Multicopper models for the laccase active site: Effect of nuclearity on electrocatalytic oxygen reduction

Inorganic Chemistry

Volumn 53, Issue 16, 2014, Pages 8505-8516

  Tse, Edmund C M ^a   Schilter, David ^a   Gray, Danielle L ^a   Rauchfuss, Thomas B ^a   Gewirth, Andrew A ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

2,2'-DIPICOLYLAMINE; AMINE; COPPER; LACCASE; ORGANOMETALLIC COMPOUND; OXYGEN; PICOLINIC ACID DERIVATIVE;

CATALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ENZYME ACTIVE SITE; METABOLISM; OXIDATION REDUCTION REACTION; SYNTHESIS;

AMINES; CATALYSIS; CATALYTIC DOMAIN; COPPER; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; LACCASE; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; OXIDATION-REDUCTION; OXYGEN; PICOLINIC ACIDS;

EID: 84906251458     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic501080c     Document Type: Article

References (91)

1. Mehta, V.; Cooper, J. S. J. Power Sources 2003, 114, 32-53
2. Thomas, C. E. Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, 6005-6020
3. Sandy Thomas, C. E. Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, 9279-9296
4. Campanari, S.; Manzolini, G.; Garcia de la Iglesia, F. J. Power Sources 2009, 186, 464-477
5. Gewirth, A. A.; Thorum, M. S. Inorg. Chem. 2010, 49, 3557-3566
6. Gervasio, D. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources; Garche, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2009; pp 806-809.
7. Wu, J.; Yuan, X. Z.; Martin, J. J.; Wang, H.; Zhang, J.; Shen, J.; Wu, S.; Merida, W. J. Power Sources 2008, 184, 104-119
8. Li, H.; Shi, Z.; Zhang, J. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources; Garche, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2009; pp 941-950.
9. Li, H.; Tang, Y.; Wang, Z.; Shi, Z.; Wu, S.; Song, D.; Zhang, J.; Fatih, K.; Zhang, J.; Wang, H.; Liu, Z.; Abouatallah, R.; Mazza, A. J. Power Sources 2008, 178, 103-117
10. Wu, J.; Yuan, X. Z.; Martin, J. J.; Wang, H. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources; Garche, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2009; pp 848-867.
11. Bergens, S. H.; Markiewicz, M. E. P. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources; Garche, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2009; pp 616-625.
12. Borup, R. L.; Davey, J. R.; Garzon, F. H.; Wood, D. L.; Inbody, M. A. J. Power Sources 2006, 163, 76-81
13. Cai, M.; Ruthkosky, M. S.; Merzougui, B.; Swathirajan, S.; Balogh, M. P.; Oh, S. H. J. Power Sources 2006, 160, 977-986
14. Shao, Y.; Yin, G.; Gao, Y. J. Power Sources 2007, 171, 558-566
15. Zhang, S.; Yuan, X.-Z.; Hin, J. N. C.; Wang, H.; Friedrich, K. A.; Schulze, M. J. Power Sources 2009, 194, 588-600
16. Blackman, A. G.; Tolman, W. B. Struct. Bonding (Berlin) 2000, 97, 179-211
17. Hatcher, L.; Karlin, K. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 669-683
18. Mirica, L. M.; Ottenwaelder, X.; Stack, T. D. P. Chem. Rev. 2004, 104, 1013-1046
19. Lewis, E. A.; Tolman, W. B. Chem. Rev. 2004, 104, 1047-1076
20. Hatcher, L. Q.; Karlin, K. D. In Advances in Inorganic Chemistry; van Eldik, R.; Reedijk, J., Eds.; Academic Press: 2006; Vol. 58, pp 131-184.
21. Cramer, C. J.; Tolman, W. B. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 601-608
22. Dagys, M.; Haberska, K.; Shleev, S.; Arnebrant, T.; Kulys, J.; Ruzgas, T. Electrochem. Commun. 2010, 12, 933-935
23. Thorseth, M. A.; Tornow, C. E.; Tse, E. C. M.; Gewirth, A. A. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 130-139
24. Jensen, M. P.; Que, E. L.; Shan, X.; Rybak-Akimova, E.; Que, J. L. Dalton Trans. 2006, 3523-3527
25. Karlin, K. D.; Wei, N.; Jung, B.; Kaderli, S.; Niklaus, P.; Zuberbuehler, A. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9506-9514
26. Thorseth, M. A.; Letko, C. S.; Rauchfuss, T. B.; Gewirth, A. A. Inorg. Chem. 2011, 50, 6158-6162
27. Thorseth, M. A.; Letko, C. S.; Tse, E. C. M.; Rauchfuss, T. B.; Gewirth, A. A. Inorg. Chem. 2013, 52, 628-634
28. Messerschmidt, A.; Luecke, H.; Huber, R. J. Mol. Biol. 1993, 230, 997-1014
29. Solomon, E. I.; Sundaram, U. M.; Machonkin, T. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2563-2606
30. McGuirl, M. A.; Dooley, D. M. Curr. Opin. Chem. Biol. 1999, 3, 138-144
31. Hakulinen, N.; Andberg, M.; Kallio, J.; Koivula, A.; Kruus, K.; Rouvinen, J. J. Struct. Biol. 2008, 162, 29-39
32. Garavaglia, S.; Teresa Cambria, M.; Miglio, M.; Ragusa, S.; Iacobazzi, V.; Palmieri, F.; DAmbrosio, C.; Scaloni, A.; Rizzi, M. J. Mol. Biol. 2004, 342, 1519-1531
33. Piontek, K.; Antorini, M.; Choinowski, T. J. Biol. Chem. 2002, 277, 37663-37669
34. Schweiger, H.; Vayner, E.; Anderson, A. B. Electrochem. Solid-State Lett. 2005, 8, A585-A587
35. Mano, N.; Soukharev, V.; Heller, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11180-11187
36. Pita, M.; Shleev, S.; Ruzgas, T.; Fernández, V. M.; Yaropolov, A. I.; Gorton, L. Electrochem. Commun. 2006, 8, 747-753
37. Blanford, C. F.; Heath, R. S.; Armstrong, F. A. Chem. Commun. 2007, 1710-1712
38. Blanford, C. F.; Foster, C. E.; Heath, R. S.; Armstrong, F. A. Faraday Discuss. 2009, 140, 319-335
39. Thorum, M. S.; Anderson, C. A.; Hatch, J. J.; Campbell, A. S.; Marshall, N. M.; Zimmerman, S. C.; Lu, Y.; Gewirth, A. A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2251-2254
40. Murphy, M. E. P.; Lindley, P. F.; Adman, E. T. Protein Sci. 1997, 6, 761-770
41. Ducros, V.; Brzozowski, A. M.; Wilson, K. S.; Ostergaard, P.; Schneider, P.; Svendson, A.; Davies, G. J. Acta Crystallogr., Sect D 2001, 57, 333-336
42. Cracknell, J. A.; Vincent, K. A.; Armstrong, F. A. Chem. Rev. 2008, 108, 2439-2461
43. Toledo-Núñez, C.; López-Cruz, J. I.; Hernández-Arana, A. Biophys. Chem. 2012, 167, 36-42
44. St-Pierre, J. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources; Garche, J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2009; pp 901-911.
45. Hakulinen, N.; Kiiskinen, L.-L.; Kruus, K.; Saloheimo, M.; Paananen, A.; Koivula, A.; Rouvinen, J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2002, 9, 601-605
46. Solomon, E. I.; Augustine, A. J.; Yoon, J. Dalton Trans. 2008, 3921-3932
47. Casarin, M.; Corvaja, C.; Di Nicola, C.; Falcomer, D.; Franco, L.; Monari, M.; Pandolfo, L.; Pettinari, C.; Piccinelli, F. Inorg. Chem. 2005, 44, 6265-6276
48. Ouellette, W.; Yu, M. H.; OConnor, C. J.; Hagrman, D.; Zubieta, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3497-3500
49. Maiti, D.; Woertink, J. S.; Ghiladi, R. A.; Solomon, E. I.; Karlin, K. D. Inorg. Chem. 2009, 48, 8342-8356
50. Palmer, A. E.; Lee, S. K.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6591-6599
51. Erturk, H.; Hofmann, A.; Puchta, R.; van Eldik, R. Dalton Trans. 2007, 2295-2301
52. Suntharalingam, K.; Hunt, D. J.; Duarte, A. A.; White, A. J. P.; Mann, D. J.; Vilar, R. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 15133-15141
53. Humphreys, K. J.; Karlin, K. D.; Rokita, S. E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8055-8066
54. Choi, K.-Y.; Ryu, H.; Sung, N.-D.; Suh, M. J. Chem. Crystallogr. 2003, 33, 947-950
55. Bruker APEX2; Bruker AXS, Inc.: Madison, Wisconsin, U.S.A., 2010.
56. Bruker SAINT, SHELXTL, SADABS, XCIF, XPREP; Bruker AXS, Inc.: Madison, Wisconsin, U.S.A., 2005.
57. Sheldrick, G. M. Acta Crystallogr. 2008, A64, 112-122
58. Spek, A. L.; van der Sluis, P. Acta Crystallogr. 1990, A46, 194-201
59. Laviron, E. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1979, 101, 19-28
60. Eckermann, A. L.; Feld, D. J.; Shaw, J. A.; Meade, T. J. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1769-1802
61. Park, W.-C.; Hong, H.-G. Bull. Korean Chem. Soc. 2006, 27, 381-385
62. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications; Wiley: New York, 2000.
63. Smalley, J. F.; Feldberg, S. W.; Chidsey, C. E. D.; Linford, M. R.; Newton, M. D.; Liu, Y.-P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13141-13149
64. Hosseini, A.; Collman, J. P.; Devadoss, A.; Williams, G. Y.; Barile, C. J.; Eberspacher, T. A. Langmuir 2010, 26, 17674-17678
65. Rorabacher, D. B. Chem. Rev. 2004, 104, 651-698
66. Vande Linde, A. M. Q.; Westerby, B. C.; Ochrymowycz, L. A.; Rorabacher, D. B. Inorg. Chem. 1993, 32, 251-257
67. Zhang, J.; Anson, F. C. Electrochim. Acta 1993, 38, 2423-2429
68. Lei, Y.; Anson, F. C. Inorg. Chem. 1994, 33, 5003-5009
69. Lei, Y.; Anson, F. C. Inorg. Chem. 1995, 34, 1083-1089
70. McCrory, C. C. L.; Ottenwaelder, X.; Stack, T. D. P.; Chidsey, C. E. D. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 12641-12650
71. Thorum, M. S.; Yadav, J.; Gewirth, A. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 165-167
72. Cukier, R. I.; Nocera, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 337-369
73. Mayer, J. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 363-390
74. Madhiri, N.; Finklea, H. O. Langmuir 2006, 22, 10643-10651
75. Huynh, M. H. V.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2007, 107, 5004-5064
76. Rosenthal, J.; Nocera, D. G. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 543-553
77. Weinberg, D. R.; Gagliardi, C. J.; Hull, J. F.; Murphy, C. F.; Kent, C. A.; Westlake, B. C.; Paul, A.; Ess, D. H.; McCafferty, D. G.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2012, 112, 4016-4093
78. Zhang, J.; Anson, F. C. J. Electroanal. Chem. 1992, 341, 323-341
79. Nagao, H.; Komeda, N.; Mukaida, M.; Suzuki, M.; Tanaka, K. Inorg. Chem. 1996, 35, 6809-6815
80. Fletcher, S. J. Solid State Electrochem. 2009, 13, 537-549
81. Mahapatra, S.; Kaderli, S.; Llobet, A.; Neuhold, Y. M.; Palanche, T.; Halfen, J. A.; Young, V. G.; Kaden, T. A.; Que, L.; Zuberbuhler, A. D.; Tolman, W. B. Inorg. Chem. 1997, 36, 6343-6356
82. Hayashi, H.; Fujinami, S.; Nagatomo, S.; Ogo, S.; Suzuki, M.; Uehara, A.; Watanabe, Y.; Kitagawa, T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2124-2125
83. Cahoy, J.; Holland, P. L.; Tolman, W. B. Inorg. Chem. 1999, 38, 2161-2168
84. Mizuno, M.; Hayashi, H.; Fujinami, S.; Furutachi, H.; Nagatomo, S.; Otake, S.; Uozumi, K.; Suzuki, M.; Kitagawa, T. Inorg. Chem. 2003, 42, 8534-8544
85. Taki, M.; Teramae, S.; Nagatomo, S.; Tachi, Y.; Kitagawa, T.; Itoh, S.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6367-6377
86. Fukuzumi, S.; Karlin, K. D. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 187-195
87. Kodera, M.; Kajita, Y.; Tachi, Y.; Katayama, K.; Kano, K.; Hirota, S.; Fujinami, S.; Suzuki, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 334-337
88. Kodera, M.; Kano, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2007, 80, 662-676
89. Kodera, M.; Katayama, K.; Tachi, Y.; Kano, K.; Hirota, S.; Fujinami, S.; Suzuki, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11006-11007
90. Zuckerman, J. J.; Hagen, A. P. Inorganic Reactions and Methods, The Formation of Bonds to N,P,As,Sb,Bi; Wiley: New York, 2009.
91. Collman, J. P. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 265-272