Cofactor composition and function of a H2-sensing regulatory hydrogenase as revealed by Mössbauer and EPR spectroscopy

Chemical Science

Volumn 6, Issue 8, 2015, Pages 4495-4507

  Roncaroli, Federico ^a,b   Bill, Eckhard ^a   Friedrich, Bärbel ^c   Lenz, Oliver ^c,d   Lubitz, Wolfgang ^a   Pandelia, Maria Eirini ^a,e  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR CHEMICAL ENERGY CONVERSION   (Germany)

^b CENTRO ATÓMICO CONSTITUYENTES   (Argentina)

^c HUMBOLDT UNIVERSITY   (Germany)

^d TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^e PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIA; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; GENE EXPRESSION; MOBILE SECURITY; NICKEL; PHYSIOLOGY; REDUCING AGENTS; REDUCTION;

CELLULAR METABOLISM; ELECTRONIC AND GEOMETRIC STRUCTURES; EPR SPECTROSCOPY; PHYSIOLOGICAL FUNCTIONS; RALSTONIA EUTROPHA; REGULATORY HYDROGENASE; SPECTRAL CHARACTERISTICS; SPECTROSCOPIC TECHNIQUE;

ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY;

EID: 84937155062     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sc01560j     Document Type: Article

References (78)

1. S. Shima E. J. Lyon R. K. Thauer B. Mienert E. Bill J. Am. Chem. Soc. 2005 127 10430 10435
2. J. C. Fontecilla-Camps A. Volbeda C. Cavazza Y. Nicolet Chem. Rev. 2007 107 4273 4303
3. K. J. Waldron N. J. Robinson Nat. Rev. Microbiol. 2009 7 25 35
4. W. Lubitz H. Ogata O. Rüdiger E. Reijerse Chem. Rev. 2014 114 4081 4148
5. A. Volbeda M.-H. Charon C. Piras E. C. Hatchikian M. Frey J. C. Fontecilla-Camps Nature 1995 373 580 587
6. H. Ogata P. Kellers W. Lubitz J. Mol. Biol. 2010 402 428 444
7. J. Fritsch P. Scheerer S. Frielingsdorf S. Kroschinsky B. Friedrich O. Lenz C. M. T. Spahn Nature 2011 479 249 252
8. Y. Shomura K. S. Yoon H. Nishihara Y. Higuchi Nature 2011 479 253 257
9. P. M. Vignais B. Billoud Chem. Rev. 2007 107 4206 4272
10. C. Schäfer B. Friedrich O. Lenz Appl. Environ. Microbiol. 2013 79 5137 5145
11. J. Fritsch O. Lenz B. Friedrich Nat. Rev. Microbiol. 2013 11 106 114
12. T. Goris A. F. Wait M. Saggu J. Fritsch N. Heidary M. Stein I. Zebger F. Lendzian F. A. Armstrong B. Friedrich O. Lenz Nat. Chem. Biol. 2011 7 310 318
13. M.-E. Pandelia W. Nitschke P. Infossi M. T. Giudici-Orticoni E. Bill W. Lubitz Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 6097 6102
14. A. Volbeda P. Amara C. Darnault J. M. Mouesca A. Parkin M. M. Roessler F. A. Armstrong J. C. Fontecilla-Camps Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 5305 5310
15. M.-E. Pandelia W. Lubitz W. Nitschke Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2012 1817 1565 1575
16. P. Wulff C. C. Day F. Sargent F. A. Armstrong Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014 111 6606 6611
17. A. Volbeda Y. Montet X. Vernède E. C. Hatchikian J. C. Fontecilla-Camps Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 1449 1461
18. O. Duché S. Elsen L. Cournac A. Colbeau FEBS J. 2005 272 3899 3908
19. T. Buhrke O. Lenz N. Krauss B. Friedrich J. Biol. Chem. 2005 280 23791 23796
20. M. Brecht M. van Gastel T. Buhrke B. Friedrich W. Lubitz J. Am. Chem. Soc. 2003 125 13075 13083
21. T. Buhrke M. Brecht W. Lubitz B. Friedrich J. Biol. Inorg. Chem. 2002 7 897 908
22. T. Buhrke O. Lenz A. Porthun B. Friedrich Mol. Microbiol. 2004 51 1677 1689
23. T. Buhrke S. Löscher O. Lenz E. Schlodder I. Zebger L. K. Andersen P. Hildebrandt W. Meyer-Klaucke H. Dau B. Friedrich M. Haumann J. Biol. Chem. 2005 280 19488 19495
24. L. Kleihues O. Lenz M. Bernhard T. Buhrke B. Friedrich J. Bacteriol. 2000 182 2716 2724
25. M. Horch L. Lauterbach M. Saggu P. Hildebrandt F. Lendzian R. Bittl O. Lenz I. Zebger Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 8026 8029
26. S. Löscher A. Gebler M. Stein O. Sanganas T. Buhrke I. Zebger H. Dau B. Friedrich O. Lenz M. Haumann ChemPhysChem 2010 11 1297 1306
27. H. Ogata W. Lubitz Y. Higuchi Dalton Trans. 2009 7577 7587
28. C. S. A. Baltazar M. C. Marques C. M. Soares A. M. de Lacey I. A. C. Pereira P. M. Matias Eur. J. Inorg. Chem. 2011 948 962
29. M. C. Marques R. Coelho A. L. de Lacey I. A. C. Pereira P. M. Matias J. Mol. Biol. 2010 396 893 907
30. A. J. Pierik M. Schmelz O. Lenz B. Friedrich S. P. J. Albracht FEBS Lett. 1998 438 231 235
31. M. Horch J. Schoknecht M. A. Mroginski O. Lenz P. Hildebrandt I. Zebger J. Am. Chem. Soc. 2014 136 9870 9873
32. W. Lubitz E. Reijerse M. van Gastel Chem. Rev. 2007 107 4331 4365
33. M.-E. Pandelia H. Ogata W. Lubitz ChemPhysChem 2010 11 1127 1140
34. A. Volbeda L. Martin E. Barbier O. Gutierrez-Sanz A. L. de Lacey P. P. Liebgott S. Dementin M. Rousset J. C. Fontecilla-Camps J. Biol. Inorg. Chem. 2015 20 11 22
35. O. Lenz B. Friedrich Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 12474 12479
36. O. Lenz, L. Lauterbach, S. Frielingsdorf and B. Friedrich, in Biohydrogen, ed., M. Rögner, De Gruyter, Berlin, 2015, pp. 61 96
37. M. Kampa M.-E. Pandelia W. Lubitz M. van Gastel F. Neese J. Am. Chem. Soc. 2013 135 3915 3925
38. B. L. Greene C.-H. Wu P. M. McTernan M. W. W. Adams R. B. Dyer J. Am. Chem. Soc. 2015 137 4558 4566
39. A. S. Pereira P. Tavares I. Moura J. J. G. Moura B. H. Huynh J. Am. Chem. Soc. 2001 123 2771 2782
40. C. V. Popescu E. Münck J. Am. Chem. Soc. 1999 121 7877 7884
41. B. H. Huynh D. S. Patil I. Moura M. Teixeira J. J. G. Moura D. V. DerVartanian M. H. Czechowski B. C. Prickril H. D. Peck J. Legall J. Biol. Chem. 1987 262 795 800
42. K. K. Surerus M. Chen J. W. van der Zwaan F. M. Rusnak M. Kolk E. C. Duin S. P. J. Albracht E. Münck Biochemistry 1994 33 4980 4993
43. M. Teixeira I. Moura A. V. Xavier J. J. G. Moura J. Legall D. V. DerVartanian H. D. Peck B. H. Huynh J. Biol. Chem. 1989 264 16435 16450
44. C. Zaborosch M. Köster E. Bill K. Schneider H. G. Schlegel A. X. Trautwein BioMetals 1995 8 149 162
45. S. H. Bell D. P. E. Dickson R. Rieder R. Cammack D. S. Patil D. O. Hall K. K. Rao Eur. J. Biochem. 1984 145 645 651
46. M. Teixeira I. Moura G. Fauque D. V. DerVartanian J. Legall H. D. Peck J. J. G. Moura B. H. Huynh Eur. J. Biochem. 1990 189 381 386
47. P. Gütlich, E. Bill and A. X. Trautwein, Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry: Fundamentals and Applications, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2011
48. E. Reijerse F. Lendzian R. Isaacson W. Lubitz J. Magn. Reson. 2012 214 237 243
49. A. Silakov B. Wenk E. Reijerse W. Lubitz Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 6592 6599
50. A. Gebler T. Burgdorf A. L. de Lacey O. Rüdiger A. Martinez-Arias O. Lenz B. Friedrich FEBS J. 2007 274 74 85
51. A. L. de Lacey V. M. Fernandez M. Rousset R. Cammack Chem. Rev. 2007 107 4304 4330
52. M. Teixeira G. Fauque I. Moura P. A. Lespinat Y. Berlier B. Prickril H. D. Peck A. V. Xavier J. Legall J. J. G. Moura Eur. J. Biochem. 1987 167 47 58
53. P. Middleton D. P. E. Dickson C. E. Johnson J. D. Rush Eur. J. Biochem. 1978 88 135 141
54. H. Beinert R. H. Holm E. Münck Science 1997 277 653 659
55. E. Bill Hyperfine Interact. 2012 205 139 147
56. M.-E. Pandelia N. D. Lanz S. J. Booker C. Krebs Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Res. 2015 1853 1395 1405
57. A. X. Trautwein E. Bill E. L. Bominaar H. Winkler Struct. Bonding 1991 78 1 95
58. J. J. G. Moura I. Moura T. A. Kent J. D. Lipscomb B. H. Huynh J. Legall A. V. Xavier E. Münck J. Biol. Chem. 1982 257 6259 6267
59. J. C. Fontecilla-Camps P. Amara C. Cavazza Y. Nicolet A. Volbeda Nature 2009 460 814 822
60. T. Krämer M. Kampa W. Lubitz M. van Gastel F. Neese ChemBioChem 2013 14 1898 1905
61. H. Ogata K. Nishikawa W. Lubitz Nature 2015 520 571 574
62. H. Tai K. Nishikawa M. Suzuki Y. Higuchi S. Hirota Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 13817 13820
63. H. C. Angove S. J. Yoo B. K. Burgess E. Münck J. Am. Chem. Soc. 1997 119 8730 8731
64. H. C. Angove S. J. Yoo E. Münck B. K. Burgess J. Biol. Chem. 1998 273 26330 26337
65. M. Hans W. Buckel E. Bill J. Biol. Inorg. Chem. 2008 13 563 574
66. S. J. Yoo H. C. Angove B. K. Burgess M. P. Hendrich E. Münck J. Am. Chem. Soc. 1999 121 2534 2545
67. A. Schweiger and G. Jeschke, Principles of Pulse Electron Paramagnetic Resonance, Oxford University Press, Oxford, 2001
68. B. Guigliarelli C. More A. Fournel M. Asso E. C. Hatchikian R. Williams R. Cammack P. Bertrand Biochemistry 1995 34 4781 4790
69. O. Sorgenfrei E. C. Duin A. Klein S. P. J. Albracht J. Biol. Chem. 1996 271 23799 23806
70. M. Teixeira I. Moura A. V. Xavier B. H. Huynh D. V. DerVartanian H. D. Peck J. LeGall J. J. Moura J. Biol. Chem. 1985 260 8942 8950
71. N. N. Greenwood and T. C. Gibb, Mössbauer Spectroscopy, Chapman and Hall, London, 1972
72. M. Martinho and E. Münck, in Physical Inorganic Chemistry: Principles, Methods and Models, ed., A. Bakac, John Wiley & Sons, 2010, pp. 39-67
73. J. E. Huyett M. Carepo A. Pamplona R. Franco I. Moura J. J. G. Moura B. M. Hoffman J. Am. Chem. Soc. 1997 119 9291 9292
74. S. P. J. Albracht E. G. Graf R. K. Thauer FEBS Lett. 1982 140 311 313
75. M. Flores A. Goenka Agrawal M. van Gastel W. Gärtner W. Lubitz J. Am. Chem. Soc. 2008 130 2402 2403
76. M. Stein W. Lubitz J. Inorg. Biochem. 2004 98 862 877
77. V. Schünemann H. Winkler Rep. Prog. Phys. 2000 63 263 353
78. A. Bencini and D. Gatteschi, Electron paramagnetic resonance of exchange coupled systems, Springer-Verlag, Berlin, New York, 1990