Hemoproteins in design of biofuel cells

Fuel Cells

Volumn 9, Issue 1, 2009, Pages 25-36

  Ramanavicius, A ^a   Ramanaviciene, A ^a  

^a VILNIUS UNIVERSITY   (Lithuania)

Author keywords

Alcohol dehydrogenase; Biofuel cell; Biosensor; Conducting polymer; Cytochrome c; Direct electron transfer; Gold electrode; Graphite electrode; Heme c; Horse radish peroxidase; Laccase; Microbial fuel cell; Peroxidase; Polyaniline; Polypyrrole

Indexed keywords

APPLICATIONS; BIOFUELS; BIOSENSORS; CATALYSTS; CELLS; CONDUCTING POLYMERS; CONDUCTIVE PLASTICS; DESIGN; ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRON TRANSITIONS; ENZYMES; FUEL CELLS; GRAPHITE; GRAPHITE ELECTRODES; HEMOGLOBIN; MICROBIAL FUEL CELLS; ORGANIC CONDUCTORS; PHOTOLITHOGRAPHY; POLYANILINE; POLYMERS; POLYPYRROLES; PORPHYRINS;

ALCOHOL DEHYDROGENASE; BIOFUEL CELL; BIOSENSOR; CYTOCHROME C; DIRECT ELECTRON TRANSFER; GOLD ELECTRODE; HEME-C; HORSE-RADISH PEROXIDASE; LACCASE; PEROXIDASE;

CYTOLOGY;

EID: 60849101876     PISSN: 16156846     EISSN: 16156854     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/fuce.200800052     Document Type: Review

References (148)

1. I. Willner, G. Arad, E. Katz, Bioelectrochem. Bioenerg. 1998, 44, 209.
2. R. L. Arechederra, B. L. Treu, S. D. Minteer, J. Power Sources 2007, 173, 156.
3. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 1962.
4. T. Ikeda, K. Kano, Rev. J. Biosci. Bioeng. 2001, 92, 9.
5. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 761.
6. I. Willner, E. Katz, A. F. Buckmann, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10752.
7. M. Wang, F. Zhao, Y. Liu, S. Dong, Biosens. Bioelectron. 2005, 21, 159.
8. C. Vaz-Dominguez, S. Campuzano, O. Rudiger, M. Pita, M. Gorbacheva, S. Shleev, V. M. Fernandez, A. L. De Lacey, Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 531.
9. E. Katz, I. Willner, A. B. Kotlyar, J. Electroanal. Chem. 1999, 479, 64.
10. R. A. Bullen, T. C. Arnot, J. B. Lakeman, F. C. Walsh, Biosens. Bioelectron. 2006, 21, 2015.
11. E. Katz, A. F. Buckmann, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10752.
12. S. Wilkinson, Autonom. Robots 2000, 9, 99.
13. Y. Liu, S. Dong, Biosens. Bioelectron. 2007, 23, 593.
14. I. Lapenaite, A. Ramanaviciene, A. Ramanavicius, Crit. Rev. Anal. Chem. 2006, 36, 13.
15. C. M. Halliwell, E. Simon, C.-S. Toh, P. N. Bartlett, A. E. G. Cass, Anal. Chim. Acta 2002, 453, 191.
16. C. Kang, H. Shin, A. Heller, Bioelectrochemistry 2006, 68, 22.
17. S. Shleev, A. E. Kasmi, T. Ruzgas, L. Gorton, Electrochem. Commun. 2004, 6, 934.
18. A. Christenson, S. Shleev, N. Mano, A. Heller, L. Gorton, Biochim. Biophys. Acta 2006, 1757, 1634.
19. Y. Kamitaka, S. Tsujimura, K. Kataoka, T. Sakurai, T. Ikeda, K. Kano, J. Electroanal. Chem. 2007, 601, 119.
20. S. Tsujimura, H. Tatsumi, J. Ogawa, S. Shimizu, K. Kano, T. Ikeda, J. Electroanal. Chem. 2001, 496, 69.
21. A. Ramanavicius, Anal. Bional. Chem. 2007, 387, 1899.
22. S. Kerzenmacher, J. Ducreé, R. Zengerle, F. von Stetten, J. Power Sources 2008, 182, 1.
23. A. Pothukuchy, N. Mano, G. Georgiou, A. Heller, Biosens. Bioelectron. 2006, 22, 678.
24. S. Kerzenmachera, J. Ducre'e, R. Zengerle, F. von Stetten, J. Power Sources 2008, 182, 66.
25. F. Davis, S. P. J. Higson, Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 1224.
26. S. C. Barton, J. Gallaway, P. Atanassov, Chem. Rev. 2004, 104, 4867.
27. A. Heller, Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 209.
28. J. A. Cracknell, K. A. Vincent, F. A. Armstrong, Chem. Rev. 2008, 108, 2439.
29. S. Shleev, J. Tkac, A. Christenson, T. Ruzgas, A. I. Yaropolov, J. W. Whittaker, L. Gorton, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2517.
30. F. Hollmann, A. Schmid, Biocatal. Biotransform. 2004, 22, 63.
31. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, Analyst 2008, 133, 1083.
32. S. Topcagic, S. D. Minteer, Electrochim. Acta 2006, 51, 2168.
33. N. L. Akers, C. M. Moore, S. D. Minteer, Electrochim. Acta 2005, 50, 2521.
34. C. M. Halliwell, E. Simon, C. S. Toh, A. E. G. Cass, P. N. Bartlett, Bioelectrochemistry 2002, 55, 21.
35. N. Kakehi, T. Yamazaki, W. Tsugawa, K. Sode, Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 2250.
36. V. Laurinavicius, B. Kurtinaitiene, V. Liauksminas, A. Ramanavicius, R. Meskys, R. Rudomanskis, Anal. Lett. 1999, 32, 299.
37. V. Laurinavicius, J. Razumiene, B. Kurtinaitiene, I. Lapenaite, I. Bachmatova, L. Marcinkeviciene, R. Meskys, A. Ramanavicius, Bioelectrochemistry 2002, 55, 29.
38. M. Zayats, E. Katz, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14724.
39. E. Simon, C. M. Halliwell, C. S. Toh, A. E. G. Cass, P. N. Bartlett, J. Electroanal. Chem. 2002, 538-539, 253.
40. N. Yuhashi, M. Tomiyama, J. Okuda, S. Igarashi, K. Ikebukuro, K. Sode, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2145.
41. S. Tsujimura, K. Kano, T. Ikeda, Electrochemistry 2002, 70, 940.
42. T. Ikeda, K. Kano, Biochim. Biophys. Acta 2003, 1647, 121.
43. T. Chen, S. C. Barton, G. Binyamin, Z. Q. Gao, Y. C. Zhang, H. H. Kim, A. Heller, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8630.
44. X. C. Zhang, A. Ranta, A. Halme Biosens. Bioelectron. 2006, 21, 2052.
45. J. Fre'bortova, K. Matsushita, H. Arata, O. Adachi, Biochim. Biophys. Acta 1997, 1363, 24.
46. T. Ikeda, F. Matsushita, M. Senda, Biosens. Bioelectron. 1991, 6, 299.
47. Y. Kamitaka, S. Tsujimura, N. Setoyama, T. Kajino, K. Kano, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1793.
48. T. Ikeda, S. Miyaoka, F. Matsushita, D. Kobayashi, M. Senda, Chem. Lett. 1992, 847.
49. J. Razumiene, M. Niculescu, A. Ramanavicius, V. Laurinavicius, E. Csöregi, Electroanalysis 2002, 14, 43.
50. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, Sens. Actuat. B 2006, 113, 435.
51. G. Davis, H. A. O. Hill, W. J. Aston, I. J. Higgins, A. P. E. Turner, Enzyme Microb. Technol. 1983, 5, 383.
52. B. L. Treu, R. Arechederra, S. D. Minteer, J. Nanosci. Nanotechnol. 2008 (in press).
53. A. Ramanavicius, K. Habermüller, J. Razumiene, R. Meskys, L. Marcinkeviciene, I. Bachmatova, E. Csöregi, V. Laurinavicius, W. Schuhmann, Prog. Colloid Polym. Sci. 2000, 116, 143.
54. B. L. Treu, S. D. Minteer, Bioelectrochemistry 2008, 74, 73.
55. I. Lapenaite, B. Kurtinaitiene, J. Razumiene, V. Laurinavicius, L. Marcinkeviciene, I. Bachmatova, R. Meskys, A. Ramanavicius, Anal. Chim. Acta 2005, 549, 140.
56. I. Lapenaite, B. Kurtinaitiene, L. Marcinkeviciene, I. Bachmatova, V. Laurinavicius, A. Ramanavicius, Chem. Papers 2001, 55, 345.
57. X. Lu, J. Zhou, W. Lu, Q. Liu, J. Li, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 1236.
58. A. Oubrie, H. J. Rozeboom, K. H. Kalk, E. G. Huizinga, B. W. Dijkstra, J. Biol. Chem. 2002, 277, 3727.
59. J. Okuda, K. Sode, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, 314, 793.
60. L. Brunel, J. Denele, K. Servat, K. B. Kokoh, C. Jolivalt, C. Innocent, M. Cretin, M. Rolland, S. Tingry, Electrochem. Commun. 2007, 9, 331.
61. P. Yeh, T. Kuwana, Chem. Lett. 1977, 1145.
62. J. M. Cooper, G. Thompson, C. J. McNeil, Mol. Cryst. Liq. Cryst. A 1993, 235, 127.
63. M. J. Eddowes, H. A. O. Hill, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1977, 771.
64. F. Lisdat, B. Ge, E. Ehrentreich-Foerster, R. Reszka, F. W. Scheller, Anal. Chem. 1999, 71, 1359.
65. E. Katz, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6803.
66. E. Katz, O. Lioubashevski, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3979.
67. T. Ikeda, D. Kobayashi, F. Matsushita, T. Sagara, K. Niki, J. Electroanal. Chem. 1993, 361, 221.
68. A. I. Yaropolov, V. Malovik, S. D. Varfolomeev, I. V. Berezin, Dokl. Akad. Nauk. SSSR 1979, 249, 1399.
69. A. Pizzariello, M. Stred'ansky, S. Miertuš, Bioelectrochemistry 2002, 56, 99.
70. A. Ernst, O. Makowski, B. Kowalewska, K. Miecznikowski, P. J. Kulesza, Bioelectrochemistry 2007, 71, 23.
71. T. Ruzgas, A. Gaigalas, L. Gorton, J. Electroanal. Chem. 1999, 469, 123.
72. I. Willner, E. Katz, F. Patolsky, A. F. Buckmann, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1998, 2, 1817.
73. E. Katz, B. Filanovsky, I. Willner, New J. Chem. 1999, 23, 481.
74. G. P. Shumakovich, S. V. Shleev, O. V. Morozova, P. S. Khohlov, I. G. Gazaryan, A. I. Yaropolov, Bioelectrochemistry 2006, 69, 16.
75. M. Wang, Y. Shen, Y. Liu, T. Wang, F. Zhao, B. Liu, S. Dong, J. Electroanal. Chem. 2005, 578, 121.
76. Y. Liu, M. Wang, F. Zhao, Z. Guo, H. Chen, S. Dong, J. Electroanal. Chem. 2005, 581, 1.
77. M. K. Beissenhirtz, F. W. Scheller, F. Lisdat, Anal. Chem. 2004, 76, 4665.
78. B. Ge, F. Lisdat, Anal. Chim. Acta 2002, 454, 53.
79. I. Willner, V. Heleg-Shabtai, E. Katz, H. K. Rau, W. Haehnel, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6455.
80. A. Ramanavicius, K. Habermüller, E. Csöregi, V. Laurinavicius, W. Schuhmann, Anal. Chem. 1999, 71, 3581.
81. E. Katz, O. Lioubashevski, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11088.
82. Y. Xiong, L. Shi, B. Chen, M. U. Mayer, B. H. Lower, Y. Londer, S. Bose, M. F. Hochella, Jr., J. K. Frederickson, T. C. Squier, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13978.
83. C. M. Eggleston, J. Voeroes, L. Shi, B. H. Lower, T. C. Droubay, P. J. S. Colberg, Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 769.
84. B. H. Lower, R. D. Lins, Z. Oestreicher, T. P. Straatsma, M. F. Hochella, Jr., L. Shi, S. K. Lower, Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 3821.
85. S. Carrara, V. V. Shumyantseva, A. I. Archakov, B. Samorì, Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 148.
86. K. G. Welinder, Curr. Opin. Struct. Biol. 1992, 2, 388.
87. B. Kurtinaitiene, D. Ambrozaite, V. Laurinavicius, A. Ramanaviciene, A. Ramanavicius, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 1547.
88. F. Wu, J. Xu, Y. Tian, Z. Hu, L. Wang, Y. Xian, L. Jin, Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 198.
89. L. Gorton, Electroanalysis 1995, 7, 23.
90. M. C. Kum, K. A. Joshi, W. Chen, N. V. Myung, A. Mulchandani, Talanta 2007, 74, 370.
91. G. X. Ma, T. H. Lu, Y. Y. Xia, Bioelectrochemistry 2007, 71, 180.
92. F. A. Armstrong, H. A. O. Hill, N. J. Walton, Acc. Chem. Res. 1988, 21, 407.
93. A. Heller, Acc. Chem. Res. 1990, 23, 128.
94. F. W. Scheller, N. Bistolas, S. Q. Liu, M. Jönchen, M. Katterle, U. Wollenberger, Adv. Coll. Int. Sci. 2005, 116, 111.
95. L. Z. Zheng, X. Yao, J. H. Li, Curr. Anal. Chem. 2006, 2, 279.
96. X. B. Lu, Z. H. Wen, J. H. Li, Biomaterials 2006, 27, 5740.
97. H. Huang, N. F. Hu, Y. H. Zeng, G. Zhou, Anal. Biochem. 2002, 308, 141.
98. C. X. Cai, J. Chen, Anal. Biochem. 2004, 325, 285.
99. S. Q. Liu, Z. H. Dai, H. Y. Chen, H. X. Ju, Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 963.
100. O. Y. Nadzhafova, V. N. Zaitsev, M. V. Drozdova, A. Vaze, J. F. Rusling, Electrochem. Commun. 2004, 6, 205.
101. X. B. Lu, J. Q. Hu, X. Yao, Z. P. Wang, J. H. Li, Biomacromolecules 2006, 7, 975.
102. Z. Dai, H. Bai, M. Hong, Y. Zhu, J. Bao, J. Shen, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 1869.
103. V. Coman, C. Vaz-Domínguez, R. Ludwig, W. Harreither, D. Haltrich, A. L. De Lacey, T. Ruzgas, L. Gorton, S. Shleev, Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6093.
104. G. Tayhas, R. Palmore, Trends Biotechnol. 2004, 22, 99.
105. S. K. Chaudhuri, D. R. Lovley, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1229.
106. Z. Du, H. R. Li, T. Y. Gu, Biotechnol. Adv. 2007, 25, 464.
107. G. S. Gil, I. S. Chang, B. H. Kim, M. Kim, J. K. Jang, H. S. Park, H. J. Kim, Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 327.
108. B. H. Kim, H. J. Kim, M. S. Hyun, D. H. Park, J. Mocrobiol. Biotechnol. 1999, 9, 127.
109. J. C. Biffinger, J. N. Byrd, B. L. Dudley, B. R. Ringeisen, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 820.
110. C. Dumas, R. Basseguy, A. Bergel, Electrochim. Acta 2008, 53, 5235.
111. J. M. Tront, J. D. Fortner, M. Plötze, J. B. Hughes, A. M. Puzrin, Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 586.
112. D. J. Richardson, Microbiology 2000, 146, 551.
113. P. Mitchell, Nature 1961, 191, 144.
114. T. Burgdorf, O. Lenz, T. Buhrke, E. van der Linden, A. K. Jones, S. P. J. Albracht, B. Friedrich, J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2005, 10, 181.
115. D. Prasad, S. Arun, M. Murugesan, S. Padmanaban, R. S. Satyanarayanan, S. Berchmans, V. Yegnaraman, Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 2604.
116. D. R. Lovely, E. J. P. Philips, Appl. Environ. Microbiol. 1988, 54, 1472.
117. E. Lee, K. Cho, H. W. Ryu, Y. K. Chang, J. Biosci. Bioeng. 1999, 87, 397.
118. D. H. Park, J. G. Zeikus, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002, 59, 58.
119. D. H. Park, B. H. Kim, B. Moore, H. A. O. Hill, M. K. Song, H. W. Rhee, Biotechnol. Tech. 1997, 11, 145.
120. H. Moon, I. S. Chang, B. H. Kim, Biores. Technol. 2006, 97, 621.
121. K. H. Baronian, A. J. Downard, R. K. Lowen, N. Pasco, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002, 60, 108.
122. A. Heiskanen, J. Yakovleva, C. Spegel, R. Taboryski, M. Koudelka-Hep, J. Emneus, T. Ruzgas, Electrochem. Commun. 2004, 6, 219.
123. R. Garjonyte, V. Melvydas, A. Malinauskas, Bioelectrochemistry 2006, 68, 191.
124. R. Garjonyte, A. Malinauskas, Sens. Actuators B 2003, 96, 509.
125. T. Malinauskas, A. Malinauskas, Bull. Electrochem. 2005, 21, 289.
126. N. Mano, F. Mao, A. Heller, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6588.
127. V. Laurinavicius, J. Razumiene, A. Ramanavicius, A. D. Ryabov, Biosens. Bioelectron. 2004, 20, 1217.
128. E. Katz, V. Heleg-Shabtai, B. Willner, I. Willner, A. F. Buckmann, Bioelectrochem. Bioenerg. 1997, 42, 95.
129. A. Ramanavicius, A. Ramanaviciene, A. Malinauskas, Electrochim. Acta 2006, 51, 6025.
130. A. Malinauskas, J. Malinauskiene, A. Ramanavicius, Nanotechnology 2005, 16, R51.
131. K. Ghanbaria, S. Z. Bathaieb, M. F. Mousavi, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 1825.
132. K. Habermuller, A. Ramanavicius, V. Laurinavicius, W. Schuhmann, Electroanalysis 2000, 12, 1383.
133. V. Pardo-Yissar, R. Gabai, A. N. Shipway, T. Bourenko, I. Willner, Adv. Mater. 2001, 13, 1320.
134. O. A. Raitman, E. Katz, A. F. Buckmann, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6487.
135. M. Zayats, E. Katz, R. Baron, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12400.
136. E. Granot, E. Katz, B. Basnar, I. Willner, Chem. Mater. 2005, 17, 4600.
137. E. Katz, I. Willner, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042.
138. O. Lioubashevski, V. I. Chegel, F. Patolsky, E. Katz, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7133.
139. M. J. Moehlenbrock, S. D. Minteer, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1188.
140. G. C. Gil, I. S. Chang, B. H. Kim, M. Kim, J. K. Jang, H. S. Park, H. J. Kim, Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 327.
141. A. Ramanaviciene, A. Ramanavicius, J. Anal. Bioanal. Chem. 2004, 379, 287.
142. A. Ramanaviciene, A. Kausaite, S. Tautkus, A. Ramanavicius, J. Pharm. Pharmacol. 2007, 59, 311.
143. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, J. Acaite, A. Malinauskas, Synth. Met. 2006, 156, 409.
144. A. Ramanaviciene, W. Schuhmann, A. Ramanavicius, Colloid Surf. B 2006, 48, 159.
145. A. Ramanavicius, A. Kausaite, A. Ramanaviciene, Sens. Actuators B 2005, 111-112, 532.
146. B. Cohen, J. Bacteriol. 1931, 21, 18.
147. Z. He, S. D. Minteer, L. T. Angenent, Environ. Sci. Technol. 2005, 36, 5262.
148. D. A. Lowy, L. M. Tender, J. G. Zeikus, D. H. Park, D. R. Lovley, Biosens. Bioelectron. 2006, 21, 2058.