Redox-Switched Binding
116 129
[10] H. Michel, Biochemistry 1999, 38, 15129; D. Zaslavsky, R. B. Gennis,
Biochim. Biophys. Acta 2000, 1458, 164.
[11] M. Ralle, M. L. Verkhovskaya, J. E. Morgan, M. I. Verkhovsky, M.
Wikstrˆm, N. J. Blackburn, Biochemistry 1999, 38, 7185; J. P. Osborne,
N. J. Cosper, C. M. V. Stalhandske, R. A. Scott, J. O. Alben, R. B.
Gennis, Biochemistry 1999, 38, 4526.
[12] D. A. Proshlyakov, M. A. Pressler, G. T. Babcock, Proc. Nat. Acad.
Sci. USA 1998, 95, 8020; D. A. Proshlyakov, M. A. Pressler, C.
DeMaso, J. F. Leykam, D. L. DeWitt, G. T. Babcock, Science 2000,
290, 1588.
[28] Y. Naruta, T. Sasaki, F. Tani, Y. Tachi, N. Kawato, N. Nakamura, J.
Inorg. Biochem. 2001, 83, 239; K. D. Karlin, A. D. Zuberbuhler in
Bioinorganic Catalysis, 2nd ed. (Eds.: J. Reedjik, E. Bouwman), M.
Dekker, 1999, Chapter 14; R. A. Ghiladi, K. R. Hatwell, K. D. Karlin,
»
H. W. Huang, P. Moenne-Loccoz, C. Krebs, B. Hanh Huynh, L. A.
Marzilli, R. J. Cotter, S. Kaderli, A. D. Zuberb¸hler, J. Am. Chem.
Soc. 2001, 123, 4515.
[29] J. Q. Chambers, in The Chemistry of the Quinonoid Compounds, Vol.
II, (Eds.: Z. Rappoport, Z. Patai), Wiley, New York, 1988, pp. 719
757.
[13] D. M. Medvedev, I. Daizadeh, A. A. Stuchebrukhov, J. Am. Chem.
Soc. 2000, 122, 6571.
[14] J. Jortner, M. Bixon, Electron Transfer: From Isolated Molecules to
Biomolecules, Wiley, New York, 1999.
[15] B. Eisenberg, Acc. Chem. Res. 1998, 31, 117; D. T. Bong, T. D. Clark,
J. R. Granja, M. R. Ghadiri, Angew. Chem. 2001, 113, 1016; Angew.
Chem. Int. Ed. 2001, 40, 988; G. W. Gokel, A. Mukhopadhyay, Chem.
Soc. Rev. 2001, 30, 274; V. Sidorov, F. W. Kotch, G. Abdrakhmanova,
R. Mizani, J. C. Fettinger, J. T. Davis, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124,
2267.
[30] N. Gupta, H. Linschitz, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6384.
[31] A. F. Abdelmagid, K. G. Carson, B. D. Harris, C. A. Maryanoff, R. D.
Shah, J. Org. Chem. 1996, 61, 3849.
[32] The oxygen reactivity is perhaps due to (intra- or inter-molecular)
hydroquinone to copper(ii) electron transfer to produce a copper(i)
semiquinone species, see: A. J. Evans, S. E. Watkins, D. C. Craig, S. B.
Colbran, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 983; J. Rall, M. Wanner, M.
Albrecht, E. M. Hornung, W. Kaim, Chem. Eur. J. 1999, 5, 2802.
[33] Z. He, S. B. Colbran, D. C. Craig, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002,
4224.
[16] M. N. Paddon-Row, Acc. Chem. Res. 1994, 27, 18.
[34] A. W. Addison, A. N. Rao, J. Reedjik, J. Rijn, G. C. Verschoor, J.
Chem. Soc. Dalton Trans. 1984, 1349.
[35] P. Bhattacharyya, J. Parr, A. M. Z. Slawin, J. Chem. Soc. Dalton Trans.
1998, 3263.
[36] S. J. Lange, H. Miyake, L. Que, Jr., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6330.
[37] M. M. da Mota, J. Rodgers, S. M. Nelson, J. Chem. Soc. (A) 1969, 2036.
[38] B. J. Hathaway, in Comprehensive Coordination Chemistry, Vol. 5
(Ed.: G. Wilkinson), Pergamon, Oxford, 1987, pp. 533 774.
[39] K. A. Conners, Binding Constants: The Measurement of Molecular
Complex Stability, Wiley-Interscience, New York, 1987.
[40] A. Zweig, W. G. Hodgson, W. H. Jura, J. Am. Chem. Soc. 1964, 86,
4124; V. Le Berre, L. Angely, G. Simonet, G. Mousset, M. Bellec, J.
Electroanal. Chem. 1987, 218, 273.
[41] E. A. Ambundo, M. V. Deydier, A. J. Grall, N. Aguera-Vega, L. T.
Dressel, T. H. Cooper, M. J. Heeg, L. A. Ochrymowycz, D. B.
Rorabacher, Inorg. Chem. 1999, 38, 4233.
[42] C. G. Pierpont, Coord. Chem. Rev. 2001, 216, 99.
[43] B. de Bruin, M. J. Boerakker, J. A. W. Verhagen, R. de Gelder,
J. M. M. Smits, A. W. Gal, Chem. Eur. J. 2000, 6, 298; P. S. Aburel,
C. Romming, K. Undheim, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 2001, 1024.
[44] H. Kessler, Angew. Chem. 1970, 82, 237; Angew. Chem. Int. Ed. 1970,
9, 219.
[45] M. J. S. Dewar, W. B. Jennings, J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 401.
[46] H. M. Marques, O. Q. Munro, T. Munro, M. de Wet, P. R. Vashi, Inorg.
Chem. 1999, 38, 2312; A. R. Katritzky, K. Jug, D. C. Oniciu, Chem.
Rev. 2001, 101, 1421.
[17] D. Gust, T. A. Moore, A. L. Moore, Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40.
[18] G. Steinberg-Yfrach, P. A. Liddell, S. C. Hung, A. L. Moore, D. Gust,
T. A. Moore, Nature 1997, 385, 239; G. Steinberg-Yfrach, J. L. Rigaud,
E. N. Durantini, A. L. Moore, D. Gust, T. A. Moore, Nature 1998, 392,
479.
[19] S. B. Sembiring, S. B. Colbran, D. C. Craig, Inorg. Chem. 1995, 34, 761.
[20] S. B. Sembiring, S. B. Colbran, D. C. Craig, J. Chem. Soc. Dalton Trans.
1999, 1543.
[21] A. M. Allgeier, C. S. Slone, C. A. Mirkin, L. M. Liable-Sands, G. P. A.
Yap, A. L. Rheingold, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 550; C. S. Slone,
C. A. Mirkin, G. P. A. Yap, I. A. Guzei, A. L. Rheingold, J. Am. Chem.
Soc. 1997, 119, 10743; E. T. Singewald, C. A. Mirkin, C. L. Stern,
Angew. Chem. 1995, 107, 1725; Angew. Chem. Int. Ed. 1995, 34, 1624.
[22] T. B. Higgins, C. A. Mirkin, Chem. Mat. 1998, 10, 1589; A. M. Allgeier,
C. A. Mirkin, Angew. Chem. 1998, 110, 936; Angew. Chem. Int. Ed.
1998, 37, 894; D. A. Weinberger, T. B. Higgins, C. A. Mirkin, L. M.
Liable-Sands, A. L. Rheingold, Angew. Chem. 1999, 111, 2748; Angew.
Chem. Int. Ed. 1999, 38, 2565; D. A. Weinberger, T. B. Higgins, C. A.
Mirkin, C. L. Stern, L. M. Liable-Sands, A. L. Rheingold, J. Am.
Chem. Soc. 2001, 123, 2503.
[23] K. S. Chen, J. Hirst, R. Camba, C. A. Bonagura, C. D. Stout, B. K.
Burgess, F. A. Armstrong, Nature 2000, 405, 814.
[24] H. M. N. H. Irving, R. J. P. Williams, J. Chem. Soc. 1953, 3192.
[25] A. Neubrand, F. Thaler, M. Kˆrner, A. Zahl, C. D. Hubbard, R.
van Eldik, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 957; A. Pasquarello, I.
Petri, P. S. Salmon, O. Parisel, R. Car, E. Toth, D. H. Powell, H. E.
Fischer, L. Heim, A. E. Merbach, Science 2001, 291, 856.
[26] H. Nagao, N. Komeda, M. Mukaida, M. Suzuki, K. Tanaka, Inorg.
Chem. 1996, 35, 6809; M. Harata, K. Hasegawa, K. Jitsukawa, H.
Masuda, H. Einaga, Bull. Chem. Soc. Jap. 1998, 71, 1031.
[27] K. D. Karlin, S. Kaderli, A. D. Zuberbuhler, Acc. Chem. Res. 1997, 30,
139; M. Schatz, M. Becker, F. Thaler, F. Hampel, S. Schindler, R. R.
Jacobson, Z. Tyeklar, N. N. Murthy, P. Ghosh, Q. Chen, J. Zubieta,
K. D. Karlin, Inorg. Chem. 2001, 40, 2312; H. Hayashi, S. Fujinami, S.
Nagatomo, S. Ogo, M. Suzuki, A. Uehara, Y. Watanabe, T. Kitagawa,
J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2124; C. He, J. L. DuBois, B. Hedman,
K. O. Hodgson, S. J. Lippard, Angew. Chem. 2001, 113, 1532; Angew.
Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1484; A. Wada, M. Harata, K. Hasegawa, K.
Jitsukawa, H. Masuda, M. Mukai, T. Kitagawa, H. Einaga, Angew.
Chem. 1998, 110, 874; Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 798.
[47] J. A. Cappuccio, I. Ayala, G. I. Elliott, I. Szundi, J. Lewis, J. P.
¬
Konopelski, B. A. Barry, O. Einarsdottir, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124,
1750.
[48] W. M. Harrison, C. Saadeh, S. B. Colbran, Organometallics 1997, 16,
4254.
[49] In this scenario a role for the covalent link within the His 240-Tyr 244
cofactor would be to ensure the redox-triggered dissociation of His
240 from CuB upon oxygen binding drives helix distortion, which
would provide an attractive mechanism for storing the energy for
proton pumping in the later steps (during the reductive phase) of the
enzyme×s catalytic cycle: S. B. Colbran, M. N. Paddon-Row, unpub-
lished results.
Received: May 8, 2002 [F4077]
Chem. Eur. J. 2003, 9, No. 1
¹ 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
0947-6539/03/0901-0129 $ 20.00+.50/0
129