Sum frequency generation vibrational spectroscopy studies on molecular conformation and orientation of biological molecules at interfaces

International Journal of Modern Physics B

Volumn 19, Issue 4, 2005, Pages 691-713

  Chen, Xiaoyun ^a   Clarke, Matthew L ^a   Wang, Jie ^a   Chen, Zhan ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

Lipid; Peptide; Protein; Sum frequency generation; Surface and interface; Vibrational spectroscopy

Indexed keywords

AMIDE; AMINO ACID; LIPID; PEPTIDE; PROTEIN; WATER;

ARTICLE; CHIRALITY; CONFORMATION; INFRARED SPECTROSCOPY; ISOTOPE LABELING; LIPID BILAYER; LIPID MONOLAYER; PH; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN STRUCTURE; SPECTROSCOPY; VIBRATION;

EID: 17444400457     PISSN: 02179792     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1142/S0217979205029341     Document Type: Article

References (120)

1. M. Gerstein and C. Chothia, Science 285, 1682 (1999).
2. L. L. Looger, M. A. Dwyer, J. J. Smith and H. W. Hellinga, Nature 423, 185 (2003).
3. D. M. Yebra, S. Kiil and K. Dam-Johansen, Prog. Org. Coat. 50, 75 (2004).
4. T. A. Horbett and J. L. Brash, eds. Proteins at Interfaces II, Fundamentals and Applications, ACS Symposium Series 602; American Chemical Society: (Washington DC, USA, 1995).
5. J. J. Gray, Curr. Opin. Struct. Biol. 14, 110 (2004).
6. K. Nakanishi, T. Sakiyama and K. J. Imamura, Biosci. Bioeng. 91, 233 (2001).
7. G. van Meer and H. Sprong, Curr. Opin. Cell Biol. 16, 373 (2004).
8. K. J. Wynne and H. Guard, Naval Research Reviews 49, 1 (1997).
9. P. B. Miranda and Y. R. Shen, J. Phys. Chem. B103, 3292 (1999).
10. K. B. Eisenthal, Chem. Rev. 96, 1343 (1996).
11. C. D. Bain, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 91, 1281 (1995).
12. M. Buck and M. J. Himmelhaus, Vac. Sci. Technol. A19, 2717 (2001).
13. Z. Chen, Y. R. Shen and G. A. Somorjai, Annu. Rev. Phys. Chem. 53, 437 (2002).
14. G. L. Richmond, Chem. Rev. 102, 2693 (2002).
15. G. A. Somorjai and G. J. Rupprechter, J. Phys. Chem. B103, 1623 (1999).
16. C. T. Williams and D. A. Beattie, Surf. Sci. 500, 545 (2002).
17. J. P. Smith and V. Hinson-Smith, Anal. Chem. 76, 287A (2004).
18. K. A. Briggman, J. C. Stephenson, W. E. Wallace and L. J. Richter, J. Phys. Chem. B105, 2785 (2001).
19. T. A. Ishibashi and H. Onishi, Chem. Lett. 33, 1404 (2004).
20. Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics, (John Wiley, New York, 1984).
21. C. Hirose, H. Yamamoto, N. Akamatsu and K. J. Domen, J. Phys. Chem. 97, 10064 (1993).
22. C. Hirose, N. Akamatsu and K. Domen, Appl. Spectrosc. 46, 1051 (1992).
23. C. Hirose, N. Akamatsu and K. J. Domen, Chem. Phys. 96, 997 (1992).
24. J. Wang, Z. Paszti, M. A. Even and Z. Chen, J. Am. Chem. Soc. 124, 7016 (2002).
25. X. Zhuang, P. B. Miranda, D. Kim and Y. R. Shen, Phys. Rev. B59, 12632 (1999).
26. S. H. Han, N. Ji, M. A. Belkin and Y. R. Shen, Phys. Rev. B66, 165415/1 (2002).
27. X. Wei, S. C. Hong, X. W. Zhuang, T. Goto and Y. R. Shen, Phys. Rev. E62, 5160 (2000).
28. A. Knoesen, S. Pakalnis, M. Wang, W. D. Wise, N. Lee and C. W. Frank, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10, 1154 (2004).
29. J. Wang, C. Y. Chen, S. M. Buck and Z. Chen, J. Phys. Chem. B105, 12118 (2001).
30. J. Wang, Z. Paszti, M. A. Even and Z. Chen, J. Phys. Chem. B108, 3625 (2004).
31. R. Superfine, J. Y. Huang and Y. R. Shen, Chem. Phys. Lett. 172, 303 (1990).
32. R. Superfine, J. Y. Huang and Y. R. Shen, Opt. Lett. 15, 1276 (1990).
33. A. Perry, H. Ahlborn, B. Space and P. B. Moore, J. Chem. Phys. 118, 8411 (2003).
34. J. Wang, M. A. Even, X. Chen, A. H. Schmaier, J. H. Waite and Z. Chen, J. Am. Chem. Soc. 125, 9914 (2003).
35. N. Ji and Y. R. Shen, J. Chem. Phys. 120, 7107 (2004).
36. J. Wang, S. M. Buck and Z. Chen, J. Phys. Chem. B106, 11666 (2002).
37. D. Klee and H. Hocker, Adv. Poly. Sci. 149, 1 (1999).
38. C. S. C. Yang, P. T. Wilson and L. J. Richter, Macromolecules 37, 7742 (2004).
39. G. P. Harp, H. Rangwalla, M. S. Yeganeh and A. Dhinojwala, J. Am. Chem. Soc. 125, 11283 (2003).
40. P. Guyotsionnest, J. H. Hunt and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 59, 1597 (1987).
41. K. S. Gautam, A. D. Schwab, A. Dhinojwala, D. Zhang, S. M. Dougal and M. S. Yeganeh, Phys. Rev. Lett. 85, 3854 (2000).
42. A. J. Moad and G. J. Simpson, J. Phys. Chem. B108, 3548 (2004).
43. J. Kim and G. A. Somorjai, J. Am. Chem. Soc. 125, 3150 (2003).
44. J. Wang, S. M. Buck, M. A. Even and Z. Chen, J. Am. Chem. Soc. 124, 13302 (2002).
45. J. Kim, T. S. Koffas, C. C. Lawrence and G. A. Somorjai, Langmuir 20, 4640 (2004).
46. T. S. Koffas, J. Kim, C. C. Lawrence and G. A. Somorjai, Langmuir 19, 3563 (2003).
47. J. Wang, M. L. Clarke, Y. B. Zhang, X. Chen and Z. Chen, Langmuir 19, 7862 (2003).
48. J. Wang, M. L. Clarke and Z. Chen, Anal. Chem. 76, 2159 (2004).
49. S. Y. Jung, S. M. Lim, F. Albertorio, G. Kim, M. C. Gurau, R. D. Yang, M. A. Holden and P. S. Cremer, J. Am. Chem. Soc. 125, 12782 (2003).
50. G. Kim, M. Gurau, J. Kim and P. S. Cremer, Langmuir 18, 2807 (2002).
51. J. Wang, S. M. Buck and Z. Chen, Analyst 128, 773 (2003).
52. G. Kim, M. C. Gurau, S. M. Lim and P. S. Cremer, J. Phys. Chem. B107, 1403 (2003).
53. L. Dreesen, C. Humbert, Y. Sartenaer, Y. Caudano, C. Volcke, A. A. Mani, A. Peremans, P. A. Thiry, S. Hanique and J. M. Frere, Langmuir 20, 7201 (2004).
54. Z. Paszti, J. Wang, M. L. Clarke and Z. Chen, J. Phys. Chem. B108, 7779 (2004).
55. X. Chen, J. Wang, J. J. Sniadecki, M. A. Even and Z. Chen, Langmuir, in press.
56. J. Wang, X. Chen, M. L. Clarke and Z. Chen, Proc. Natl. Acad, Sci. USA, in press.
57. L. Dreesen, Y. Sartenaer, C. Humbert, A. A. Mani, J. J. Lemaire, C. Methivier, C. M. Pradier, P. A. Thiry and A. Peremans, Thin Solid Films 464, 373 (2004).
58. L. Dreesen, Y. Sartenaer, C. Humbert, A. A. Mani, C. Methivier, C. M. Pradier, P. A. Thiry and A. Peremans, Chem. Phys. Chem. 5, 1719 (2004).
59. Y. Sartenaer, L. Dreesen, C. Humbert, A. A. Mani, J. J. Lemaire, M. Salmain, C. M. Pradier, P. A. Thiry and A. Peremans, Physicalia Magazine 25, 221 (2003).
60. M. R. Watry and G. L. Richmond, J. Phys. Chem. B106, 12517 (2002).
61. N. Ji and Y. R. Shen, J. Am. Chem. Soc. 126, 15008 (2004).
62. P. B. Miranda, Q. Du and Y. R. Shen, Chem. Phys. Lett. 286, 1 (1998).
63. S. Ye, H. Noda, S. Monta, K. Uosaki and M. Osawa, Langmuir 19, 2238 (2003).
64. S. Ye, H. Noda, T. Nishida, S. Morita and M. Osawa, Langmuir 20, 357 (2004).
65. J. Holman, S. Ye, D. J. Neivandt and P. B. Davies, J. Am. Chem. Soc. 126, 14322 (2004).
66. J. Holman, D. J. Neivandt and P. B. Davies, Chem. Phys. Lett. 386, 60 (2004).
67. J. Holman, P. B. Davies and D. J. Neivandt, J. Phys. Chem. B108, 1396 (2004).
68. M. Muller, J. M. Schins, S. Roke and M. Bonn, Proc. SPIE 4964, 90 (2003).
69. S. Roke, J. Schins, M. Muller and M. Bonn, Phys. Rev. Lett. 90, 128101/1 (2003).
70. M. Bonn, S. Roke, O. Berg, L. B. F. Juurlink, A. Stamouli and M. Muller, J. Phys. Chem. B108, 19083 (2004).
71. M. R. Watry, T. L. Tarbuck and G. L. Richmond, J. Phys. Chem. B107, 512 (2003).
72. B. L. Smiley and G. L. Richmond, Biopolymers 57, 117 (2000).
73. R. A. Walker, D. E. Gragson and G. L. Richmond, Colloids Surf. A154, 175 (1999).
74. G. L. Richmond, R. A. Walker and B. L. Smiley, Spectroscopy 14, 18 (1999).
75. R. A. Walker, J. A. Gruetzmacher and G. L. Richmond, J. Am. Chem. Soc. 120, 6991 (1998).
76. R. A. Walker, J. C. Conboy and G. L. Richmond, Langmuir 13, 3070 (1997).
77. M. R. Watry and G. L. Richmond, Langmuir 18, 8881 (2002).
78. C. Ohe, Y. Ida, S. Matsumoto, T. Sasaki, Y. Goto, A. Noi, T. Tsurumaru and K. Itoh, J. Phys. Chem. B108, 18081 (2004).
79. J. Liu and J. C. Conboy, J. Am. Chem. Soc. 126, 8376 (2004).
80. J. Liu and J. C. Conboy, J. Am. Chem. Soc. 126, 8894 (2004).
81. J. Lobau, M. Sass, W. Pohle, C. Selle, M. H. J. Koch, K. Wolfrum, J. Mol. Struct. 481, 407 (1999).
82. T. P. Petralli-Mallow, K. A. Briggman, L. J. Richter, J. C. Stephenson and A. L. Plant, Proc. SPIE 3858, 25 (1999).
83. A. W. Doyle, J. Fick, M. Himmelhaus, W. Eck, I. Graziani, I. Prudovsky, M. Grunze, T. Maciag and D. J. Neivandt, Langmuir 20, 8961 (2004).
84. L. Y. Lian and D. A. Middleton, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 39, 171 (2001).
85. K. H. Gardner and L. E. Kay, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 27, 357 (1998).
86. S. Roke, W. G. Roeterdink, J. E. G. J. Wijnhoven, A. V. Petukhov, A. W. Kleyn and M. Bonn, Phys. R.ev. Lett. 91, 258302/1 (2003).
87. A. Barth and C. Q. Zscherp, Rev. Biophys. 35, 369 (2002).
88. L. K. Tamm and S. A. Tatulian, Q. Rev. Biophys. 30, 365 (1997).
89. D. K. Hore, J. L. King, F. G. Moore, D. S. Alavi, M. Y. Hamamoto and G. L. Richmond, Appl. Spectrosc. 58 1377 (2004).
90. A. Laederach, A. H. Andreotti and D. B. Fulton, Biochemistry 41, 12359 (2002).
91. K. Matsuzaki Biochim. Biophys. Acta 1462, 1 (1999).
92. R. W. Colman and A. H. Schmaier, Blood 90, 3819 (1997).
93. R. B. Gennis Biomembranes: Molecular Structure and Function (Springer-Verlag, New York, 1989).
94. R. G. W. Anderson and K. Jacobson, Science 296, 1821 (2002).
95. M. Edidin Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 32, 257 (2003).
96. M. Edidin Nat. Rev. Mol. Cell. Bio. 4, 414 (2003).
97. D. Marsh Biochim. Biophys. Acta 1286, 183 (1996).
98. L. K. Tamm and H. M. Mcconnell, Biophys. J. 47, 105 (1985).
99. L. K. Tamm, Biochemistry 27, 1450 (1988).
100. E. Kalb and L. K. Tamm, Thin Solid Films 210, 763 (1992).
101. E. Kalb, S. Frey and L. K. Tamm, Biochim. Biophys. Acta 1103, 307 (1992).
102. J. A. Killian and G. V. Meer, EMBO Rep. 2, 91 (2001).
103. D. Anrather, M. Smetazko, M. Saba, Y. Alguel and T. J. Schalkhammer, Nanosci. Nanotechnol. 4, 1 (2004).
104. H. T. Tien, R. H. Barish, L. Q. Gu and A. L. Ottova, Anal. Sci. 14, 3 (1998).
105. M. C. Gurau, G. Kim, S. M. Lim, F. Albertorio, H. C. Fleisher and P. S. Cremer, Chem. Phys. Chem. 4, 1231 (2003).
106. J. Kim and P. S. Cremer, Chem. Phys. Chem. 2, 543 (2001).
107. J. Kim, G. Kim and P. S. Cremer, Langmuir 17, 7255 (2001).
108. T. Ikura, Y. Urakubo and N. Ito, Chem. Phys. 307, 111 (2004).
109. B. Jayaram and T. Jain, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 33, 343 (2004).
110. F. W. Kotch, V. Sidorov, Y. F. Lam, K. J. Kayser, H. Li, M. S. Kaucher and J. T. Davis, J. Am. Chem. Soc. 125, 15140 (2003).
111. J. Y. Huang and Y. R. Shen, Phys. Rev. A49, 3973 (1994).
112. A. A. Mani, L. Dreesen, C. Humbert, P. Hollander, Y. Caudano, P. A. Thiry and A. Peremans, Surf. Sci. 502, 261 (2002).
113. M. B. Raschke, M. Hayashi, S. H. Lin and Y. R. Shen, Chem. Phys. Lett. 359, 367 (2002).
114. C. Humbert, Y. Caudano, L. Dreesen, Y. Sartenaer, A. A. Mani, C. Silien, J. J. Lemaire, P. A. Thiry and A. Peremans, Appl. Surf. Sci. 237, 462 (2004).
115. M. Hayashi, S. H. Lin, M. B. Raschke and Y. R. Shen, J. Phys. Chem. A106, 2271 (2002).
116. M. Oh-e, H. Yokoyama, S. Yorozuya, K. Akagi, M. A. Belkin and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 93, 267402/1 (2004).
117. G. J. Simpson Chem. Phys. Chem. 5, 1301 (2004).
118. A. Bensimon, A. Simon, A. Chiffaudel, V. Croquette, F. Heslot and D. Bensimon, Science 265, 2096 (1994).
119. R. Jelinek and S. Kolusheva, Chem. Rev. 104, 5987 (2004).
120. C. Lemarchand, R. Gref and P. Couvreur, Eur. J. Pharmaceut. Biopharmaceut. 58, 327 (2004).