Interpreting the catalytic voltammetry of an adsorbed enzyme by considering substrate mass transfer, enzyme turnover, and interfacial electron transport

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 110, Issue 3, 2006, Pages 1394-1404

  Reda, Torsten ^a   Hirst, Judy ^a  

^a WELLCOME TRUST SANGER INSTITUTE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; CATALYSIS; ELECTRODES; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; MASS TRANSFER; REDOX REACTIONS;

CATALYTIC VOLTAMMETRY; INTERCONVERSION; INTERFACIAL ELECTRON TRANSPORT; REDOX ACTIVE ENZYMES;

ENZYMES;

EID: 33644508034     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp054783s     Document Type: Article

References (61)

1. Armstrong, F. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 110-117.
2. Léger, C.; Elliott, S. J.; Hoke, K. R.; Jeuken, L. J. C.; Jones, A. K.; Armstrong, F. A. Biochemistry 2003, 42, 8653-8662.
3. Armstrong, F. A.; Wilson, G. S. Electrochim. Acta 2000, 45, 2623-2645.
4. Armstrong, F. A.; Hearing, H. A.; Hirst, J. Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 169-179.
5. Butt, J. N.; Sucheta, A.; Armstrong, F. A.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Hatchikian, E. C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1413-1421.
6. Duff, J. L. C.; Breton, J. L. J.; Butt, J. N.; Armstrong, F. A.; Thomson, A. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8593-8603.
7. Butt, J. N.; Fawcett, S. E. J.; Breton, J.; Thomson, A. J.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9729-9737.
8. Hirst, J.; Duff, J. L. C.; Jameson, G. N. L.; Kemper, M. A.; Burgess, B. K.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7085-7094.
9. Camba, R.; Armstrong, F. A. Biochemistry 2000, 39, 10587-10598.
10. Hudson, J. M.; Heffron, K.; Kotlyar, V.; Sher, Y.; Maklashina, E.; Cecchini, G.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6977-6989.
11. Heering, H. A.; Wiertz, F. G. M.; Dekker, C.; de Vries, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11103-11112.
12. Elliott, S. J.; Hoke, K. R.; Heffron, K.; Palak, M.; Rothery, R. A.; Weiner, J. H.; Armstrong, F. A. Biochemistry 2004, 43, 799-807.
13. Gwyer, J. D.; Richardson, D. J.; Butt, J. N. Biochemistry 2004, 43, 15086-15094.
14. Léger, C.; Jones, A. K.; Roseboom, W.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A. Biochemistry 2002, 41, 15736-15746.
15. Hoke, K. R.; Cobb, N.; Armstrong, F. A.; Hille, R. Biochemistry 2004, 43, 1667-1674.
16. Sucheta, A.; Cammack, R.; Weiner, J.; Armstrong, F. A. Biochemistry 1993, 32, 5455-5465.
17. Heering, H. A.; Hirst, J.; Armstrong, F. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6889-6902.
18. Levich, V. G. Physicochemical Hydrodynamics; Prentice Hall: New Jersey, 1962.
19. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods, 2nd ed.; Wiley: New York, 2001.
20. Page, C. C.; Moser, C. C.; Chen, X.; Dutton, P. L. Nature 1999, 402, 47-52.
21. Marcus, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1111-1121.
22. Chidsey, C. E. D. Science 1991, 257, 919-922.
23. Blankespoor, R.; Limoges, B.; Schöllhorn, B.; Syssa-Magalé, J.-L.; Yazidi, D. Langmuir 2005, 21, 3362-3375.
24. Ataka, K.; Heberle, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9445-9457.
25. Armstrong, F. A.; Barlow, N. L.; Burn, P. L.; Hoke, K. R.; Jeuken, L. J. C.; Shenton, C.; Webster, G. R. Chem. Commun. 2004, 316-317.
26. Zhang, J.; Welinder, A. C.; Hansen, A. G.; Christensen, H. E. M.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12480-12484.
27. El Kasmi, A.; Wallace, J. M.; Bowden, E. F.; Binet, S. M.; Linderman, R. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 225-226.
28. Jeuken, L. J. C. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1604, 67-76.
29. Chen, P.; Fryling, M. A.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1995, 67, 3115-3122.
30. McDermott, M. T.; McDermott, C. A.; McCreery, R. L. Anal. Chem. 1993, 65, 937-944.
31. Cabaniss, G. E.; Diamantis, A. A.; Murphy, W. R.; Linton, R. W.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1845-1853.
32. Randin, J.-P.; Yeager, E. J. Electroanal. Chem. 1975, 58, 313-322.
33. Léger, C.; Jones, A. K.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13058-13063.
34. Hirst, J. Biochem. Soc. Trans. 2005, 525-529.
35. Walker, J. E. Q. Rev. Biophys. 1992, 25, 253-324.
36. Fearnley, I. M.; Carroll, J.; Shannon, R. J.; Runswick, M. J.; Walker, J. E.; Hirst, J. J. Biol. Chem. 2001, 276, 38345-38348.
37. Finel, M.; Majander, A. S.; Tyynelä, J.; De Jong, A. M. P.; Albracht, S. P. J.; Wikström, M. Eur. J. Biochem. 1994, 226, 237-242.
38. Hinchliffe, P.; Sazanov, L. A. Science 2005, 309, 771-774.
39. Hirst, J.; Carroll, J.; Fearnley, I. M.; Shannon, R. J.; Walker, J. E. Biochim. Biophys. Acta 2003, 1604, 135-150.
40. Zu, Y.; Shannon, R. J.; Hirst, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6020-6021.
41. Léger, C.; Dementin, S.; Bertrand, P.; Rousset, M.; Guigliarelli, B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12162-12172.
42. Orr, G. A.; Blanchard, J. S. Anal. Biochem. 1984, 142, 232-234.
43. Lu, Z.; Huang, Q.; Rusling, J. F. J. Electroanal. Chem. 1997, 423, 59-66.
44. Nassar, A.-E. F.; Zhang, Z.; Hu, N.; Rusling, J. F.; Kumosinski, T. F. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2224-2231.
45. Schweiss, R.; Werner, C.; Knoll, W. J. Electroanal. Chem. 2003, 540, 145-151.
46. White, H. S.; Peterson, J. D.; Cui, Q.; Stevenson, K. J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2930-2934.
47. Hirst, J.; Armstrong, F. A. Anal. Chem. 1998, 70, 5062-5071.
48. Avraam, R.; Kotlyar, A. B. Biochemistry (Moscow) 1991, 56, 1181-1189.
49. Segel, I. H. Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems; Wiley: New York, 1975.
50. Armstrong, F. A.; Bond, A. M.; Büchi, F. N.; Hamnett, A.; Hill, H. A. O.; Lannon, A. M.; Lettington, O. C.; Zoski, C. G. Analyst 1993, 118, 973-978.
51. Weast, R. C. (Ed.) Handbook of Chemistry and Physics, 61st ed.;; CRC Press: Boca Raton, FL, 1981.
52. Wilke, C. R.; Chang, P. Am. Inst. Chem. Eng. J. 1955, 1, 264-270.
53. Hayduk, W.; Laudie, H. Am. Inst. Chem. Eng. J. 1974, 20, 611-615.
54. Rostovtseva, T. K.; Komarov, A.; Bezrukov, S. M.; Colombini, M. Biophys. J. 2002, 82, 193-205.
55. Smalley, J. F.; Feldberg, S. W.; Chidsey, C. E. D.; Linford, M. R.; Newton, M. D.; Liu, Y.-P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13141-13149.
56. Sied, V. D.; Rudnitzky, N. I.; Hatefi, Y.; Ohnishi, T. Biochemistry 1994, 33, 10069-10075.
57. Sharpley, M. S.; Shannon, R. J.; Draghi, F.; Hirst, J. Biochemistry 2006, 45, in press.
58. Zharova, T. V.; Vinogradov, A. D. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1320, 256-264.
59. Gavrikova, E. V.; Grivennikova, V. G.; Sied, V. D.; Ohnishi, T.; Vinogradov, A. D. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1230, 23-30.
60. Ohnishi, T. Biochim. Biophys. Acta 1998, 1364, 186-206.
61. Hatefi, Y.; Hanstein, W. G. Biochemistry 1973, 12, 3515-3522.