Sulfido and cysteine ligation changes at the molybdenum cofactor during substrate conversion by formate dehydrogenase (fdh) from rhodobacter capsulatus

Inorganic Chemistry

Volumn 54, Issue 7, 2015, Pages 3260-3271

  Schrapers, Peer ^a   Hartmann, Tobias ^b   Kositzki, Ramona ^a   Dau, Holger ^a   Reschke, Stefan ^b   Schulzke, Carola ^c   Leimkühler, Silke ^b   Haumann, Michael ^a  

^a FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^b UNIVERSITY OF POTSDAM   (Germany)

^c UNIVERSITY OF GREIFSWALD   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COENZYME; CYSTEINE; FORMATE DEHYDROGENASE; FORMIC ACID DERIVATIVE; LIGAND; METALLOPROTEIN; MOLYBDENUM COFACTOR; PTERIDINE DERIVATIVE; SULFIDE;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COENZYME; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYMOLOGY; RHODOBACTER CAPSULATUS;

CATALYTIC DOMAIN; COENZYMES; CYSTEINE; FORMATE DEHYDROGENASES; FORMATES; LIGANDS; METALLOPROTEINS; MODELS, MOLECULAR; PTERIDINES; RHODOBACTER CAPSULATUS; SULFIDES;

EID: 84926432339     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic502880y     Document Type: Article

References (83)

1. Pierre, A. C. Chem. Eng. 2012, 2012, 1-22
2. DiCosimo, R.; McAuliffe, J.; Poulose, A. J.; Bohlmann, G. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 6437-6474
3. Mikkelsen, M.; Jorgensen, M.; Krebs, F. C. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 43-81
4. Sakakura, T.; Choi, J. C.; Yasuda, H. Chem. Rev. 2007, 107, 2365-2387
5. Appel, A. M.; Bercaw, J. E.; Bocarsly, A. B.; Dobbek, H.; DuBois, D. L.; Dupuis, M.; Ferry, J. G.; Fujita, E.; Hille, R.; Kenis, P. J.; Kerfeld, C. A.; Morris, R. H.; Peden, C. H.; Portis, A. R.; Ragsdale, S. W.; Rauchfuss, T. B.; Reek, J. N.; Seefeldt, L. C.; Thauer, R. K.; Waldrop, G. L. Chem. Rev. 2013, 113, 6621-6658
6. Alissandratos, A.; Kim, H. K.; Easton, C. J. Bioengineered 2013, 4, 348-350
7. Mondal, B.; Song, J.; Neese, F.; Ye, S. Curr. Opin. Chem. Biol. 2015, 25C, 103-109
8. Jormakka, M.; Byrne, B.; Iwata, S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 418-423
9. Hille, R.; Hall, J.; Basu, P. Chem. Rev. 2014, 114, 3963-4038
10. Hartmann, T.; Schwanhold, N.; Leimkühler, S. Biochim. Biophys. Acta 2014, DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.12.006.
11. Maia, L. B.; Moura, J. J.; Moura, I. J. Biol. Inorg. Chem. 2015, 20, 287 -309.
12. Hille, R. Chem. Rev. 1996, 96, 2757-2816
13. Hille, R. Trends Biochem. Sci. 2002, 27, 360-367
14. Kisker, C.; Schindelin, H.; Rees, D. C. Annu. Rev. Biochem. 1997, 66, 233-267
15. Mota, C. S.; Rivas, M. G.; Brondino, C. D.; Moura, I.; Moura, J. J.; Gonzalez, P. J.; Cerqueira, N. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2011, 16, 1255-1268
16. Cerqueira, N. M.; Fernandes, P. A.; Gonzalez, P. J.; Moura, J. J.; Ramos, M. J. Inorg. Chem. 2013, 52, 10766-10772
17. Leopoldini, M.; Chiodo, S. G.; Toscano, M.; Russo, N. Chemistry 2008, 14, 8674-8681
18. Boyington, J. C.; Gladyshev, V. N.; Khangulov, S. V.; Stadtman, T. C.; Sun, P. D. Science 1997, 275, 1305-1308
19. Raaijmakers, H.; Macieira, S.; Dias, J. M.; Teixeira, S.; Bursakov, S.; Huber, R.; Moura, J. J.; Moura, I.; Romao, M. J. Structure 2002, 10, 1261-1272
20. Jormakka, M.; Tornroth, S.; Byrne, B.; Iwata, S. Science 2002, 295, 1863-1868
21. Raaijmakers, H. C.; Romao, M. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 849-854
22. Thome, R.; Gust, A.; Toci, R.; Mendel, R.; Bittner, F.; Magalon, A.; Walburger, A. J. Biol. Chem. 2012, 287, 4671-4678
23. Coelho, C.; Gonzalez, P. J.; Moura, J. G.; Moura, I.; Trincao, J.; Joao Romao, M. J. Mol. Biol. 2011, 408, 932-948
24. Najmudin, S.; Gonzalez, P. J.; Trincao, J.; Coelho, C.; Mukhopadhyay, A.; Cerqueira, N. M.; Romao, C. C.; Moura, I.; Moura, J. J.; Brondino, C. D.; Romao, M. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 737-753
25. Jormakka, M.; Yokoyama, K.; Yano, T.; Tamakoshi, M.; Akimoto, S.; Shimamura, T.; Curmi, P.; Iwata, S. Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, 15, 730-737
26. Khangulov, S. V.; Gladyshev, V. N.; Dismukes, G. C.; Stadtman, T. C. Biochemistry 1998, 37, 3518-3528
27. Rivas, M. G.; Gonzalez, P. J.; Brondino, C. D.; Moura, J. J.; Moura, I. J. Inorg. Biochem. 2007, 101, 1617-1622
28. Hartmann, T.; Leimkühler, S. FEBS J. 2013, 280, 6083-6096
29. Leimkühler, S.; Wuebbens, M. M.; Rajagopalan, K. V. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 1129-1144
30. Friedebold, J.; Bowien, B. J. Bacteriol. 1993, 175, 4719-4728
31. Jollie, D. R.; Lipscomb, J. D. J. Biol. Chem. 1991, 266, 21853-21863
32. Alissandratos, A.; Kim, H. K.; Matthews, H.; Hennessy, J. E.; Philbrook, A.; Easton, C. J. Appl. Environ. Microbiol. 2013, 79, 741-744
33. Müller, U.; Willnow, P.; Ruschig, U.; Hopner, T. Eur. J. Biochem. 1978, 83, 485-498
34. Reschke, S.; Sigfridsson, K. G.; Kaufmann, P.; Leidel, N.; Horn, S.; Gast, K.; Schulzke, C.; Haumann, M.; Leimkühler, S. J. Biol. Chem. 2013, 288, 29736-29745
35. Iobbi-Nivol, C.; Leimkühler, S. Biochim. Biophys. Acta 2013, 1827, 1086-1101
36. Mendel, R. R. J. Biol. Chem. 2013, 288, 13165-13172
37. Bohmer, N.; Hartmann, T.; Leimkühler, S. FEBS Lett. 2014, 588, 531-537
38. Dau, H.; Haumann, M. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 273-295
39. Dau, H.; Liebisch, P.; Haumann, M. Anal. Bioanal. Chem. 2003, 376, 562-583
40. Sigfridsson, K. G.; Chernev, P.; Leidel, N.; Popovic-Bijelic, A.; Gräslund, A.; Haumann, M. J. Biol. Chem. 2013, 288, 9648-9661
41. Cotelesage, J. J.; Pushie, M. J.; Grochulski, P.; Pickering, I. J.; George, G. N. J. Inorg. Biochem. 2012, 115, 127-137
42. George, G. N.; Pickering, I. J.; Kisker, C. Inorg. Chem. 1999, 38, 2539-2540
43. George, G. N.; Garrett, R. M.; Prince, R. C.; Rajagopalan, K. V. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8588-8592
44. Schindelin, H.; Kisker, C.; Rajagopalan, K. V. Adv. Protein Chem. 2001, 58, 47-94
45. Temple, C. A.; George, G. N.; Hilton, J. C.; George, M. J.; Prince, R. C.; Barber, M. J.; Rajagopalan, K. V. Biochemistry 2000, 39, 4046-4052
46. Conrads, T.; Hemann, C.; George, G. N.; Pickering, I. J.; Prince, R. C.; Hille, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11276-11277
47. George, G. N.; Doonan, C. J.; Rothery, R. A.; Boroumand, N.; Weiner, J. H. Inorg. Chem. 2007, 46, 2-4
48. Zhang, L.; Nelson, K. J.; Rajagopalan, K. V.; George, G. N. Inorg. Chem. 2008, 47, 1074-1078
49. Pushie, M. J.; Cotelesage, J. J.; Lyashenko, G.; Hille, R.; George, G. N. Inorg. Chem. 2013, 52, 2830-2837
50. Havelius, K. G.; Reschke, S.; Horn, S.; Doring, A.; Niks, D.; Hille, R.; Schulzke, C.; Leimkühler, S.; Haumann, M. Inorg. Chem. 2011, 50, 741-748
51. Samuel, P. P.; Horn, S.; Doring, A.; Havelius, K. G. V.; Reschke, S.; Leimkühler, S.; Haumann, M.; Schulzke, C. Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 4387-4399
52. Tenderholt, A. L.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Holm, R. H.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 2012, 51, 3436-3442
53. Tenderholt, A. L.; Wang, J. J.; Szilagyi, R. K.; Holm, R. H.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8359-8371
54. Majumdar, A.; Sabyasachi, S. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 1039-1054
55. Hine, F. J.; Taylor, A. J.; Garner, C. D. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1570-1579
56. Holm, R. H.; Solomon, E. I.; Majumdar, A.; Tenderholt, A. L. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 993-1015
57. Thapper, A.; Lorber, C.; Fryxelius, J.; Behrens, A.; Nordlander, E. J. Inorg. Biochem. 2000, 79, 67-74
58. Majumdar, A. Dalton Trans. 2014, 43, 8990-9003
59. George, G. N.; Colangelo, C. M.; Dong, J.; Scott, R. A.; Khangulov, S. V.; Gladyshev, V. N.; Stadtman, T. C. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1267-1273
60. Rehr, J. J.; Albers, R. C. Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621-654
61. Ankudinov, A. L.; Ravel, B.; Rehr, J. J.; Conradson, S. D. Phys. Rev. B 1998, 58, 7565-7576
62. Dittmer, J.; Dau, H. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8196-8200
63. Klementiev, K. V. Freeware: www.cells.es/Beamlines/CLAESS/software/xanda.html.
64. Liu, W. T.; Thorp, H. H. Inorg. Chem. 1993, 32, 4102-4105
65. Chen, M.; Zhou, Z.; Hu, S. Chin. Sci. Bull. 2002, 47, 978-981
66. Zocchi, F. Solid State Sci. 2001, 3, 383-386
67. Bart, J. C. J.; Ragaini, V. Inorg. Chim. Acta 1979, 36, 261-265
68. Doonan, C. J.; Stockert, A.; Hille, R.; George, G. N. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4518-4522
69. George, G. N.; Hilton, J.; Rajagopalan, K. V. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1113-1117
70. Maher, M. J.; Santini, J.; Pickering, I. J.; Prince, R. C.; Macy, J. M.; George, G. N. Inorg. Chem. 2004, 43, 402-404
71. Leimkühler, S.; Hodson, R.; George, G. N.; Rajagopalan, K. V. J. Biol. Chem. 2003, 278, 20802-20811
72. Li, H. K.; Temple, C.; Rajagopalan, K. V.; Schindelin, H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7673-7680
73. George, G. N.; Kipke, C. A.; Prince, R. C.; Sunde, R. A.; Enemark, J. H.; Cramer, S. P. Biochemistry 1989, 28, 5075-5080
74. Pauff, J. M.; Cao, H.; Hille, R. J. Biol. Chem. 2009, 284, 8760-8767
75. Draganjac, M.; Simhon, E.; Chan, L. T.; Kanatzidis, M.; Baenziger, N. C.; Coucouvanis, D. Inorg. Chem. 1982, 21, 3321-3332
76. Schindelin, H.; Kisker, C.; Hilton, J.; Rajagopalan, K. V.; Rees, D. C. Science 1996, 272, 1615-1621
77. Tiberti, M.; Papaleo, E.; Russo, N.; De Gioia, L.; Zampella, G. Inorg. Chem. 2012, 51, 8331-8339
78. Gladyshev, V. N.; Khangulov, S. V.; Axley, M. J.; Stadtman, T. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 7708-7711
79. Cerqueira, N. M.; Gonzalez, P. J.; Brondino, C. D.; Romao, M. J.; Romao, C. C.; Moura, I.; Moura, J. J. J. Comput. Chem. 2009, 30, 2466-2484
80. Sousa, S. F.; Cerqueira, N. M. F. S. A.; Bras, N. F.; Fernandes, P. A.; Ramos, M. J. Int. J. Quantum Chem. 2014, 114, 1253-1256
81. Reschke, S.; Niks, D.; Wilson, H.; Sigfridsson, K. G.; Haumann, M.; Rajagopalan, K. V.; Hille, R.; Leimkühler, S. Biochemistry 2013, 52, 8295-8303
82. George, G. J. Biol. Inorg. Chem. 1997, 2, 790-796
83. Cramer, S. P.; Eidem, P. K.; Paffett, M. T.; Winkler, J. R.; Doir, Z.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 799-802