W. Lubitz, H. Ogata, O. Rüdiger, and E. Reijerse, Chem. Rev, vol.114, pp.4081-4148, 2014.

M. Winkler, M. Senger, J. Duan, J. Esselborn, F. Wittkamp et al., Nat. commun, vol.8, p.16115, 2017.

S. Rumpel, C. Sommer, E. Reijerse, C. Farès, and W. Lubitz, J. Am. Chem. Soc, vol.140, pp.3863-3866, 2018.

G. Berggren, A. Adamska, C. Lambertz, T. R. Simmons, J. Esselborn et al., Nature, vol.499, pp.66-69, 2013.

W. Roseboom, A. L. De-lacey, V. M. Fernandez, E. C. Hatchikian, and S. P. Albracht, J. Biol. Inorg. Chem, vol.11, pp.102-118, 2006.

, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.140, p.5485, 2018.

Z. Chen, B. J. Lemon, S. Huang, D. J. Swartz, J. W. Peters et al., Biochemistry, vol.41, pp.2036-2043, 2002.

D. W. Mulder, M. W. Ratzloff, E. M. Shepard, A. S. Byer, S. M. Noone et al., J. Am. Chem. Soc, vol.135, pp.6921-6929, 2013.

W. K. Myers, T. A. Stich, D. L. Suess, J. M. Kuchenreuther, J. R. Swartz et al., J. Am. Chem. Soc, vol.136, pp.12237-12240, 2014.

M. Bruschi, C. Greco, P. Fantucci, and L. De-gioia, Inorg. Chem, vol.47, pp.6056-6071, 2008.

A. T. Fiedler and T. C. Brunold, Inorg. Chem, vol.44, pp.9322-9334, 2005.

A. Silakov, E. J. Reijerse, S. P. Albracht, E. C. Hatchikian, and W. Lubitz, J. Am. Chem. Soc, vol.129, pp.11447-11458, 2007.

A. Adamska, A. Silakov, C. Lambertz, O. Rüdiger, T. Happe et al., Angew. Chem. Int. Ed, vol.51, pp.11458-11462, 2012.

M. Del-barrio, M. Sensi, C. Orain, C. Baffert, S. Dementin et al., Acc. Chem. Res, vol.51, pp.769-777, 2018.

B. Bennett, B. J. Lemon, and J. W. Peters, Biochemistry, vol.39, pp.7455-7460, 2000.

P. Liebgott, F. Leroux, B. Burlat, S. Dementin, C. Baffert et al., Nat. Chem. Biol, vol.6, pp.63-70, 2009.

C. Baffert, L. Bertini, T. Lautier, C. Greco, K. Sybirna et al., J. Am. Chem. Soc, vol.133, pp.2096-2099, 2011.

K. D. Swanson, M. W. Ratzloff, D. W. Mulder, J. H. Artz, S. Ghose et al.,

. Soc, , vol.137, pp.1809-1816, 2015.

, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.140, p.5485, 2018.

A. Kubas, C. Orain, D. De-sancho, L. Saujet, M. Sensi et al., Nat. Chem, vol.9, pp.88-95, 2017.

P. Rodríguez-maciá, J. A. Birrell, W. Lubitz, and . Rüdiger, , vol.82, pp.540-545, 2017.

S. Mebs, R. Kositzki, J. Duan, L. Kertess, M. Senger et al., Biochim. biophys. acta, vol.1859, pp.28-41, 2018.

V. Fourmond, C. Baffert, K. Sybirna, S. Dementin, A. Abou-hamdan et al., Chem. Commun, vol.49, pp.6840-6842, 2013.

M. Sensi, C. Baffert, L. Fradale, C. Gauquelin, P. Soucaille et al., , vol.7, pp.7378-7387, 2017.

V. Hajj, C. Baffert, K. Sybirna, I. Meynial-salles, P. Soucaille et al., Energy Environ. Sci, vol.7, pp.715-719, 2014.

C. F. Megarity, J. Esselborn, S. V. Hexter, F. Wittkamp, U. Apfel et al., J. Am. Chem. Soc, vol.138, pp.15227-15233, 2016.

A. Silakov, C. Kamp, E. Reijerse, T. Happe, and W. Lubitz, Biochemistry, vol.48, pp.7780-7786, 2009.

A. Parkin, C. Cavazza, J. C. Fontecilla-camps, and F. A. Armstrong, J. Am. Chem. Soc, vol.128, pp.16808-16815, 2006.

V. Fourmond, C. Greco, K. Sybirna, C. Baffert, P. Wang et al., Nat. Chem, vol.6, pp.336-342, 2014.

M. Sensi, M. Del-barrio, C. Baffert, V. Fourmond, C. Léger et al., , vol.5, pp.135-145, 2017.

, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.140, p.5485, 2018.

M. T. Olsen, T. B. Rauchfuss, and S. R. Wilson, J. Am. Chem. Soc, vol.132, pp.17733-17740, 2010.

T. Miyake, M. Bruschi, U. Cosentino, C. Baffert, V. Fourmond et al., J. Biol. Inorg. Chem, vol.18, pp.693-700, 2013.

M. Senger, S. Mebs, J. Duan, F. Wittkamp, U. P. Apfel et al., Proc. Natl. Acad. Sc, vol.113, pp.8454-8459, 2016.

C. Greco, M. Bruschi, J. Heimdal, P. Fantucci, L. De-gioia et al., Inorg. Chem, vol.46, pp.7256-7258, 2007.

C. Greco, M. Bruschi, P. Fantucci, U. Ryde, and L. De-gioia, Chem. Eur. J, vol.17, pp.1954-1965, 2011.

A. Cornish-bowden and J. Wiley, Fundamentals of enzyme kinetics, 2014.

V. Fourmond, T. Lautier, C. Baffert, F. Leroux, P. Liebgott et al., Anal. Chem, vol.81, pp.2962-2968, 2009.

A. A. Hamdan, P. Liebgott, V. Fourmond, O. Gutiérrez-sanz, A. L. De-lacey et al., Proc. Natl. Acad. Sc, vol.109, 2012.

V. Fourmond, C. Léger, . Curr, and . Op, , vol.1, pp.110-120, 2017.

H. J. Fan and M. B. Hall, J. Am. Chem. Soc, vol.123, pp.3828-3829, 2001.

G. Zampella, C. Greco, P. Fantucci, and L. De-gioia, Inorg. Chem, vol.45, pp.4109-4118, 2006.

V. Fourmond, C. Baffert, K. Sybirna, T. Lautier, A. Abou-hamdan et al., J. Am. Chem. Soc, vol.135, pp.3926-3938, 2013.

L. C. Blasiak and C. L. Drennan, Acc. Chem. Res, vol.42, pp.147-155, 2009.

D. W. Mulder, M. W. Ratzloff, M. Bruschi, C. Greco, E. Koonce et al., J. Am. Chem. Soc, vol.136, pp.15394-15402, 2014.

, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.140, p.5485, 2018.

E. J. Reijerse, C. C. Pham, V. Pelmenschikov, R. Gilbert-wilson, A. Adamska-venkatesh et al.,

, J. Am. Chem. Soc, vol.139, pp.4306-4309, 2017.

C. Kamp, A. Silakov, M. Winkler, E. J. Reijerse, W. Lubitz et al., Biochim. biophys. acta, vol.1777, pp.410-416, 2008.

K. Sybirna, T. Antoine, P. Lindberg, V. Fourmond, M. Rousset et al., BMC biotechnology, vol.8, p.73, 2008.

D. Bari, C. Mano, N. Shleev, S. Pita, M. Lacey et al., J. Biol. Inorg. Chem, vol.22, pp.1179-1186, 2017.

A. De-poulpiquet, C. H. Kjaergaard, J. Rouhana, I. Mazurenko, P. Infossi et al., , vol.7, pp.3916-3923, 2017.

N. Hakulinen, M. Andberg, J. Kallio, A. Koivula, K. Kruus et al., J. Struct. Biol, vol.162, pp.29-39, 2008.

A. Naki and S. D. Varfolomeev, Biochemistry (Moscow) 1981, vol.46, pp.1344-1350

A. Rajapakshe, K. Johnson-winters, A. R. Nordstrom, K. T. Meyers, S. Emesh et al., , vol.49, pp.5154-5159, 2010.

R. C. Bray, S. Gutteridge, M. T. Lamy, and T. Wilkinson, Biochem. J, vol.211, pp.227-236, 1983.

C. J. Doonan, H. L. Wilson, B. Bennett, R. C. Prince, K. V. Rajagopalan et al., Inorg. Chem, vol.47, pp.2033-2038, 2008.

E. L. Klein, A. V. Astashkin, D. Ganyushin, C. Riplinger, K. Johnson-winters et al., Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.48, p.5485, 2009.

M. K. Fenwick, A. P. Mehta, Y. Zhang, S. H. Abdelwahed, T. P. Begley et al., Nat. commun, vol.6, p.6480, 2015.

M. K. Fenwick and S. E. Ealick, Biochemistry, vol.55, pp.4135-4139, 2016.

C. Léger, S. Dementin, P. Bertrand, M. Rousset, and B. Guigliarelli, J. Am. Chem. Soc, vol.126, pp.12162-12172, 2004.

V. Fourmond, Anal. Chem, vol.88, pp.5050-5052, 2016.

J. P. Perdew, Phys. rev. B, vol.33, pp.8822-8824, 1986.

A. D. Becke, Phys. rev. A, vol.38, pp.3098-3100, 1988.

C. Adamo, G. E. Scuseria, and V. Barone, J. Chem. Phys, vol.111, pp.2889-2899, 1999.

R. Ahlrichs, M. Bär, M. Häser, H. Horn, and C. Kölmel, Chem. Phys. Lett, vol.162, pp.165-169, 1989.

A. Schäfer, C. Huber, and R. J. Ahlrichs, Chem. Phys, vol.100, pp.5829-5835, 1994.

L. Bertini, M. E. Alberto, F. Arrigoni, J. Vertemara, P. Fantucci et al., Int. J. Quantum Chem, p.25537, 2017.

A. Klamt, J. Phys. Chem, vol.99, pp.2224-2235, 1995.

A. Klamt and G. J. Schuurmann, Chem. Soc., Perkin Trans, vol.2, pp.799-805, 1993.

S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.132, p.5485, 2010.

, Supplementary Information Interaction of the H-cluster of FeFe hydrogenase with halides

M. Del-barrio, M. Sensi, L. Fradale, M. Bruschi, C. Greco et al.,

H. Hox, ­. Cl, and . Forms, The HoxH ­ form is in a Fe(I)Fe(II) redox state with the hydride at the Fe d (see figure S13)

H. Cl and ­. Form, Fe(II)Fe(II) Hsuperox form (Fe­Fe bond distance 2.510 Å) binds Cl ­ at Fe d (see Figure S18)

J. W. Peters, W. N. Lanzilotta, B. J. Lemon, and L. C. Seefeldt, Science, vol.282, p.1853, 1998.

A. D. Becke, Phys. Rev. A, p.3098, 1988.

J. P. Perdew and W. Yue, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys, p.8800, 1986.

C. Adamo, G. E. Scuseria, and V. Barone, J. Chem. Phys, p.2889, 1999.

C. Liu, T. Liu, and M. B. Hall, J. Chem. Theory Comput, p.205, 2015.

L. Bertini, M. Bruschi, L. De-gioia, P. Fantucci, C. Greco et al., Atomistic Approaches in Modern Biology? Reiher M, vol.268, pp.1-46, 2006.

L. Bertini, M. Bruschi, U. Cosentino, C. Greco, G. Moro et al., L. Methods Mol. Biol, p.207, 2014.

B. R. Penfold and . Grigor, J. A. Acta Crystallogr, vol.12, p.850, 1959.

J. W. Lauher and J. A. Ibers, Author version of, J. Am. Chem. Soc, vol.14, p.5485, 1975.