The effect of the functional, basis set, and solvent in the simulation of the geometry and spectroscopic properties of VIVO2+ complexes. chemical and biological applications

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 112, Issue 12, 2012, Pages 2486-2498

  Micera, Giovanni ^a   Garribba, Eugenio ^a  

^a UNIVERSITY OF SASSARI   (Italy)

Author keywords

density functional calculations; EPR spectroscopy; metalloproteins; structure elucidation; vanadium

Indexed keywords

CHLORINE; CONTINUUM MECHANICS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FORECASTING; GEOMETRY; LIGANDS; LIGHT WEIGHT ROLLING STOCK; OPTIMIZATION; PROTEINS; SULFUR; VANADIUM;

ABSOLUTE DEVIATIONS; AMAVADIN; BASIS SETS; BIOLOGICAL APPLICATIONS; BOND DISTANCE; BOND LENGTHS AND ANGLES; BROMOPEROXIDASE; CHLORINE ATOM; DENSITY FUNCTIONAL THEORY METHODS; DIFFUSE FUNCTIONS; DONOR SETS; EPR SPECTROSCOPY; EXPERIMENTAL VALUES; FUNCTIONALS; GASPHASE; HYPERFINE COUPLING CONSTANTS; METAL SITES; METALLO-PROTEINS; NATURALLY OCCURRING; ORDER OF ACCURACY; POLARIZABLE CONTINUUM MODEL; QUADRUPOLAR COUPLING CONSTANTS; SPECTROSCOPIC PARAMETERS; SPECTROSCOPIC PROPERTY; STANDARD DEVIATION; STRUCTURE ELUCIDATION;

VANADIUM COMPOUNDS;

EID: 84962407194     PISSN: 00207608     EISSN: 1097461X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.23237     Document Type: Article

References (131)

1. (a), D. C. Crans, J. J. Smee, E. Gaidamauskas, L. Yang, Chem Rev 2004, 104, 849
2. (b), D. Rehder, Bioinorganic Vanadium Chemistry; Wiley: Chichester, 2008.
3. (a), M. J. Smith, D. E. Ryan, K. Nakanishi, P. Frank, K. O. Hodgson, In Metal Ions in Biological Systems;, A. Sigel, H. Sigel, Eds.; Marcel Dekker: New York, 1995; Vol. 31, pp. 423-490
4. (b), H. Michibata, T. Uyama, K. Kanamori, In Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications; A. S. Tracey, D. C. Crans, Eds.; ACS symposium series 711; American Chemical Society: Washington DC, 1998; pp. 248-258.
5. T. Ishii, I. Nakai, K. Okoshi, In Metal Ions in Biological Systems;, A. Sigel, H. Sigel, Eds.; Marcel Dekker: New York, 1995; Vol. 31, pp. 491-509.
6. E. Bayer, In Metal Ions in Biological Systems;, A. Sigel, H. Sigel, Eds.; Marcel Dekker: New York, 1995; Vol. 31, pp. 407-421.
7. (a), H. Vilter, In Metal Ions in Biological Systems;, A. Sigel, H. Sigel, Eds.; Marcel Dekker: New York, 1995; Vol. 31, pp. 325-362
8. (b), V. L. Pecoraro, C. A. Slebodnick, B. J. Hamstra, In Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications; A. S. Tracey, D. C. Crans, Eds.; ACS Symposium Series 711; American Chemical Society: Washington DC, 1998; pp. 157-167.
9. (a), R. L. Robson, R. R. Eady, T. J. Richardson, R. W. Miller, M. Hawkins, J. R. Postgate, Nature 1986, 322, 388
10. (b), R. R. Eady, In Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications; A. S. Tracey, D. C. Crans, Eds.; ACS Symposium Series 711; American Chemical Society: Washington DC, 1998; pp. 363-405.
11. P. J. Stankiewicz, A. S. Tracey, D. C. Crans, In Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications; A. S. Tracey, D. C. Crans, Eds.; ACS Symposium Series 711; American Chemical Society: Washington DC, 1998; pp. 287-324.
12. (a), E. L. Tolman, E. Barris, M. Burns, A. Pansini, R. Partridge, Life Sci 1979, 25, 1159
13. (b), Y. Shechter, S. J. D. Karlish, Nature 1980, 286, 556
14. (c), K. H. Thompson, J. H. McNeill, C. Orvig, Chem Rev 1999, 99, 2561 and references therein
15. (d), K. H. Thompson, C. Orvig, Coord Chem Rev 2001, 219, 1033 and references therein
16. (e), Y. Shechter, I. Goldwaser, M. Mironchik, M. Fridkin, D. Gefel, Coord Chem Rev 2003, 237, 3
17. (f), H. Sakurai, Y. Yoshikawa, H. Yasui, Chem Soc Rev 2008, 37, 2383.
18. D. C. Crans, A. S. Tracey, In Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications;, A. S. Tracey, D. C. Crans, Eds.; ACS Symposium Series 711; American Chemical Society: Washington DC, 1998; pp. 2-29.
19. G. R. Hanson, Y. Sun, C. Orvig, Inorg Chem 1996, 35, 6507.
20. B. D. Liboiron, K. H. Thompson, G. R. Hanson, E. Lam, N. Aebischer, C. Orvig, J Am Chem Soc 2005, 127, 5104.
21. (a), M. Bühl, H. Kabrede, J Chem Theory Comput 2006, 2, 1282
22. (b), M. P. Waller, M. Bühl, J Comput Chem 2007, 28, 1531
23. (c), M. P. Waller, H. Braun, N. Hojdis, M. Bühl, J Chem Theory Comput 2007, 3, 2234
24. (d), M. Bühl, C. Reimann, D. A. Pantazis, T. Bredow, F. Neese, J Chem Theory Comput 2008, 4, 1449.
25. F. Neese, J Biol Inorg Chem 2006, 11, 702
26. F. Neese, Coord Chem Rev 2009, 253, 526.
27. (a), K. G. Spears, J Phys Chem A 1997, 101, 6273
28. (b), A. C. Saladino, S. C. Larsen, J Phys Chem A 2002, 106, 10444
29. (c), G. D. Triantafillou, E. I. Tolis, A. Terzis, Y. Deligiannakis, C. P. Raptopoulou, M. P. Sigalas, T. A. Kabanos, Inorg Chem 2004, 43, 79
30. (d), C. P. Aznar, Y. Deligiannakis, E. J. Tolis, T. Kabanos, M. Brynda, R. D. Britt, J Phys Chem A 2004, 108, 4310
31. (e), I. Correia, J. Costa Pessoa, M. T. Duarte, R. T. Henriques, M. F. M. Piedade; L. F. Veiros, T. Jackush, A. Dornyei, T. Kiss, M. M. C. A. Castro, C. F. G. C. Geraldes, F. Avecilla, Chem Eur J 2004, 10, 2301
32. (f), K. Zborowski, R. Grybos, L. M. Proniewicz, Inorg Chem Commun 2005, 8, 76.
33. (g), K. J. Ooms, S. E. Bolte, J. J. Smee, B. Baruah, D. C. Crans, T. Polenova, Inorg Chem 2007, 46, 9285
34. (h), L. L. G. Justino, M. L. Ramos, F. Nogueira, A. J. F. N. Sobral, C. F. G. C. Geraldes, M. Kaupp, H. D. Burrows, C. Fiolhais, V. M. S. Gil, Inorg Chem 2008, 47, 7317.
35. (a), G. Zampella, J. Y. Kravitz, C. E. Webster, P. Fantucci, M. B. Hall, H. A. Carlson, V. L. Pecoraro, L. De Gioia, Inorg Chem 2004, 43, 4127
36. (b), G. Zampella, P. Fantucci, V. L. Pecoraro, L. De Gioia, J Am Chem Soc 2005, 127, 953.
37. G. De Munno, C. Bazzicalupi, J. Faus, F. Lloret, M. Julve, J Chem Soc Dalton Trans 1994, 1879.
38. J. Costa Pessoa, I. Cavaco, I. Correia, I. Tomaz, T. Duarte, P. M. Matias, J Inorg Biochem 2000, 80, 35.
39. (a), P. Hon, R. L. Belford, C. E. Pfluger, J Chem Phys 1965, 43, 3111
40. (b), E. Shuter, S. J. Rettig, C. Orvig, Acta Crystallogr C 1995, 51, 12
41. (c), A. H. Mahmoudkhani, B. Casari, V. Langer, Z, Kristallogr-New Cryst Struct 2001, 216, 205
42. (d), M. A. K. Ahmed, H. Fjellvag, A. Kjekshus, B. Klewe, Z Anorg Allg Chem 2004, 630, 2311
43. (e), E. V. Fedorova, V. B. Rybakov, V. M. Senyavin, A. V. Anisimov, L. A. Aslanov, Kristallografiya 2005, 50, 256
44. (f), M. Hoshino, A. Sekine, H. Uekusa, Y. Ohashi, Chem Lett 2005, 34, 1228.
45. P. Caravan, L. Gelmini, N. Glover, F. G. Herring, H. Li, J. H. McNeill, S. J. Rettig, I. A. Setyawati, E. Shuter, Y. Sun, A. S. Tracey, V. G. Yuen, C. Orvig, J Am Chem Soc 1995, 117, 12759.
46. S. R. Cooper, Y. B. Koh, K. N. Raymond, J Am Chem Soc 1982, 104, 5092.
47. N. D. Chasteen, R. L. Belford, I. C. Paul, Inorg Chem 1969, 8, 408.
48. (a), M. Mahroof-Tahir, A. D. Keramidas, R. B. Goldfarb, O. P. Anderson, M. M. Miller, D. C. Crans, Inorg Chem 1997, 36, 1657
49. (b), B. J. Hamstra, A. L. P. Houseman, G. J. Colpas, J. W. Kampf, R. LoBrutto, W. D. Frasch, V. L. Pecoraro, Inorg Chem 1997, 36, 4866.
50. (a), B. H. Bersted, R. L. Belford, I. C. Paul, Inorg Chem 1968, 7, 1557
51. (b), A. Sundheim, R. Mattes, Z Naturforsch B 1993, 48, 125
52. (c), M. Chatterjee, S. Ghosh, A. K. Nandi, Transition Met Chem 1999, 24, 183.
53. (d), Y. Heng Xing, K. Aoki, F. Ying Bai, J Coord Chem 2004, 57, 157.
54. J. Gätjens, B. Maier, T. Kiss, E. M. Nagy, P. Buglyó, H. Sakurai, K. Kawabe, D. Rehder, Chem Eur J 2003, 9, 4924.
55. T. S. Smith, II, C. A. Roof, J. W. Kampf, P. G. Rasmussen, V. L. Pecoraro, J Am Chem Soc 2000, 122, 767.
56. K. Kanamori, K. Ino, K.-I. Okamoto, Acta Crystallogr C 1997, 53, 672.
57. A. D. Keramidas, A. P. Papaioannou, A. Vlahos, T. A. Kabanos, G. Bonas, A. Makriyannis, C. P. Raptopoulou, A. Terzis, Inorg Chem 1996, 35, 357.
58. C. R. Cornman, K. M. Geisre-Bush, S. R. Rowley, P. D. Boyle, Inorg Chem 1997, 36, 6401.
59. M. Shiro, Q. Fernando, Anal Chem 1971, 43, 1222.
60. P. E. Riley, V. L. Pecoraro, C. J. Carrano, J. A. Bonadies, K. N. Raymond, Inorg Chem 1986, 25, 154.
61. C. R. Cornman, E. P. Zovinka, Y. D. Boyajina, K. M. Geisre-Bush, P. D. Boyle, P. Singh, Inorg Chem 1995, 34, 4213.
62. A. T. Vlahos, E. I. Tolis, C. P. Raptopoulou, A. Tsohos, M. P. Sigalas, A. Terzis, T. A. Kabanos, Inorg Chem 2000, 39, 2977.
63. L. J. Calviou, J. M. Arber, D. Collison, C. D. Garner, W. Clegg, J Chem Soc Chem Commn 1992, 654.
64. E. J. Tolis, K. D. Soulti, C. P. Raptopoulou, A. Terzis, Y. Deligiannakis, T. A. Kabanos, Chem Commun 2000, 601.
65. Z.-K. Zhou, X. Yuanzhi, H. Jinling, Jiegou Huaxue 1984, 3, 61.
66. H. Sakurai, Z. Taira, N. Sakai, Inorg Chim Acta 1988, 151, 85.
67. V. Monga, K. H. Thompson, V. G. Yuen, V. Sharma, B. O. Patrick, J. H. McNeill, C. Orvig, Inorg Chem 2005, 44, 2678.
68. P. R. Klich, A. T. Daniher, P. R. Challen, D. B. McConville, W. J. Youngs, Inorg Chem 1996, 35, 347.
69. (a), R. W. Wiggins, J. C. Huffman, G. Christou, J Chem Soc Chem Commun 1983, 1313
70. (b), J. K. Money, J. C. Huffman, G. Christou, Inorg Chem 1985, 24, 3297.
71. D. Collison, F. E. Mabbs, J. Temperley, G. Christou, J. C. Huffman, J Chem Soc Dalton Trans 1988, 309.
72. J. J. A. Cooney, M. D. Carducci, A. E. McElhaney, H. D. Selby, J. H. Enemark, Inorg Chem 2002, 41, 7086.
73. S. Bristow, S. C. M. McAvilley, W. Clegg, D. Collison, Polyhedron 1989, 8, 87.
74. G. R. Willey, M. T. Lakin, N. W. Alcock, J Chem Soc Chem Commun 1991, 1414.
75. (a), N. Azuma, T. Ozawa, K. Ishizu, Polyhedron 1994, 13, 1715
76. (b), D. Papoutsakis, A. S. Ichimura, V. G. Young Junior, J. E. Jackson, D. G. Nocera, Dalton Trans 2004, 224
77. (c), J. Hartung, P. Schmidt, I. Svoboda, H. Fuess, Acta Crystallogr E 2005, 61, m1253.
78. J. Honzicek, I. Cisarova, J. Vinklarek, Appl Organomet Chem 2005, 19, 692.
79. (a), W. Haase, H. Hoppe, Acta Crystallogr B 1968, 24, 282
80. (b), P. B. Hitchcock, R. J. Lewis, T. Welton, Polyhedron 1993, 12, 2039
81. (c), A. Noll, S. Rabe, U. Muller, Z Naturforsch B 1999, 54, 591
82. (d), S. Rabe, W. Bubenheim, U. Muller, Z Kristallogr NCS 2004, 219, 101.
83. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, Gill, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
84. A. D. Becke, J Chem Phys 1993, 98, 5648.
85. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys Rev B 1988, 37, 785.
86. (a), J. P. Perdew, Phys Rev B 1986, 33, 8822
87. (b), J. P. Perdew, Phys Rev B 1986, 34, 7406.
88. (a), J. P. Perdew, In Electronic Structure of Solids;, P. Ziesche, H. Eischrig, Eds.; Akademie Verlag: Berlin, 1991; pp. 11-20
89. (b), J. P. Perdew, Y. Wang, Phys Rev B 1992, 45, 13244.
90. (a), D. T. F. A. Hamprecht, A. J. Cohem, N. Handy, J Chem Phys 1998, 109, 6264
91. (b), A. D. Boese, N. L. Doltsinis, N. C. Handy, M. Sprik, J Chem Phys 2000, 112, 1670
92. (c), A. D. Boese, N. Handy, J Chem Phys 2001, 114, 5497.
93. J. Tao, J. P. Perdew, V. N. Staroverov, G. E. Scuseria, Phys Rev Lett 2003, 91, 146401.
94. (a), J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys Rev Lett 1996, 77, 3865
95. (b), J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys Rev Lett 1997, 78, 1396.
96. C. Adamo, V. Barone, Chem Phys Lett 1997, 274, 242.
97. R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger, J. A. Pople, J Chem Phys 1980, 72, 650.
98. D. Sanna, G. Micera, E. Garribba, In 6th International Vanadium Symposium; Lisbon, 2008; book of abstracts, O30.
99. (a), S. Miertus, E. Scrocco, J. Tomasi, Chem Phys 1981, 55, 117
100. (b), S. Miertus, J. Tomasi, Chem Phys 1982, 65, 239
101. (c), M. Cossi, V. Barone, R. Cammi, J. Tomasi, Chem Phys Lett 1996, 255, 327.
102. A. W. Addison, T. N. Rao, J. Reedijk, J. van Rijn, G. C. Verschoor, J Chem Soc Dalton Trans 1984, 1349.
103. K. Wüthrich, Helv Chim Acta 1965, 48, 1012.
104. N. D. Chasteen, In Biological Magnetic Resonance;, L. J. Berliner, J. Reuben, J., Eds.; Plenum Press: New York, 1981; Vol. 3, pp. 53-119.
105. T. S. Smith, II, R. LoBrutto, V. L. Pecoraro, Coord Chem Rev 2002, 228, 1.
106. (a) Calculation of NMR and EPR Parameters. Theory and Applications;, M. Kaupp, M. Buhl, V. G. Malkin, Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2004
107. (b), C. Remenyi, R. Reviakine, A. V. Arbuznikov, J. Vaara, M. Kaupp, J Phys Chem A 2004, 108, 5026 and references therein.
108. (a), M. L. Munzarová, M. Kaupp, J Phys Chem B 2001, 105, 12644 and references therein
109. (b), A. C. Saladino, S. C. Larsen, J Phys Chem A 2003, 107, 1872
110. (c), F. Neese, J Chem Phys 2003, 118, 3939
111. (d), A. C. Saladino, S. C. Larsen, Catal Today 2005, 105, 122 and references therein.
112. G. Micera, E. Garribba, Dalton Trans 2009, 1914.
113. (a), R. G. Hayes, Inorg Chem 2000, 39, 156
114. (b), F. Neese, J Phys Chem A 2001, 105, 4290
115. (c), W. M. Ames, S. C. Larsen, Phys Chem Chem Phys 2009, 11, 8266.
116. A. C. Saladino, S. C. Larsen, J Phys Chem A 2003, 107, 4735.
117. G. Micera, E. Garribba, Eur J Inorg Chem 2010, 4697.
118. H. Ter Meulen, Recl Trav Chim Pays-Bas 1931, 50, 491.
119. (a), E. Bayer, H. Kneifel, Z Naturforsch Teil B 1972, 27, 207
120. (b), H. Kneifel, E. Bayer, Angew Chem Int Ed Engl 1973, 12, 508.
121. C. D. Garner, E. M. Armstrong, R. E. Berry, R. L. Beddoes, D. Collison, J. J. A. Cooney, S. N. Ertok, M. Helliwell, J Inorg Biochem 2000, 80, 17.
122. P. Krauss, E. Bayer, H. Kneifel, Z Naturforsch Teil B 1984, 39, 829.
123. M. A. A. F. Carrondo, M. T. L. S. de C. T. Duarte, J. Costa Pessoa, J. A. L. Silva, J. J. R. Fraústo da Silva, M. C. T. A. Vaz, L. F. Vilas-Boas, J Chem Soc Chem Commun 1988, 1158.
124. R. E. Berry, E. M. Armstrong, R. L. Beddoes, D. Collison, S. N. Ertok, M. Helliwell, C. D. Garner, Angew Chem Int Ed Engl 1999, 38, 795.
125. H. Vilter, Phytochemistry 1984, 23, 1387.
126. (a), M. Weyand, H. J. Hecht, M. Kiesz, M. F. Liaud, H. Vilter, D. Schomburg, J Mol Biol 1999, 293, 595
127. (b), U. Christmann, H. Dau, M. Haumann, E. Kiss, P. Liebisch, D. Rehder, G. Santoni, C. Schulzke, Dalton Trans 2004, 2534.
128. E. de Boer, K. Boon, R. Wever, Biochemistry 1988, 27, 1629.
129. E. de Boer, C. P. Keijzers, A. A. K. Klaassen, E. J. Reijerse, D. Collison, C. D. Garner, R. Wever, FEBS Lett 1988, 235, 93.
130. J. M. Arber, E. de Boer, C. D. Garner, S. S. Hasnain, R. Wever, Biochemistry 1989, 28, 7968.
131. D. Sanna, E. Garribba, G. Micera, J Inorg Biochem 2009, 103, 648.