Responsive hydrogels from the intramolecular folding and self-assembly of a designed peptide

Journal of the American Chemical Society

Volumn 124, Issue 50, 2002, Pages 15030-15037

  Schneider, Joel P ^a   Pochan, Darrin J ^a   Ozbas, Bulent ^a   Rajagopal, Karthikan ^a   Pakstis, Lisa ^a   Kretsinger, Juliana ^a  

^a UNIVERSITY OF DELAWARE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CESSATION;

BIOMEDICAL ENGINEERING; HYDROGELS; INFRARED SPECTROSCOPY; MORPHOLOGY; PH; RHEOLOGY; SELF ASSEMBLY; SOLUTIONS; VISCOSITY;

POLYPEPTIDES;

PEPTIDE;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CIRCULAR DICHROISM; CONFOCAL LASER MICROSCOPY; FLOW KINETICS; GELATION; HYDROGEL; MOLECULAR INTERACTION; PH MEASUREMENT; PROTEIN ASSEMBLY; PROTEIN ENGINEERING; PROTEIN FOLDING;

CIRCULAR DICHROISM; HYDROGELS; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; MICROSCOPY, CONFOCAL; NEUTRONS; PEPTIDES; PROTEIN FOLDING; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY; RHEOLOGY; SCATTERING, RADIATION; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED;

EID: 0037132592     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja027993g     Document Type: Article

References (72)

1. Lee, K. Y.; Mooney, D. J. Chem. Rev. 2001, 101, 1869-1879.
2. Beebe, D. J.; Moore, J. S.; Bauer, J. M.; Yu, Q.; Liu, R. H.; Devadoss, C.; Jo, B. H. Nature 2000, 404, 588.
3. Kavanagh, G. M.; Ross-Murphy, S. B. Prog. Polym. Sci. 1998, 23, 533-562.
4. Perka, C.; Spitzer, R. S.; Lindenhayn, K.; Sittinger, M.; Schultz, O. J. Biomed. Mater. Res. 2000, 49, 305-311.
5. Chenite, A.; Chaput, C.; Wang, D.; Combes, C.; Buschmann, M. D.; Hoemann, C. D.; Leroux, J. C.; Atkinson, B. L.; Binette, F.; Selmani, A. Biomaterials 2000. 21, 2155-2161.
6. Peppas, N. A.; Bures, P.; Leobandung, W.; Ichikawa, H. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2000, 50, 27-46.
7. Nowak, A. P.; Breedveld, V.; Pakstis, L.; Ozbas, B.; Pine, D. J.; Pochan, D.; Deming, T. J. Nature 2002, 417, 424-428.
8. Petka, W. A.; Harden, J. L.; McGrath, K. P.; Wirtz, D.; Tirrell, D. A. Science 1998, 281, 389-392.
9. Qu, Y.; Payne, S. C.; Apkarian, R. P.; Conticello, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5014-5015.
10. Lee, J.; Macosko, C. W.; Urry, D. W. Macromolecules 2001, 34, 4114-4123.
11. McMillan, R. A.; Conticello, V. P. Macromolecules 2000, 33, 4809-4821.
12. Sanborn, T. J.; Messersmith, P. B.; Barron, A. E. Biomaterials 2002, 23, 2703-2710.
13. Hartgerink, J. D.; Beniash, E.; Stupp, S. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5133-5138.
14. Zhang, S. G.; Lockshin, C.; Cook, R.; Rich, A. Biopolymers 1994, 34, 663-672.
15. Caplan, M. R.; Moore, P. N.; Zhang, S. G.; Kamm, R. D.; Lauffenburger, D. A. Biomacromolecules 2000, 1, 627-631.
16. Holmes, T. C.; de Lacalle, S.; Su, X.; Liu, G. S.; Rich, A.; Zhang, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 6728-6733.
17. Collier, J. H.; Hu, B. H.; Ruberti, J. W.; Zhang, J.; Shum, P.; Thompson, D. H.; Messersmith, P. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123. 9463-9464.
18. Aggeli, A.; Bell, M.; Boden, N.; Keen, J. N.; Knowles, P. F.; McLeish, T. C. B.; Pitkeathly, M.; Radford, S. E. Nature 1997, 386, 259-262.
19. Gay, N. J.; Packman, L. C.; Weldon, M. A.; Barna, J. C. J. FEBS Lett. 1991, 291, 87-91.
20. Holmes, T. C. Trends Biotechnol. 2002, 20, 16-21.
21. Marini, D. M.; Hwang, W.; Lauffenburger, D. A.; Zhang, S. G.; Kamm, R. D. Nano Lett. 2002, 2, 295-299.
22. Vauthey, S.; Santoso, S.; Gong, H. Y.; Watson, N.; Zhang, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5355-5360.
23. Brown, C. L.; Aksay, I. A.; Saville, D. A.; Hecht, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6846-6848.
24. Xu, G. F.; Wang, W. X.; Groves, J. T.; Hecht, M. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 3652-3657.
25. Rapaport, H.; Kjaer, K.; Jensen, T. R.; Leiserowitz, L.; Tirrell, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12523-12529.
26. Bong, D. T.; Ghadiri, M. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2163-2166.
27. Bong, D. T.; Clark, T. D.; Granja, J. R.; Ghadiri, M. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 988-1011.
28. Clark, T. D.; Buriak, J. M.; Kobayashi, K.; Isler, M. P.; McRee, D. E.; Ghadiri, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1998. 120, 8949-8962.
29. Rapaport, H.; Kim, H. S.; Kjaer, K.; Howes, P. B.; Cohen, S.; Als-Nielsen, J.; Ghadiri, M. R.; Leiserowitz, L.; Lahav, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1186-1191.
30. Kirschner, D. A.; Inouye, H.; Duffy, L. K.; Sinclair, A.; Lind, M.; Selkoe, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 6953-6957.
31. Lashuel, H. A.; LaBrenz, S. R.; Woo, L.; Serpell, L. C.; Kelly, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5262-5277.
32. Choo, D. W.; Schneider, J. P.; Graciani, N. R.; Kelly, J. W. Macromolecules 1996, 29, 355-366.
33. Bekele, H.; Fendler, J. H.; Kelly, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7266-7267.
34. Powers, E. T.; Kelly, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 775-776.
35. Das, G.; Ouali, L.; Adrian, M.; Baumeister, B.; Wilkinson, K. J.; Matile, S. Angew. Chem., Int. Ed, 2001, 40, 4657-+.
36. Janek, K.; Behlke, J.; Zipper, J.; Fabian, H.; Georgalis, Y.; Beyermann, M.; Bienert, M.; Krause, E. Biochemistry 1999, 38, 8246-8252.
37. Cubberley, M. S.; Iverson, B. L. Curr. Opin. Chem. Biol. 2001, 5, 650-653.
38. Kim, C. A.; Berg, J. M. Nature 1993, 362, 267-70.
39. Minor, D. L., Jr.; Kim, P. S. Nature 1994, 367, 660-3.
40. Brack, A.; Orgel, L. E. Nature 1975, 256, 383-387.
41. Nair, C. M.; Vijayan, M.; Venkatachalapathi, Y. V.; Balaram, P. J. Chem. Soc., Chem. Commum. 1979, 1183-1184.
42. Bean, J. W.; Kopple, K. D.; Peishoff, C. E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5328-5334.
43. Stanger, H. E.; Gellman, S. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4236-4237.
44. Xiong, H. Y.; Buckwalter, B. L.; Shieh, H. M.; Hecht, M. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 6349-6353.
45. Nesloney, C. L.; Kelly, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5836-5845.
46. Diaz, H.; Tsang, K. Y.; Choo, D.; Kelly, J. W. Tetrahedron 1993, 49, 3533-3545.
47. Grathwohl, C.; Wuthch, K. Biopolymers 1976, 15, 2025-2041.
48. Struthers, M. D.; Cheng, R. P.; Imperiali, B. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3073-3081.
49. Johnson, W. C. Proteins: Struct., Funct., Genet. 1990, 7, 205-214.
50. de Alba, E.; Santoro, J.; Rico, M.; Jimenez, M. A. Protein Sci. 1999, 8, 854-865.
51. Munoz, V.; Thompson, P. A.; Hofrichter, J.; Eaton. W. A. Nature 1997, 390, 196-199.
52. Surewicz, W. K.; Stepanik, T. M.; Szabo, A. G.; Mantsch, H. H. J. Biol. Chem. 1988, 263, 786-790.
53. Surewicz, W. K.; Mantsch, H. H. Biochim. Biophys. Acta 1988, 952, 115-130.
54. Surewicz, W. K.; Mantsch, H. H.; Stahl, G. L.; Epand, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci, U.S.A. 1987, 84, 7028-7030.
55. Surewicz, W. K.; Mantsch, H. H.; Chapman, D. Biochemistry, 1993, 32, 389-394.
56. Pastrana-Rios, B. Biochemistry 2001, 40, 9074-9081.
57. Caplan, M. R.; Schwartzfarb, E. M.; Zhang, S. G.; Kamm, R. D.; Lauffenburger, D. A. Biomaterials 2002, 23, 219-227.
58. Won, Y. Y.; Davis, H. T.; Bates, F. S. Science 1999, 283, 960-963.
59. Owen, D. H.; Peters, J. J.; Katz, D. F. Contraception 2000, 62, 321-326.
60. Xu, B.; Li, L.; Yekta, A.; Masoumi, Z.; Kanagalingam, S.; Winnik, M. A.; Zhang, K. W.; Macdonald, P. M. Langmuir 1997, 13, 2447-2456.
61. Pelletier, E.; Viebke, C.; Meadows, J.; Williams, P. A. Biomacromolecules 2001, 2, 946-951.
62. Terech, P. Bet. Bunsen-Ges. Phys. Chem. Phys. 1998, 1630-1643.
63. Prudhomme, P. K.; Wu, G. W.; Schneider, D. K. Langmuir 1996, 12, 4651-4659.
64. Daniel, C.; Hamley, I. W.; Wilhelm, M.; Mingvanish, W. Rheol. Acta 2001, 40, 39-48.
65. Aggeli, A.; Nyrkova, I. A.; Bell, M.; Harding, R.; Carrick, L.; McLeish, T. C. B.; Semenov, A. N.; Boden, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 11857-11862.
66. Mikos, A. G.; Thorsen, A. J.; Czerwonka, L. A.; Bao, Y.; Langer, R.; Winslow, D. N.; Vacanti, J. P. Polymer 1994, 35, 1068-1077.
67. Martin, L.; Shastri, V. P.; Padera, R. F.; Yang, J.; Mackay, A. J.; Langer, R.; Vunjak-Novakovic, G.; Freed, L. E. J. Biomed. Mater. Res. 2001, 55, 229-235.
68. Hassan, C. M.; Peppas, N. A. J. Appl. Polym. Sci. 2000, 76, 2075-2079.
69. Porod, G. In Small-Angle X-ray Scattering; Glatter, O., Kratky, O., Eds.; Academic Press: London, 1982; pp 46-48.
70. Guinier, A.; Fournet, G. Small-Angle Scattering of X-rays; Wiley-Interscience: New York, 1955.
71. Burkoth, T. S.; Benzinger, T. L. S.; Urban, V.; Morgan, D. M.; Gregory, D. M.; Thiyagarajan, P.; Botto, R. E.; Meredith, S. C.; Lynn, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7883-7889.
72. Singh, M. A.; Ghosh, S. S.; Shannon, R. F. J. Appl. Crystallogr. 1993, 26, 787-794.