Diffusion dynamics of motor-driven transport: gradient production and self-organization of surfaces

Langmuir

Volumn 24, Issue 23, 2008, Pages 13509-13517

  Vikhorev, Petr G ^a   Vikhoreva, Natalia N ^a   Sundberg, Mark ^a   Balaz, Martina ^a   Albet Torres, Nuria ^a   Bunk, Richard ^b   Kvennefors, Anders ^b   Liljesson, Kenneth ^a   Nicholls, Ian A ^a   Nilsson, Leif ^c   Omling, Pär ^b   Tågerud, Sven ^a   Montelius, Lars ^b   Månsson, Alf ^a  

^a LINNAEUS UNIVERSITY   (Sweden)

^b LUND UNIVERSITY   (Sweden)

^c Mätfakta i Kalmar AB   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIN FILAMENTS; ARTIFICIAL SURFACES; BIO-SENSING; BIOLOGICAL STUDIES; CELL MOTILITIES; CYTOSKELETAL FILAMENTS; DENSITY GRADIENTS; DIFFUSION COEFFICIENTS; DIFFUSION DYNAMICS; DISSOCIATION RATE CONSTANTS; EINSTEIN EQUATIONS; ENERGY TRANSDUCTIONS; IN CELLS; IN-VITRO; MOLECULAR MOTORS; MOTOR FUNCTIONS; NANO-PATTERNING; NANO-SCALE; NOVEL METHODS; RANDOM MOTIONS; SELF ORGANIZATIONS; SURFACE GRADIENTS; TOPOGRAPHICAL FEATURES;

AMINO ACIDS; BINDING ENERGY; BINDING SITES; BIOMOLECULES; CYTOLOGY; DISSOCIATION; DRAG; EQUATIONS OF MOTION; LINEAR MOTORS; MOLECULAR INTERACTIONS; MOTORS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; RATE CONSTANTS;

FILAMENTS (LAMP);

ACTIN; FIBRONECTIN; MOLECULAR MOTOR; MYOSIN SUBFRAGMENT;

ADSORPTION; ANIMAL; ARTICLE; ARTIFICIAL MEMBRANE; CELL MOTION; CHEMISTRY; CYTOLOGY; DIFFUSION; HUMAN; METABOLISM; MICROFILAMENT; PARTICLE SIZE; PHYSIOLOGY; RABBIT; SKELETAL MUSCLE; SURFACE PROPERTY; THERMODYNAMICS;

ACTINS; ADSORPTION; ANIMALS; CELL MOVEMENT; DIFFUSION; FIBRONECTINS; HUMANS; MEMBRANES, ARTIFICIAL; MICROFILAMENTS; MOLECULAR MOTOR PROTEINS; MUSCLE, SKELETAL; MYOSIN SUBFRAGMENTS; PARTICLE SIZE; RABBITS; SURFACE PROPERTIES; THERMODYNAMICS;

EID: 62649141432     PISSN: 07437463     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la8016112     Document Type: Article

References (71)

1. Howard, J. Mechanics of Motor Proteins and the Cytoskeleton; Sinauer Associates: Sunderland, MA, 2001.
2. Geeves, M. A.; Holmes, K. C. AdV. Protein Chem. 2005, 71, 161-193.
3. Huxley, A. F. Prog. Biophys. Biophys. Chem. 1957, 7, 255-318.
4. Toyoshima, Y. Y.; Kron, S. J.; McNally, E. M.; Niebling, K. R.; Toyoshima, C.; Spudich, J. A. Nature 1987, 328, 536-539.
5. Harada, Y.; Noguchi, A.; Kishino, A.; Yanagida, T. Nature 1987, 326, 805-808.
6. Harada, Y.; Sakurada, K.; Aoki, T.; Thomas, D. D.; Yanagida, T. J. Mol. Biol. 1990, 216, 49-68.
7. Fraser, I. D.; Marston, S. B. J. Biol. Chem. 1995, 270, 7836-7841.
8. Tsiavaliaris, G.; Fujita-Becker, S.; Manstein, D. J. Nature 2004, 427, 558- 561.
9. Suzuki, H.; Yamada, A.; Oiwa, K.; Nakayama, H.; Mashiko, S. Biophys. J. 1997, 72, 1997-2001.
10. Bunk, R.; Klinth, J.; Montelius, L.; Nicholls, I. A.; Omling, P.; Tagerud, S.; Månsson, A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 301, 783-788.
11. Homsher, E.; Wang, F.; Sellers, J. R. Am. J. Physiol. 1992, 262, C714- C723.
12. Kron, S. J.; Toyoshima, Y. Y.; Uyeda, T. Q.; Spudich, J. A. Methods Enzymol. 1991, 196, 399-416.
13. Kron, S. J.; Spudich, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 6272- 6276.
14. Duke, T.; Holy, T. E.; Leibler, S. Phys. ReV. Lett. 1995, 74, 330-333.
15. Nicolau, D. V.; Nicolau, D. V. Curr. Appl. Phys. 2004, 4, 316-319.
16. Kraikivski, P.; Lipowsky, R.; Kierfeld, J. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 258103.
17. Clemmens, J.; Hess, H.; Howard, J.; Vogel, V. Langmuir 2003, 19, 1738- 1744.
18. Sundberg, M.; Bunk, R.; Albet-Torres, N.; Kvennefors, A.; Persson, F.; Montelius, L.; Nicholls, I. A.; Ghatnekar-Nilsson, S.; Omling, P.; Tagerud, S.; Mansson, A. Langmuir 2006, 22, 7286-7295.
19. Hiratsuka, Y.; Tada, T.; Oiwa, K.; Kanayama, T.; Uyeda, T. Q. Biophys. J. 2001, 81, 1555-1561.
20. Clemmens, J.; Hess, H.; Lipscomb, R.; Hanein, Y.; Bohringer, K. F.; Matzke, C. M.; Bachand, G. D.; Bunker, B. C.; Vogel, V. Langmuir 2003, 19, 10967-10974.
21. Hess, H.; Clemmens, J.; Brunner, C.; Doot, R.; Luna, S.; Ernst, K. H.; Vogel, V. Nano Lett 2005, 5, 629-633.
22. Mahanivong, C.; Wright, J. P.; Kekic, M.; Pham, D. K.; dos Remedios, C.; Nicolau, D. V. Biomed. Microdev. 2002, 4, 111-116.
23. Sundberg, M.; Balaz, M.; Bunk, R.; Rosengren-Holmberg, J. P.; Montelius, L.; Nicholls, I. A.; Omling, P.; Tagerud, S.; Månsson, A. Langmuir 2006, 22, 7302-7312.
24. Mansson, A.; Klinth, J.; Johansson-Karlsson, E.; Widén, C.; Johnsson, J.; Montelius, L. Biophys. J. 2001, 80, 77a.
25. Bourdieu, L.; Duke, T.; Elowitz, M. B.; Winkelmann, D. A.; Leibler, S.; Libchaber, A. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 176-179.
26. Toyoshima, Y. Y.; Toyoshima, C.; Spudich, J. A. Nature 1989, 341, 154-156.
27. Yamada, A.; Yoshio, M.; Nakayama, H. FEBS Lett. 1997, 409, 380-384.
28. Genzer, J.; Bhat, R. R. Langmuir 2008, 24, 2294-2317.
29. Dalby, M. J.; Gadegaard, N.; Tare, R.; Andar, A.; Riehle, M. O.; Herzyk, P.; Wilkinson, C. D. W.; Oreffo, R. O. C. Nat. Mater. 2007, 6, 997-1003.
30. Dertinger, S. K. W.; Jiang, X. Y.; Li, Z. Y.; Murthy, V. N.; Whitesides, G. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12542-12547.
31. Plummer, S. T.; Wang, Q.; Bohn, P. W.; Stockton, R.; Schwartz, M. A. Langmuir 2003, 19, 7528-7536.
32. Park, S. H.; Krull, U. Anal. Chim. Acta 2006, 564, 133-140.
33. Jiang, X. Y.; Xu, Q. B.; Dertinger, S. K. W.; Stroock, A. D.; Fu, T. M.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 2005, 77, 2338-2347.
34. Reuther, C.; Hajdo, L.; Tucker, R.; Kasprzak, A. A.; Diez, S. Nano Lett 2006, 6, 2177-2183.
35. Bachand, G. D.; Rivera, S. B.; Carroll-Portillo, A.; Hess, H.; Bachand, M. Small 2006, 2, 381-385.
36. Månsson, A.; Sundberg, M.; Balaz, M.; Bunk, R.; Nicholls, I. A.; Omling, P.; Tågerud, S.; Montelius, L. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, 314, 529- 534.
37. Patolsky, F.; Weizmann, Y.; Willner, I. Nat. Mater. 2004, 3, 692-695.
38. Ott, A.; Magnasco, M.; Simon, A.; Libchaber, A. Phys. ReV. E 1993, 48, R1642-R1645.
39. Gittes, F.; Mickey, B.; Nettleton, J.; Howard, J. J. Cell Biol. 1993, 120, 923-934.
40. Selmeczi, D.; Mosler, S.; Hagedorn, P. H.; Larsen, N. B.; Flyvbjerg, H. Biophys. J. 2005, 89, 912-931.
41. Riveline, D.; Ott, A.; Julicher, F.; Winkelmann, D. A.; Cardoso, O.; Lacapere, J. J.; Magnusdottir, S.; Viovy, J. L.; Gorre-Talini, L.; Prost, J. Eur. Biophys. J. 1998, 27, 403-408.
42. Sundberg, M.; Rosengren, J. P.; Bunk, R.; Lindahl, J.; Nicholls, I. A.; Tagerud, S.; Omling, P.; Montelius, L.; Månsson, A. Anal. Biochem. 2003, 323, 127-138.
43. Bunk, R.; Sundberg, M.; Nicholls, I. A.; Omling, P.; Tågerud, S.; Månsson, A.; Montelius, L. Nanotechnology 2005, 16, 710-717.
44. Pardee, J. D.; Spudich, J. A. Methods Cell Biol. 1982, 24, 271-289.
45. Mansson, A.; Tagerud, S. Anal. Biochem. 2003, 314, 281-293.
46. Balaz, M.; Sundberg, M.; Persson, M.; Kvassman, J.; Månsson, A. Biochemistry 2007, 46, 7233-7251.
47. Balaz, M.; Mansson, A. Anal. Biochem. 2005, 338, 224-236.
48. Klinth, J.; Arner, A.; Mansson, A. J. Muscle Res. Cell Motil. 2003, 24, 15-32.
49. Isambert, H.; Venier, P.; Maggs, A. C.; Fattoum, A.; Kassab, R.; Pantaloni, D.; Carlier, M. F. J. Biol. Chem. 1995, 270, 11437-11444.
50. Vikhorev, P. G.; Vikhoreva, N. N.; Mansson, A. Biophys. J. 2008, 95.
51. Dill, K. A.; Bromberg, S. Molecular DriVing Forces: Statistical Thermodynamics in Chemistry and Biology; Garland Science: New York, 2003.
52. Banks, D. S.; Fradin, C. Biophys. J. 2005, 89, 2960-2971.
53. Janmey, P. A.; Peetermans, J.; Zaner, K. S.; Stossel, T. P.; Tanaka, T. J. Biol. Chem. 1986, 261, 8357-8362.
54. Nitta, T.; Hess, H. Nano Lett 2005, 5, 1337-1342.
55. van den Heuvel, M. G.; Bolhuis, S.; Dekker, C. Nano Lett 2007, 7, 3138- 3144.
56. Albet-Torres, N.; O'Mahony, J.; Charlton, C.; Balaz, M.; Lisboa, P.; Aastrup, T.; Månsson, A.; Nicholls, I. A. Langmuir 2007, 23, 11147-11156.
57. Månsson, A.; Tågerud, S.; Sundberg, M.; Rosengren, J. P.; Montelius, L.; Omling, P.; Bunk, R.; Nicholls, I. A.; Balaz, M. Swedish Patent SE 528 700 C2 (priority, 04 September, 2004), 2007.
58. Anamelechi, C. C.; Clermont, E. E.; Brown, M. A.; Truskey, G. A.; Reichert, W. M. Langmuir 2007, 23, 12583-12588.
59. Smith, J. T.; Tomfohr, J. K.; Wells, M. C.; Beebe, T. P.; Kepler, T. B.; Reichert, W. M. Langmuir 2004, 20, 8279-8286.
60. Kabsch, W.; Mannherz, H. G.; Suck, D.; Pai, E. F.; Holmes, K. C. Nature 1990, 347, 37-44.
61. Lorenz, M.; Popp, D.; Holmes, K. C. J. Mol. Biol. 1993, 234, 826-836.
62. Maheshwari, G.; Brown, G.; Lauffenburger, D. A.; Wells, A.; Griffith, L. G. J. Cell. Sci. 2000, 113, 1677-1686.
63. Dalby, M. J.; Riehle, M. O.; Johnstone, H.; Affrossman, S.; Curtis, A. S. G. Biomaterials 2002, 23, 2945-2954.
64. Hallstrom, W.; Martensson, T.; Prinz, C.; Gustavsson, P.; Montelius, L.; Samuelson, L.; Kanje, M. Nano Lett. 2007, 7, 2960-2965.
65. Lee, K. B.; Park, S. J.; Mirkin, C. A.; Smith, J. C.; Mrksich, M. Science 2002, 295, 1702-1705.
66. Kinosian, H. J.; Newman, J.; Lincoln, B.; Selden, L. A.; Gershman, L. C.; Estes, J. E. Biophys. J. 1998, 75, 3101-3109.
67. Engler, A. J.; Griffin, M. A.; Sen, S.; Bonnemann, C. G.; Sweeney, H. L.; Discher, D. E. J. Cell Biol. 2004, 166, 877-887.)
68. Tucker, R.; Katira, P.; Hess, H. Nano Lett 2008, 8, 221-226.
69. Ionov, L.; Stamm, M.; Diez, S. Nano Lett 2005, 5, 1910-1914.
70. Kierfeld, J.; Gutjahr, P.; Kuhne, T.; Kraikivski, P.; Lipowsky, R. J. Comput. Theor. Nanosci. 2006, 3, 898-911.
71. Ionov, L.; Stamm, M.; Diez, S. Nano Lett. 2006, 6, 1982-1987.