How Do Differences in Electronic Structure Affect the Use of Vanadium Intermediates as Mimics in Nonheme Iron Hydroxylases?

化学 齿合度 羧酸盐 异构化 基态 自旋态 立体化学 电子结构 结晶学 光化学 计算化学 无机化学 催化作用 晶体结构 有机化学 物理 量子力学
作者
Vyshnavi Vennelakanti,M. H. Jeon,Heather J. Kulik
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:63 (11): 4997-5011 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c04421
摘要

We study active-site models of nonheme iron hydroxylases and their vanadium-based mimics using density functional theory to determine if vanadyl is a faithful structural mimic. We identify crucial structural and energetic differences between ferryl and vanadyl isomers owing to the differences in their ground electronic states, i.e., high spin (HS) for Fe and low spin (LS) for V. For the succinate cofactor bound to the ferryl intermediate, we predict facile interconversion between monodentate and bidentate coordination isomers for ferryl species but difficult rearrangement for vanadyl mimics. We study isomerization of the oxo intermediate between axial and equatorial positions and find the ferryl potential energy surface to be characterized by a large barrier of ca. 10 kcal/mol that is completely absent for the vanadyl mimic. This analysis reveals even starker contrasts between Fe and V in hydroxylases than those observed for this metal substitution in nonheme halogenases. Analysis of the relative bond strengths of coordinating carboxylate ligands for Fe and V reveals that all of the ligands show stronger binding to V than Fe owing to the LS ground state of V in contrast to the HS ground state of Fe, highlighting the limitations of vanadyl mimics of native nonheme iron hydroxylases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yyy发布了新的文献求助10
3秒前
英俊的铭应助凉凉有点热采纳,获得10
4秒前
知寒完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
455发布了新的文献求助10
5秒前
研友_VZG7GZ应助Jason采纳,获得10
5秒前
六六发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.4应助lcj1014采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
Yue发布了新的文献求助100
9秒前
9秒前
jianguo发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
XU博士完成签到,获得积分10
11秒前
微风完成签到,获得积分10
11秒前
可可完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
大王完成签到,获得积分10
14秒前
完美世界应助7275XXX采纳,获得10
14秒前
15秒前
Akim应助淡定的涵双采纳,获得10
15秒前
16秒前
lyyyyy完成签到,获得积分10
16秒前
科目三应助huvy采纳,获得10
16秒前
zhangst发布了新的文献求助10
17秒前
杨成发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
慕青应助啦啦啦采纳,获得10
19秒前
Orange应助Jessy畅畅采纳,获得10
19秒前
morning发布了新的文献求助10
20秒前
迷路剑通发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7314987
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931207
关于积分的说明 18930819
捐赠科研通 6975173
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213771
关于科研通互助平台的介绍 2381799
邀请新用户注册赠送积分活动 2192189