Molecular orbital calculations of the active site complex of two iron ferredoxins

In this report we present further results of molecular orbital calculations for a model of the active site complex of two iron ferredoxins, using the Iterative Extended Hückel Method for our calculations. In the first paper of this series we dealt mainly with energy-conformation calculations which helped establish the salient chemical and conformational features of the lowest energy forms for such a complex. Presented here are the nature and energy ordering of the 70 molecular orbitals in the active site model, a calculation of room temperature magnetic moment, of the electric field gradient at the Fe nucleus and an assignment of the optical absorption spectra in the one electron approximation for the lowest energy conformer of the oxidized state of these proteins. For each property, we compare our calculated results with experiment whenever possible, and with the results of previous correlations. In addition, we indicate the sensitivity of these properties to variations in conformation about the Fe atoms.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden weitere Resultate der Untersuchung eines Modells des an der aktiven Stelle gebildeten Komplexes von zwei Eisen-ferredoxinen mitgeteilt, die mit Hilfe der iterativen erweiterten Hückel-Methode gewonnen wurden. In der ersten Veröffentlichung dieser Reihe wurden hauptsächlich die Ergebnisse der Berechnungen von Konformationsenergien angegeben, die dazu beitrugen, die wichtigsten chemischen Eigenschaften sowie die Konformationen solcher Komplexe mit der niedrigsten Energie zu ermitteln. Hier werden nun die Eigenschaften der 70 niedrigsten Molekülorbitale des Modells, eine Berechnung des magnetischen Moments bei Raumtemperatur und des elektrischen Feldgradienten am Fe-Kern sowie die Zuordnung des optischen Absorptionsspektrums in der Einelektronennäherung für die Konformation niedrigster Energie des oxydierten Zustandes dieser Proteine veröffentlicht. Die Ergebnisse werden soweit möglich mit dem Experiment und früheren Interpretationen verglichen. Zusätzlich wird auf die Empfindlichkeit dieser Eigenschaften bezüglich einer Variation der Konformation in der Nähe des Fe-Atoms hingewiesen.