The nitric oxide reductase mechanism of a flavo-diiron protein: Identification of active-site intermediates and products

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 22, 2014, Pages 7981-7992

  Caranto, Jonathan D ^a   Weitz, Andrew ^b   Hendrich, Michael P ^b   Kurtz, Donald M ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT SAN ANTONIO   (United States)

^b CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBOXYLATION; NITRIC OXIDE; NITROGEN OXIDES; PROTEINS;

ANTIFERRO-MAGNETICALLY COUPLED; FLAVIN MONO NUCLEOTIDES (FMN); NITRIC OXIDE REDUCTASE; NITROSATIVE STRESS; PROTOZOAN PARASITES; RATE-DETERMINING PROCESS; SPECTROSCOPIC CHARACTERIZATION; TRANSIENT INTERMEDIATE;

IRON COMPOUNDS;

FLAVO DIIRON PROTEIN; IRON COMPLEX; NITRIC OXIDE REDUCTASE; UNCLASSIFIED DRUG; FLAVINE MONONUCLEOTIDE; FLAVOPROTEIN; NITRIC OXIDE; NITRIC-OXIDE REDUCTASE; NITROUS OXIDE; NONHEME IRON PROTEIN; OXIDOREDUCTASE;

ARTICLE; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYME KINETICS; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN STRUCTURE; STEADY STATE; SYNTHESIS; TITRIMETRY; CHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION REACTION;

CATALYTIC DOMAIN; FLAVIN MONONUCLEOTIDE; FLAVOPROTEINS; NITRIC OXIDE; NITROUS OXIDE; NONHEME IRON PROTEINS; OXIDATION-REDUCTION; OXIDOREDUCTASES; SPECTROSCOPY, MOSSBAUER;

EID: 84901926033     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja5022443     Document Type: Article

References (48)

1. Hayashi Biochemistry 2010, 49, 7040
2. Saraiva, L. M.; Vicente, J. B.; Teixeira, M. Adv. Microb. Physiol. 2004, 49, 77
3. Vine, C. E.; Cole, J. A. FEMS Microbiol. Lett. 2011, 325, 99
4. Kurtz, D. M., Jr. Dalton Trans. 2007, 4115
5. Rodrigues, R.; Vicente, J. B.; Felix, R.; Oliveira, S.; Teixeira, M.; Rodrigues-Pousada, C. J. Bacteriol. 2006, 188, 2745
6. Vicente, J. B.; Tran, V.; Pinto, L.; Teixeira, M.; Singh, U. Eukaryotic Cell 2012, 11, 1112
7. Mills, P. C.; Rowley, G.; Spiro, S.; Hinton, J. C. D.; Richardson, D. J. Microbiology 2008, 154, 1218
8. Le Fourn, C.; Brasseur, G.; Brochier-Armanet, C.; Pieulle, L.; Brioukhanov, A.; Ollivier, B.; Dolla, A. Environ. Microbiol. 2011, 13, 2132
9. Thorgersen, M. P.; Stirrett, K.; Scott, R. A.; Adams, M. W. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 18547
10. Kern, M.; Volz, J.; Simon, J. Environ. Microbiol. 2011, 13, 2478
11. Hillmann, F.; Riebe, O.; Fischer, R. J.; Mot, A.; Caranto, J. D.; Kurtz, D. M., Jr.; Bahl, H. FEBS Lett. 2009, 583, 241
12. Vicente, J. B.; Carrondo, M. A.; Teixeira, M.; Frazao, C. Methods Enzymol. 2008, 437, 3
13. Di Matteo, A.; Scandurra, F. M.; Testa, F.; Forte, E.; Sarti, P.; Brunori, M.; Giuffre, A. J. Biol. Chem. 2008, 283, 4061
14. Fang, H.; Caranto, J. D.; Mendoza, R.; Taylor, A. B.; Hart, P. J.; Kurtz, D. M., Jr. J. Biol. Inorg. Chem. 2012, 17, 1231
15. Frazão, C.; Silva, G.; Gomes, C. M.; Matias, P.; Coelho, R.; Sieker, L.; Macedo, S.; Liu, M. Y.; Oliveira, S.; Teixeira, M.; Xavier, A. V.; Rodrigues-Pousada, C.; Carrondo, M. A.; Le Gall, J. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 1041
16. Silaghi-Dumitrescu, R.; Coulter, E. D.; Das, A.; Ljungdahl, L. G.; Jameson, G. N.; Huynh, B. H.; Kurtz, D. M., Jr. Biochemistry 2003, 42, 2806
17. Hayashi, T.; Caranto, J. D.; Wampler, D. A.; Kurtz, D. M., Jr.; Moenne-Loccoz, P. Biochemistry 2010, 49, 7040
18. Berto, T. C.; Speelman, A. L.; Zheng, S.; Lehnert, N. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 244
19. Blomberg, L. M.; Blomberg, M. R. A.; Siegbahn, P. E. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2007, 12, 79
20. Hayashi, T.; Caranto, J. D.; Matsumura, H.; Kurtz, D. M., Jr.; Moënne-Loccoz, P. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6878
21. Enemark, J. H.; Feltham, R. D. Coord. Chem. Rev. 1974, 13, 339
22. Zheng, S.; Berto, T. C.; Dahl, E. W.; Hoffman, M. B.; Speelman, A. L.; Lehnert, N. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4902
23. Jackson, T. A.; Yikilmaz, E.; Miller, A. F.; Brunold, T. C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8348
24. Wanat, A.; Schneppensieper, T.; Stochel, G.; van Eldik, R.; Bill, E.; Wieghardt, K. Inorg. Chem. 2002, 41, 4
25. Brown, C. A.; Pavlosky, M. A.; Westre, T. E.; Zhang, Y.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 715
26. Berto, T. C.; Hoffman, M. B.; Murata, Y.; Landenberger, K. B.; Alp, E. E.; Zhao, J. Y.; Lehnert, N. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16714
27. Arciero, D. M.; Lipscomb, J. D.; Huynh, B. H.; Kent, T. A.; Munck, E. J. Biol. Chem. 1983, 258, 4981
28. Nocek, J. M.; Kurtz, D. M., Jr.; Sage, J. T.; Xia, Y. M.; Debrunner, P.; Shiemke, A. K.; Sanders-Loehr, J.; Loehr, T. M. Biochemistry 1988, 27, 1014
29. Haskin, C. J.; Ravi, N.; Lynch, J. B.; Münck, E.; Que, L., Jr. Biochemistry 1995, 34, 11090
30. Orville, A. M.; Chen, V. J.; Kriauciunas, A.; Harpel, M. R.; Fox, B. G.; Munck, E.; Lipscomb, J. D. Biochemistry 1992, 31, 4602
31. Hauser, C.; Glaser, T.; Bill, E.; Weyhermuller, T.; Wieghardt, K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4352
32. Rodriguez, J. H.; Xia, Y.-M.; Debrunner, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7846
33. Coufal, D. E.; Tavares, P.; Pereira, A. S.; Hyunh, B. H.; Lippard, S. J. Biochemistry 1999, 38, 4504
34. Vicente, J. B.; Testa, F.; Mastronicola, D.; Forte, E.; Sarti, P.; Teixeira, M.; Giuffre, A. Arch. Biochem. Biophys. 2009, 488, 9
35. Stookey, L. L. Anal. Chem. 1970, 42, 779
36. Coulter, E. D.; Kurtz, D. M., Jr. Arch. Biochem. Biophys. 2001, 394, 76
37. Silaghi-Dumitrescu, R.; Ng, K. Y.; Viswanathan, R.; Kurtz, D. M., Jr. Biochemistry 2005, 44, 3572
38. Saavedra, J. E.; Southan, G. J.; Davies, K. M.; Lundell, A.; Markou, C.; Hanson, S. R.; Adrie, C.; Hurford, W. E.; Zapol, W. M.; Keefer, L. K. J. Med. Chem. 1996, 39, 4361
39. Moura, I.; Xavier, A. V.; Cammack, R.; Bruschi, M.; Legall, J. Biochim. Biophys. Acta 1978, 533, 156
40. Yukl, E. T.; Ioanoviciu, A.; Sivaramakrishnan, S.; Nakano, M. M.; de Montellano, P. R. O.; Moenne-Loccoz, P. Biochemistry 2011, 50, 1023
41. Bollinger, J. M.; Krebs, C. J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 586
42. Golombek, A. P.; Hendrich, M. P. J. Magn. Reson. 2003, 165, 33
43. Vicente, J. B.; Justino, M. C.; Goncalves, V. L.; Saraiva, L. M.; Teixeira, M. Methods Enzymol. 2008, 437, 21
44. Silaghi-Dumitrescu, R.; Coulter, E. D.; Das, A.; Ljungdahl, L. G.; Jameson, G. N. L.; Huynh, B. H.; Kurtz, D. M., Jr. Biochemistry 2003, 42, 2806
45. Garbett, K.; Darnall, D. W.; Klotz, I. M.; Williams, R. J. P. Arch. Biochem. Biophys. 1969, 135, 419
46. Lynch, J. B.; Juarez-Garcia, C.; Munck, E.; Que, L., Jr. J. Biol. Chem. 1989, 264, 8091
47. Solomon, E. I.; Brunold, T. C.; Davis, M. I.; Kemsley, J. N.; Lee, S.-K.; Lehnert, N.; Neese, F.; Skulan, A. J.; Yang, Y.-S.; Zhou, J. Chem. Rev. 2000, 100, 235
48. Arikawa, Y.; Asayama, T.; Moriguchi, Y.; Agari, S.; Onishi, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14160