Ramos, I.; Munoz, F. J.; Fernandez, V. M.; Lacey, A. L. D.; Nano Lett. 2007, 7, 1603.
46. Krishnan, S.; Armstrong, F. A.; Chem. Sci. 2012, 3, 1015.
47. Kihara, T.; Liu, X.-Y.; Nakamura, C.; Park, K.-M.; Han, S.-W.; Qian, D.-J.; Kawasaki, K.; Zorin, N. A.; Yasuda, S.; Hata, K.; Wakayama, T.; Miyake, J.; Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 7523.
48. Shen, X.-C.; Liou, X.-Y.; Ye, L.-P.; Liang, H.; Wang, Z.-Y.; J. Colloid Interface Sci. 2007, 311, 400.
49. dos Santos, L.; Climent, V.; Blanford, C. F.; Armstrong, F. A.; Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 13962.
50. Woolerton, T. W.; Sheard, S.; Chaudhary, Y. S.; Armstrong, F. A.; Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7470.
51. Barker, C. D.; Reda, T.; Hirst, J.; Biochemistry 2007, 46, 3454.
52. Lauterbach, L.; Idris, Z.; Vincent, K. A.; Lenz, O.; PloS ONE 2011, 6, e25939.
53. Morra, S.; Valetti, F.; Sadeghi, S. J.; King, P. W.; Meyer, T.; Gilardi, G.; Chem. Commun., 2011, 47, 10566.
54. Zadvornyy, O. A.; Lucon, J. E.; Gerlach, R.; Zorin, N. A.; Douglas, T.; Elgren, T. E.; Peters, J. W.; J. Inorg. Biochem. 2012, 106, 151.
55. Reisner, E.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A.; Chem. Commun. 2009, 550.
56. Chaudhary, Y. S.; Woolerton, T. W.; Allen, C. S.; Warner, J. H.; Pierce, E.; Ragsdale, S. W.; Armstrong, F. A.; Chem. Commun. 2012, 48, 58.
57. Vincent, K. A.; Li, X.; Blanford, C. F.; Belsey, N. A.; Weiner, J. H.; Armstrong, F. A.; Nature Chem. Biol. 2007, 3, 761.
58. Yoon, K.-S.; Fukuda, K.; Fujisawa, K.; Nishihara, H.; Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 7081.
59. Nishimura, H.; Kitano, Y.; Inoue, T.; Nomura, K.; Sako, Y.; Biosci. Biotechnol. Biochem. 2010, 74, 1624.
60. Esselborn, J.; Lambertz, C.; Adamska-Venkatesh, A.; Simmons, T.; Berggren, G.; Noth, J.; Siebel, J.; Hemschemeier, A.; Artero, V.; Reijerse, E.; Fontecave, M.; Lubitz, W.; Happe, T.; Nature Chem. Biol. 2013, 9, 607.