Thermotropic phase transition in soluble nanoscale lipid bilayers

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 32, 2005, Pages 15580-15588

  Denisov, Ilia G ^a   McLean, Mark A ^a   Shaw, Andrew W ^a   Grinkova, Yelena V ^a   Sligar, Stephen G ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BILAYERS; PROTEIN-LIPID INTERFACES; SMALL-ANGLE X-RAY SCATTERING (SAXS); THERMOTROPIC PHASE TRANSITION;

DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY; ENTHALPY; LIPIDS; PHASE TRANSITIONS; PHOSPHORUS COMPOUNDS; PROTEINS; THERMAL EXPANSION; X RAY SCATTERING;

NANOSTRUCTURED MATERIALS;

DIPALMITOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; NANOMATERIAL;

ARTICLE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY; LIPID BILAYER; PHASE TRANSITION; SOLUBILITY; SPECTROSCOPY; TEMPERATURE;

1,2-DIPALMITOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; CALORIMETRY, DIFFERENTIAL SCANNING; COMPUTER SIMULATION; LIPID BILAYERS; NANOSTRUCTURES; PHASE TRANSITION; SOLUBILITY; SPECTRUM ANALYSIS; TEMPERATURE;

EID: 24344483500     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp051385g     Document Type: Article

References (97)

1. Singer, S. J.; Nicolson, G. L. Science 1972, 175, 720-731.
2. Gennis, R. B. Biomembranes. Molecular Structure and Function; Springer-Verlag: New York, 1989.
3. The Structure of Biological Membranes, 2nd ed.; Yeagle, P. L., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2005.
4. Lipid-Protein Interactions; Jost, P. C., Griffith, O. H., Eds.; Wiley: New York, 1982.
5. McElhaney, R. N. Biochim. Biophys. Acta 1986, 864, 361-421.
6. Bach, D. Calorimetric studies of model and natural membranes. In Biomembrane Structure and Function; Chapman, D., Ed.; Verlag Chemie: Weinheim, Germany, 1984; Vol. 4, pp 1-42.
7. Jost, P. C.; Griffith, O. H.; Capaldi, R. A.; Vanderkooi, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1973, 70, 480-484.
8. Jost, P.; Griffith, O. H.; Capaldi, R. A.; Vanderkooi, G. Biochim. Biophys. Acta 1973, 311, 141-152.
9. Alonso, A.; Restall, C. J.; Turner, M.; Gomez-Fernandez, J. C.; Goni, F. M.; Chapman, D. Biochim. Biophys. Acta 1982, 689, 283-289.
10. Edwards, W. L.; Bush, S. F.; Mattingly, T. W.; Weisgraber, K. H. Spectrochim. Acta 1993, 49A, 2027-2038.
11. Freire, E.; Markello, T.; Rigell, C.; Holloway, P. W. Biochemistry 1983, 22, 1675-1680.
12. Massey, J. B.; Gotto, A. M., Jr.; Pownall, H. J. Biochemistry 1981, 20, 1575-1584.
13. Tall, A. R.; Small, D. M.; Deckelbaum, R. J.; Shipley, G. G. J. Biol Chem. 1977, 252, 4701-4711.
14. Boggs, J. M.; Moscarello, M. A. Biochemistry 1978, 17, 5734-5739.
15. Borbat, P. P.; Costa-Filho, A. J.; Earle, K. A.; Moscicki, J. K.; Freed, J. H. Science 2001, 297, 266-269.
16. Lee, A. G. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1666, 62-87.
17. Jensen, M. O.; Mouritsen, O. G. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1666, 205-226.
18. Marsh, D.; Pali, T. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1666, 118-141.
19. Lewis, R. N. A. H.; McElhaney, R. N. In The Structure of Biological Membranes, 2nd ed.; Yeagle, P. L., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2005; pp 53-120.
20. Binder, W. H.; Barragan, V.; Menger, F. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5802-5827.
21. Binder,- W. H.; Einzmann, M.; Knapp, M.; Kohler, G. Monatsh. Chem. 2004, 135, 13-21.
22. Xie, A. F.; Yamada, R.; Gewirth, A. A.; Granick, S. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 246103/246101-246103/246104.
23. Tokumasu, F.; Jin, A. J.; Dvorak, J. A. J. Electron Microsc. 2002, 57, 1-9.
24. Schrader, W.; Halstenberg, S.; Behrends, R.; Kaatze, U. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14457-14463.
25. Marsh, D.; Watts, A. In Lipid-Protein Interactions; Jost, P. C., Griffith, O. H., Eds.; Wiley: New York, 1982; Vol. 2, pp 53-126.
26. Damjanovich, S.; Gaspar, R., Jr.; Pieri, C. Q. Rev. Biophys. 1997, 30, 67-106.
27. Laude, A. J.; Prior, I. A. Mol Membr. Biol. 2004, 21, 193-205.
28. Kusumi, A.; Koyama-Honda, I.; Suzuki, K. Traffic 2004, 5, 213-230.
29. Lommerse, P. H. M.; Spaink, H. P.; Schmidt, T. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1664, 119-131.
30. Lichtenberg, D.; Freire, E.; Schmidt, C. F.; Barenholz, Y.; Feigner, P. L.; Thompson, T. E. Biochemistry 1981, 20, 3462-3467.
31. Bayburt, T. H.; Grinkova, Y. V.; Sugar, S. G. Nanoletters 2002, 2, 853-856.
32. Shih, A. Y.; Denisov, I. G.; Phillips, J. C.; Sugar, S. G.; Schulten, K. Biophys. J. 2005, 88, 548-556.
33. Bayburt, T. H.; Carlson, J. W.; Sligar, S. G. Langmuir 2000, 16, 5993-5997.
34. Bayburt, T. H.; Sligar, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 6725-6730.
35. Bayburt, T. H.; Sligar, S. G. Protein Sci. 2003, 12, 2476-2481.
36. Bayburt, T. H.; Carlson, J. W.; Sligar, S. G. J. Struct. Biol. 1998, 125, 37-44.
37. Civjan, N. R.; Bayburt, T. H.; Schuler, M. A.; Sligar, S. G. BioTechniques 2003, 35, 556-558, 560, 562-563.
38. Denisov, I. G.; Grinkova, Y. V.; Lazarides, A. A.; Sligar, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3477-3487.
39. Baas, B. J.; Denisov, I. G.; Sligar, S. G. Arch. Biochem. Biophys. 2004, 430, 218-228.
40. Shaw, A. W.; McLean, M. A.; Sligar, S. G. FEES Lett. 2004, 556, 260-264.
41. Chen, P. S.; Toribara, T. Y.; Warner, H. Anal. Chem. 1956, 28, 1756-1759.
42. Pace, C. N.; Vajdos, F.; Fee, L.; Grimsley, G.; Gray, T. Protein Sci. 1995, 4, 2411-2423.
43. Huang, T. C.; Toraya, H.; Blanton, T. N.; Wu, Y. J. Appl. Crystallogr. 1993, 26, 180-184.
44. Hammersley, A. P. Available at http://www.esrf.fr/computing/ scientific/FIT2D, 1998.
45. Hammersley, A. P.; Svensson, S. O.; Hanfland, M.; Fitch, A. N.; Hausermann, D. High-Pressure Res. 1996, 14, 235-248.
46. Svergun, D. I. J. Appl. Crystallogr. 1992, 25, 493-503.
47. Svergun, D.; Barberato, C.; Koch, M. H. J. J. Appl. Crystallogr. 1995, 28, 768-773.
48. Pedersen, J. S. Adv. Colloid Interface Sci. 1997, 70, 171-210.
49. Borhani, D. W.; Rogers, D. P.; Engler, J. A.; Brouillette, C. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 12291-12296.
50. Svergun, D. I.; Richard, S.; Koch, M. H. J.; Sayers, Z.; Kuprin, S.; Zaccai, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 2267-2272.
51. Svergun, D. I.; Koch, M. H. J. Rep. Prog. Phys. 2003, 66, 1735-1782.
52. Svergun, D. I. J. Appl. Crystallogr. 1997, 30, 792-797.
53. Semisotnov, G. V.; Kihara, H.; Kotova, N. V.; Kimura, K.; Amemiya, Y.; Wakabayashi, K.; Serdyuk, I. N.; Timchenko, A. A.; Chiba, K.; et al. J. Mol. Biol. 1996, 262, 559-574.
54. Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. Chem. Phys. Lipids 2004, 127, 3-14.
55. Harpaz, Y.; Gerstein, M.; Chothia, C. Structure 1994, 2, 641-649.
56. Tristram-Nagle, S.; Liu, Y.; Legleiter, J.; Nagle, J. F. Biophys. J. 2002, 83, 3324-3335.
57. Phospholipids Handbook; Cevc, G., Ed.; Dekker: New York, 1993.
58. Parasassi, T.; De Stasio, G.; Ravagnan, G.; Rusch, R. M.; Gratton, E. Biophys. J. 1991, 60, 179-189.
59. Parasassi, T.; Krasnowska, E. K.; Bagatolli, L.; Gratton, E. J. Fluorescence 1998, 8, 365-373.
60. Parasassi, T.; De Stasio, G.; D'Ubaldo, A.; Gratton, E. Biophys. J. 1990, 57, 1179-1186.
61. Gilman, K.; Kauffman, J. W.; Pownall, H. J. Biochemistry 1981, 20, 656-661.
62. Ge, M.; Freed, J. H. Biophys. J. 1999, 76, 264-280.
63. Faucon, J. F.; Dufourcq, J.; Bernard, E.; Duchesneau, L.; Pezolet, M. Biochemistry 1983, 22, 2179-2185.
64. Knoll, W. Thermochim. Acta 1984, 77, 35-47.
65. Brouillette, C. G.; Jones, J. L.; Ng, T. C.; Kercret, H.; Chung, B. H.; Segrest, J. P. Biochemistry 1984, 23, 359-367.
66. Brouillette, C. G.; Segrest, J. P.; Ng, T. C.; Jones, J. L. Biochemistry 1982, 21, 4569-4575.
67. Bagatolli, L. A.; Parasassi, T.; Fidelio, G. D.; Gratton, E. Photo-chem. Photobiol. 1999, 70, 557-564.
68. Dergunov, A. D.; Dobretsov, G. E. Chem. Phys. Lipids 2000, 104, 161-173.
69. Massey, J. B.; She, H. S.; Gotto, A. M., Jr.; Pownall, H. J. Biochemistry 1985, 24, 7110-7116.
70. Jonas, A.; Krajnovich, D. J.; Patterson, B. W. J. Biol. Chem. 1977, 252, 2200-2205.
71. Matz, C. E.; Jonas, A. J. Biol. Chem. 1982, 257, 4535-4540.
72. Zorich, N. L.; Kezdy, K. E.; Jonas, A. Biochim. Biophys. Acta 1987, 919, 181-189.
73. Jonas, A.; Wald, J. H.; Toohill, K. L.; Krul, E. S.; Kezdy, K. E. J. Biol. Chem. 1990, 265, 22123-22129.
74. Wald, J. H.; Coormaghtigh, E.; De Meutter, J.; Ruysschaert, J. M.; Jonas, A. J. Biol. Chem. 1990, 265, 20044-20050.
75. Dergunov, A. D.; Dobretsov, G. E.; Taveirne, J.; Caster, H.; Vanloo, B.; Rosseneu, M. Abstracts, European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules, Enschede, Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, Netherlands; 1999; pp 347-348.
76. Dergunov, A. D.; Taveirne, J.; Vanloo, B.; Hans, C.; Rosseneu, M. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1346, 131-146.
77. Leroy, A.; Toohill, K. L.; Fruchart, J. C.; Jonas, A. J. Biol. Chem. 1993, 265, 4798-4805.
78. Levin, I. W. Adv. Infrared Raman Spectrosc. 1984, 11, 1-48.
79. Nagle, J. F.; Tristram-Nagle, S. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1469, 159-195.
80. Nagle, J. F.; Tristram-Nagle, S. Curr. Opin. Struct. Biol. 2000, 10, 474-480.
81. Wiener, M. C.; Suter, R. M.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1989, 55, 315-325.
82. Sun, W. J.; Tristram-Nagle, S.; Suter, R. M.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1996, 71, 885-891.
83. Tristram-Nagle, S.; Zhang, R.; Suter, R. M.; Worthington, C. R.; Sun, W. J.; Nagle, J. F. Biophys. J. 1993, 64, 1097-1109.
84. Knoll, W.; Hoehne, G. W. H. Ber. Bunsen-Ges. 1984, 88, 517-524.
85. Needham, D.; Evans, E. Biochemistry 1988, 27, 8261-8269.
86. Rohs, R.; Etchebest, C.; Lavery, R. Biophys. J. 1999, 76, 2760-2768.
87. Ben-Naim, A.; Marcus, Y. J. Chem. Phys. 1984, 81, 2016-2027.
88. Tall, A. R.; Shipley, G. G.; Small, D. M. J. Biol. Chem. 1976, 257, 3749-3755.
89. Gursky, O.; Atkinson, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 2991-2995.
90. Dergunov, A. D.; Kaprel'yants, A. S.; Kabishev, A. A.; Simakova, I. M.; Molchanov, M. I.; Ostrovskii, D. N. Biokhimiya (Moscow) 1982, 47, 296-304.
91. Dergunov, A. D.; Kabishev, A. A.; Kaprelyants, A. S.; Ostrovskii, D. N. FEES Lett. 1981, 131, 181-185.
92. Kaprel'yants, A. S.; Dergunov, A. D.; Ostrovskii, D. N. Biokhimiya (Moscow) 1983, 48, 2049-2055.
93. Dobretsov, G. E.; Dergunov, A. D.; Taveirne, J.; Caster, H.; Vanloo, B.; Rosseneu, M. Chem. Phys. Lipids 1998, 97, 65-77.
94. Dergunov, A. D.; Dobretsov, G. E.; Visvikis, S.; Siest, G. Chem. Phys. Lipids 2001, 113, 67-82.
95. Kimelman, D.; Tecoma, E. S.; Wolber, P. K.; Hudson, B. S.; Wickner, W. T.; Simoni, R. D. Biochemistry 1979, 18, 5874-5880.
96. Mendelsohn, R.; Davies, M. A.; Brauner, J. W.; Schuster, H. F.; Dluhy, R. A. Biochemistry 1989, 25, 8934-8939.
97. Lins, L.; Brasseur, R.; Rosseneu, M.; Vanloo, B.; Ruysschaert, J. M. Biochim. Biophys. Acta 1993, 1149, 267-277.