High-resolution imaging and force measurement of individual membrane proteins by AFM

Current Nanoscience

Volumn 2, Issue 4, 2006, Pages 329-335

  Oesterhelt, Filipp ^a   Scheuring, Simon ^b  

^a HEINRICH HEINE UNIVERSITY   (Germany)

^b INSTITUT CURIE   (France)

Author keywords

AQP1; Blastochloris viridis Core Complex; Escherichia coli aquaporinZ; Halobacterium Salinarum Bacteriorhodopsin; Surface layers (S layers); X ray crystallography

Indexed keywords

AMINO ACIDS; FORCE MEASUREMENT; IMAGING TECHNIQUES; PROTEINS; SURFACE TOPOGRAPHY;

HIGH-RESOLUTION IMAGING; INTRAMOLECULAR FORCES; MEMBRANE PROTEINS; TRANSMEMBRANE HELICES;

BIOLOGICAL MEMBRANES;

AMINO ACID; AQUAPORIN; BACTERIORHODOPSIN; MEMBRANE PROTEIN;

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; BIOPHYSICS; BLASTOCHLORIS VIRIDIS; CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM; ESCHERICHIA COLI; FORCE; HALOBACTERIUM SALINARUM; IMAGING SYSTEM; MEASUREMENT; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN ASSEMBLY; PROTEIN FOLDING; PROTEIN LOCALIZATION; PROTEIN STRUCTURE; REVIEW; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

BLASTOCHLORIS VIRIDIS; ESCHERICHIA COLI; HALOBACTERIUM SALINARUM;

EID: 33750733268     PISSN: 15734137     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/157341306778699347     Document Type: Review

References (96)

1. Binnig, G.; Quate, C. F.; Gerber, C. Phys. Rev. Lett. 1986, 56, 930-933.
2. Engel, A.; Gaub, H.; Müller, D. J. Curr. Biol. 1999, 9, 133-136.
3. Engel, A.; Müller, D. J. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 715-718.
4. Bezanilla, M.; Bustamante, C. J.; Hansma, H. G. Scanning Microsc. 1993, 7, 1145-1148.
5. Müller, D. J.; Schabert, F. A.; Büldt, G.; Engel, A. Biophys. J. 1995, 68, 1681-1686.
6. Fritz, M.; Radmacher, M.; Cleveland, J. P.; Allersma, M. W.; Steward, R. J.; Gieselmann, R.; Janmey, P.; Schmidt, C. F.; Hansma, P. K. Langmuir 1995, 11, 3529-3535.
7. Legrimellec, C.; Lesniewska, E.; Giocondi, M. C.; Cachia, C.; Schreiber, J. P.; Goudonnet, J. P. Scanning Microsc 1995, 9, 401-411.
8. Czajkowsky, D. M.; Shao, Z. FEBS Lett. 1998, 430, 51-54.
9. Hansma, H. G.; Hoh, J. Ann. Rev. Biomol. Struct. 1994, 23, 115-139.
10. Mou, J.; Czajkowsky, D. M.; Sheng, S.; Ho, R.; Shao, Z. FEBS Lett. 1996, 381, 161-164.
11. Radmacher, M.; Tillamm, R. W.; Fritz, M.; Gaub, H. E. Science 1992, 257, 1900-1905.
12. Shao, Z. F.; Yang, J.; Somlyo, A. P. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1995, 11, 241-265.
13. Müller, D. J.; Engel, A. Biophys. J. 1997, 73, 1633-1644.
14. Scheuring, S.; Seguin, J.; Marco, S.; Lévy, D.; Breyton, C.; Robert, B.; Rigaud, J.-L. J. Mol. Biol. 2003, 325, 569-580.
15. Scheuring, S.; Ringler, P.; Borgina, M.; Stahlberg, H.; Müller, D. J.; Agre, P.; Engel, A. EMBO J. 1999, 18, 4981-4987.
16. Scheuring, S.; Reiss-Husson, F.; Engel, A.; Rigaud, J.-L.; Ranck, J.-L. EMBO J. 2001, 20, 3029-3035.
17. Fotiadis, D.; Hasler, L.; Müller, D. J.; Stahlberg, H.; Kistler, J.; Engel, A. J. Mol. Biol. 2000, 300, 779-789.
18. Stahlberg, H.; Müller, D. J.; Suda, K.; Fotiadis, D.; Engel, A.; Matthey, U.; Meier, T.; Dimroth, P. EMBO Rep. 2001, 2, 229-235.
19. Müller, D. J.; Engel, A.; Matthey, U.; Meier, T.; Dimroth, P.; Suda, K. J. Mol. Biol. 2003, 327, 925-930.
20. Mou, J. X.; Yang, J.; Shao, Z. F. J. Mol. Biol. 1995, 248, 507-512.
21. Müller, D. J.; Fotiadis, D.; Engel, A. FEBS Lett. 1998, 430, 105-111.
22. Goldsbury, C.; Kistler, J.; Aebi, U.; Arvinte, T.; Cooper, G. J. S. J. Mol. Biol. 1999, 285, 33-39.
23. Stoffler, D.; Goldie, K. N.; Feja, B.; Aebi, U. J. Mol. Biol. 1999, 287, 741-752.
24. Scheuring, S.; Seguin, J.; Marco, S.; Lévy, D.; Robert, B.; Rigaud, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 1690-1693.
25. Reviakine, I.; Bergsma-Schutter, W.; Brisson, A. J. Struct. Biol. 1998, 121, 356-361.
26. Hoh, J. H.; Lal, R.; John, S. A.; Revel, J.-P.; Arnsdorf, M. F. Science 1991, 253, 1405-1408.
27. Fotiadis, D.; Müller, D. J.; Tsiotis, G.; Hasler, L.; Tittmann, P.; Mini, T.; Jenö, P.; Gross, H.; Engel, A. J. Mol. Biol. 1998, 283, 83-94.
28. Schabert, F. A.; Henn, C.; Engel, A. Science 1995, 268, 92-94.
29. Scheuring, S.; Stahlberg, H.; Chami, M.; Houssin, C.; Rigaud, J.; Engel, A. Mol. Microbiol. 2002, 44, 675-684.
30. Bahatyrova, S.; Frese, R. N.; Siebert, C. A.; Olsen, J. D.; Van Der Werf, K. O.; van Grondelle, R.; Niederman, R. A.; Bullough, P. A.; Hunter, C. N. Nature 2004, 430, 1058-1062.
31. Scheuring, S.; Busselez, J.; Levy, D. J. Biol. Chem. 2005, 180, 1426-1431.
32. Scheuring, S.; Sturgis, J. N. Science 2005, 309, 484-487.
33. Scheuring, S.; Rigaud, J.-L.; Sturgis, J. N. EMBO J. 2004, 23, 4127-4133.
34. Scheuring, S.; Sturgis, J. N.; Prima, V.; Bernadac, A.; Lévy, D.; Rigaud, J.-L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 11293-11297.
35. Gonçalves, R. P.; Bernadac, A.; Sturgis, J. N.; Scheuring, S. J. Struct. Biol. 2005, 152, 221-228.
36. Scheuring, S.; Gonçalves, R. P.; Prima, V.; Sturgis, J. N. J. Mol. Biol. 2006, accepted.
37. Florin, E.-L.; Moy, V. T.; Gaub, H. E. Science 1994, 264, 415-417.
38. Moy, V. T.; Florin, E.-L.; Gaub, H. E. Science 1994, 266, 257-259.
39. Rief, M.; Gautel, M.; Oesterhelt, F.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Science 1997, 276, 1109-1112.
40. Marszalek, P. E.; Oberhauser, A. F.; Pang, Y.-P.; Fernandez, J. M. Nature 1998, 396, 661-664.
41. Oesterhelt, F.; Rief, M.; Gaub, H. E. New J. Phys. 1 1999, 6, 1-11.
42. Bustamante, C.; Marko, J. F.; Siggia, E. D.; Smith, S. Science 1994, 265, 1599-1600.
43. Marko, J. F.; Siggia, E. D. Science 1994, 265, 506-508.
44. Mehta, A. D.; Rief, M.; Spudich, J. A.; Smith, D. A.; Simmons, R. M. Science 1999, 283, 1689-1695.
45. Oberhauser, A. F.; Marszalek, P. E.; Erickson, H. P.; Fernandez, J. M. Nature 1998, 393, 181-185.
46. Marszalek, P. E.; Pang, Y. P.; Li, H.; El Yazal, J.; Oberhauser, A. F.; Fernandez, J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 7894-7898.
47. Oberhauser, A. F.; Marszalek, P. E.; Carrion-Vazquez, M.; Fernandez, J. M. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 1025-1028.
48. Fisher, T. E.; Marszalek, P. E.; Fernandez, J. M. Nature Struct. Biol. 2000, 7, 719-724.
49. Rief, M.; Gautel, M.; Gaub, H. E. Adv. Exp. Med. Biol. 2000, 481, 129-136.
50. Marszalek, P. E.; Lu, H.; Li, H.; Carrion-Vazquez, M.; Oberhauser, A. F.; Schulten, K.; Fernandez, J. M. Nature 1999, 402, 100-103.
51. Rief, M.; Clausen-Schaumann, H.; Gaub, H. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 346-349.
52. Müller, D. J.; Baumeister, W.; Engel, A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 13170-13174.
53. Oesterhelt, F.; Oesterhelt, D.; Pfeiffer, M.; Engel, A.; Gaub, H. E.; Müller, D. J. Science 2000, 288, 143-146.
54. Kedrov, A.; Krieg, M.; Ziegler, C.; Kuhlbrandt, W.; Muller, D. J. EMBO Rep. 2005, 6, 668-674.
55. Jung, J.; Preston, G.; Smith, B.; Guggino, W.; Agre, P. J. Biol. Chem. 1994, 269, 14648-14654.
56. Gorin, M. B.; Yancey, S. B.; Cline, J.; Revel, J. P.; Horwitz, J. Cell 1984, 39, 49-59.
57. Agre, P.; Preston, G. M.; Smith, B. L.; Jung, J. S.; Raina, S.; Moon, C.; Guggino, W. B.; Nielsen, S. Am. J. Physiol. 1993, 265, F463-F476.
58. Heymann, J. B.; Engel, A. J. Mol. Biol. 2000, 295, 1039-1053.
59. Agre, P. Biosci. Rep. 2004, 24, 127-163.
60. Murata, K.; Mitsuoka, K.; Hirai, T.; Walz, T.; Agre, P.; Heymann, J. B.; Engel, A.; Fujiyoshi, Y. Nature 2000, 407, 599-605.
61. Fu, D.; Libson, A.; Miercke, L. J.; Weitzman, C.; Nollert, P.; Krucinski, J.; Stroud, R. M. Science 2000, 290, 481-486.
62. Sui, H.; Han, B. G.; Lee, J. K.; Walian, P.; Jap, B. K. Nature 2001, 414, 872-878.
63. Gonen, T.; Sliz, P.; Kistler, J.; Cheng, Y.; Walz, T. Nature 2004, 13, 193-197.
64. Harries, W. E.; Akhavan, D.; Miercke, L. J.; Khademi, S.; Stroud, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 14045-14050.
65. Gonen, T.; Cheng, Y.; Sliz, P.; Hiroaki, Y.; Fujiyoshi, Y.; Harrison, S. C.; Walz, T. Nature 2005, 438, 633-638.
66. Hiraki, K.; Hamanaka, T.; Kito, Y. Biochim. Biophys. Acta 1981, 647, 18-28.
67. Lee, J. K.; Kozono, D. E.; Remis, J.; Kitagawa, Y.; Agre, P.; Stroud, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 18932-18937.
68. Tornroth-Horsefield, S.; Wang, Y.; Hedfalk, K.; Johanson, U.; Karlsson, U.; Tajkhorshid, E.; Neutze, R.; Kjellbom, P. Nature 2006, 439, 688-694.
69. Calamita, G.; Kempf, B.; Bonhivers, M.; Bishai, W. R.; Bremer, E.; Agre, P. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 3627-3631.
70. Ringler, P.; Borgnia, M. J.; Stahlberg, H.; Maloney, P. C.; Agre, P.; Engel, A. J. Mol. Biol. 1999, 291, 1181-1190.
71. Savage, D. F.; Egea, P. F.; Robles-Colmenares, Y.; O'Connell, J. D.; Stroud, R. M. PLoS Biol. 2003, 1, 334-340.
72. Scheuring, S. phD Thesis 2000.
73. Jamieson, S. J.; Wang, P.; Qian, P.; Kirkland, J. Y.; Conroy, M. J.; Hunter, C. N.; Bullough, P. A. EMBO J. 2002, 21, 3927-3935.
74. Scheuring, S.; Francia, F.; Busselez, J.; Melandri, B.; Rigaud, J.-L.; Lévy, D. J. Biol. Chem. 2004, 279, 3620-3626.
75. Qian, P.; Hunter, C. N.; Bullough, P. A. J. Mol. Biol. 2005.
76. Roszak, A. W.; Howard, T. D.; Southall, J.; Gardiner, A. T.; Law, C. J.; Isaacs, N. W.; Cogdell, R. J. Science 2003, 302, 1969-1972.
77. Monshouwer, R.; Visschers, R. W.; van Mourik, F.; Freiberg, A.; van Grondelle, R. Biochim. Biophys. Acta 1995, 1229, 373-380.
78. Engelhardt, H.; Peters, J. J. Struct. Biol. 1998, 124, 276-302.
79. Baumeister, W.; Wildhaber, I.; Phipps, B. M. Can. J. Microbiol. 1989, 35, 215-227.
80. Sleytr, U. B.; Messner, P.; Pum, D.; Sára, M. J. Appl. Bacteriol. Symp. Suppl. 1993, 74, 21S-32S.
81. Sleytr, U. B. FEMS Microbiol. Rev. 1997, 20, 5-12.
82. Baumeister, W.; Wildhaber, I.; Engelhardt, H. Biophys. Chem. 1988, 29, 39-49.
83. Baumeister, W.; Barth, M.; Hegerl, R.; Guckenberger, R.; Hahn, M.; Saxton, W. O. J. Mol. Biol. 1986, 187, 241-253.
84. Chami, M.; Bayan, N.; Peyret, J. L.; Gulik-Krzywicki, T.; Leblon, G.; Shechter, E. Mol. Microbiol. 1997, 23, 483-492.
85. Baumeister, W.; Hegerl, R. FEMS Microbiol. Lett. 1986, 36, 119-125.
86. Sleytr, U. B.; Messner, P. J. Bacteriol. 1988, 170, 2891-2897.
87. Sleytr, U. B.; Messner, P. Ann. Rev. Microbiol. 1983, 37, 311-339.
88. Bahl, H.; Scholz, H.; Bayan, N.; Chami, M.; Leblon, G.; Gulik-Krzywicki, T.; Shechter, E.; Fouet, A.; Mesnage, S.; Tosi-Couture, E.; Gounon, P.; Mock, M.; Conway de Macario, E.; Macario, A. J.; Fernandez-Herrero, L. A.; Olabarria, G.; Berenguer, J.; Blaser, M. J.; Kuen, B.; Lubitz, W.; Sara, M.; Pouwels, P. H.; Kolen, C. P.; Boot, H. J.; Resch, S. FEMS Microbiol. Rev. 1997, 20, 47-98.
89. Chami, M.; Bayan, N.; Dedieu, J.-C.; Leblon, G.; Shechter, E.; Gulik-Krzywicki, T. Biol. Cell 1995, 83, 219-229.
90. Peyret, J. L.; Bayan, N.; Joliff, G.; Gulik-Krzywicki, T.; Mathieu, L.; Schechter, E.; Leblon, G. Mol. Microbiol. 1993, 9, 97-109.
91. Oesterhelt, D.; Stoeckenius, W. Methods Enzymol. 1974, 31, 667-678.
92. Grigorieff, N.; Ceska, T. A.; Downing, K. H.; Baldwin, J. M.; Henderson, R. J. Mol. Biol. 1996, 259, 393-421.
93. Kimura, K.; Vassylev, D. G.; Miyazawa, A.; Kidera, A.; Matsushima, M.; Mitsuoka, K.; Murata, K.; Hirai, T.; Fujiyoshi, Y. Nature 1997, 389, 206-211.
94. Pebay-Peyroula, E.; Rummel, G.; Rosenbusch, J. P.; Landau, E. M. Science 1997, 277, 1676-1681.
95. Müller, D. J.; Büldt, G.; Engel, A. J. Mol. Biol. 1995, 249, 239-243.
96. Müller, D. J.; Kessler, M.; Oesterhelt, F.; Moller, C.; Oesterhelt, D.; Gaub, H. Biophys. J. 2002, 83, 3578-3588.