Mimicking protein-protein electron transfer: Voltammetry of Pseudomonas aeruginosa azurin and the Thermus thermophilus CuA domain at ω-derivatized self-assembled-monolayer gold electrodes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 126, Issue 43, 2004, Pages 13954-13961

  Fujita, Kyoko ^a,b   Nakamura, Nobufumi ^b   Ohno, Hiroyuki ^b   Leigh, Brian S ^a   Niki, Katsumi ^a   Gray, Harry B ^a   Richards, John H ^a  

^a California Institute of Technology ^*  (United States)

^b TOKYO UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND TECHNOLOGY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COPPER; COUPLINGS; ELECTRODES; ELECTRON TRANSITIONS; ELECTRON TUNNELING; HYDROGEN BONDS; MUTAGENESIS; REDOX REACTIONS; SELF ASSEMBLY;

ALKANETHIOL; ELECTRONIC COUPLINGS; PROTON-DONORS; VOLTAMMETRIC RESPONSES;

PROTEINS;

ALKANE DERIVATIVE; AZURIN; COPPER; CYTOCHROME C OXIDASE; GOLD; OXYGEN; PROTEIN; THIOL DERIVATIVE;

ACIDITY; ARTICLE; CYCLIC POTENTIOMETRY; DERIVATIZATION; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; HYDROGEN BOND; MOLECULAR DYNAMICS; MUTANT; OXIDATION REDUCTION REACTION; PH; PROTEIN DOMAIN; PSEUDOMONAS AERUGINOSA; THERMUS THERMOPHILUS; WILD TYPE;

AZURIN; BIOMIMETIC MATERIALS; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODES; ELECTRON TRANSPORT COMPLEX IV; GOLD; KINETICS; MODELS, MOLECULAR; MUTAGENESIS, SITE-DIRECTED; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; PSEUDOMONAS AERUGINOSA; THERMUS THERMOPHILUS;

EID: 7444246848     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja047875o     Document Type: Article

References (61)

1. Bain, C. D.; Evall, J.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7155-7164.
2. Bain, C. D.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7164-7175.
3. Folkers, J. P.; Laibinis, P. E.; Whitesides, G. M. Langmuir 1992, 8, 1330-1341.
4. Laibinis, P. E.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. J. Phys. Chem. 1992, 96, 5097-5105.
5. Atre, S. V.; Leidberg, B.; Allara, D. L. Langmuir 1995, 11, 3882-3893.
6. Tralov, M. J.; Bowden E. F. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1847-1849.
7. Song, S.; Clark, R. A.; Bowden, E. F.; Tarlov, M. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6564-6572.
8. Feng, Z. Q.; Imabayashi, S.; Kakiuchi, T.; Niki, K. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 1367-1370.
9. Avila, A.; Gregory, B. W.; Niki, K.; Cotton, T. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2759-2766.
10. (a) Niki, K. Electrochemistry 2002, 70, 82-90.
11. (b) Niki, K.; Sprinkle J. R.; Margoliash, E. Bioelectrochemistry 2002, 55, 37-40.
12. (c) Niki, K.; Pressler, K. R.; Sprinkle J. R.; Li, H.; Margoliash, E. Elektrokhimiya 2002, 38, 74-78.
13. Niki, K.; Hardy, W. R.; Hill, M. G.; Li, H.; Sprinkle, J. R.; Margoliash, E.; Fujita, K.; Tanimura, R.; Nakamura, N.; Ohno, H.; Richards, J. H.; Gray, H. B. J. Phys. Chem. B. 2003, 107, 9947-9949.
14. Dick, L. A.; Haes, A. M.; Van Duyne, R. P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11752-11762.
15. Gaigalas, A. K.; Niaura, G. J. Colloid Interface Sci. 1997, 193, 60-70.
16. Firstrup, P.; Grubb, M.; Zhang, J.; Christensen, H. E. M.; Hansen, A. M.; Ulstrup, J. J. Electroanal. Chem. 2001, 511, 128-133.
17. Chi, Q.; Zhang, J.; Andersen, E. T.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4669-4679.
18. van de Kamp, M.; Floris, R.; Hall, F. C.; Canters, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 907-908.
19. Farver, O.; Blatt, Y.; Pecht, I. Biochemistry 1982, 21, 3556-3561.
20. Groeneveld, C. M.; Canters, G. W. J. Biol. Chem. 1988, 263, 167-173.
21. Mikkelsen, K. V.; Skov, L. K.; Nar, H.; Farver, O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 5443-5445.
22. Gorren, A. C. F.; den Blaauwen, T.; Canters, G. W.; Hopper, D. J.; Duine, J. A. FEBS Lett. 1996, 381, 140-142.
23. Farver, O.; Skov, L. K.; Young, S.; Bonander, N.; Karlsson, B. G.; Vänngård, T.; Pecht, I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5453-5454.
24. van Pouderoyen, G.; Mazumdar, S.; Hunt, N. I.; Hill, H. A. O.; Canters, G. W. Eur. J. Biochem. 1994, 222, 583-588.
25. Keightley, J. A.; Sanders, D.; Todaro, T. R.; Pastuszyn, A.; Fee, J. A. J. Biol. Chem. 1998, 273, 12006-12016.
26. Williams, P. A.; Blackburn, N. J.; Sanders, D.; Bellamy, H.; Stura, E. A. Fee, J. A.; McRee, D. E. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 509-516.
27. Soulimane, T.; Buse, G.; Bourenkov, G. P.; Bartunik, H. D.; Huber, R.; Than, M. E. EMBO J. 2000, 19, 1766-1776.
28. Iwata S.; Ostermeler, C.; Ludwig, B.; Michel, H. Nature 1995, 376, 660-669.
29. Chang, T. K.; Iverson, S. A.; Rodrigues, C. G.; Kiser, C. N.; Lew, A. Y. C.; Germanas, J. P.; Richards, J. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88, 1325-1329.
30. Slutter, C. E.; Sanders, D.; Wittung, P.; Malmström, B. G.; Aasa, R.; Richards, J. H.; Gray, H. B.; Fee, J. A. Biochemistry 1996, 35, 3387-3395.
31. Tanimura, R.; Hill, M. G.; Margoliash, E.; Niki, K.; Ohno, H.; Gray, H. B. Electrochem. Solid-State Lett. 2002, 5, E67-E70.
32. Widrig, C. A.; Chung, C.; Porter, M. D. J. Electroanal. Chem. 1991, 310, 335-359.
33. Laviron, E. J. Electroanal. Chem. 1979, 101, 19-28.
34. van de Kamp, M.; Silvestrini, M. C.; Brunori, M.; Van Beeumen, J.; Hali, F. C.; Canters, G. W. Eur. J. Biochem. 1990, 194, 109-118.
35. Battistuzzi, G.; Borsari, M.; Loschi, L.; Righi, F.; Sola, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 501-506.
36. Jeuken, L. J. C.; Armstrong, F. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5271-5282.
37. Tezcan, F. A.; Crane, B. R.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 5002-5006.
38. Hsu, C.-P.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1997, 106, 584-598.
39. Wehbi, W. A. Ph.D. Thesis, 2003, California Institute of Technology, Pasadena, CA.
40. Crane, B. R.; Di Bilio, A. J.; Winkler, J. R.; Gray H. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11623-11631.
41. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265-322.
42. 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.
43. Carter, M. T.; Rowe, G. K.; Richardson, J. N.; Tender, L. M.; Terrill, R. H.; Murray, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2896-2899.
44. Wuttke, D. S.; Bjerrum, M. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Science 1992, 256, 1007-1009.
45. Wuttke, D. S.; Bjerrum, M. J.; Chang, I. J.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Biochim. Biophys. Acta 1992, 1101, 168-170.
46. Gray, H. B.; Winkler, J. R. Annu. Rev. Biochem. 1996, 65, 537-561.
47. Immose, C.; Hill, M. G.; Sanders, D.; Fee, J. A.; Slutter, C. E.; Richards, J. H.; Gray, H. B. JBIC 1996, 1, 529-531.
48. Ramirez, B. E.; Malmström, B. G.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 11949-11951.
49. Regan, J. J.; Ramirez, B. E.; Winkler, J. R.; Gray H. B.; Malmström, B. G. J. Bioenerg. Biomembr. 1998, 30, 35-39.
50. Hoke, K. R. Ph.D. Thesis, 2002, California Institute of Technology, Pasadena, CA.
51. Farver, O.; Lu, Y.; Ang, M. C.; Pecht, I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 899-902.
52. Zhen, Y.; Hoganson, C. W.; Babcock, G. T.; Ferguson-Miller, S. J. Biol. Chem. 1999, 274, 38032-38041.
53. Wang, K.; Zhen, Y.; Sadoski, R.; Grinnell, S.; Geren, L.; Ferguson-Miller, S.; Durham, B.; Millett, F. J. Biol. Chem. 1999. 274, 38042-38050.
54. Roberts, V. A.; Pique, M. E. J. Biol. Chem. 1999, 274, 38051-38060.
55. Witt, H.; Malatesta, F.; Nicoletti, F.; Brunori, M.; Ludwig, B. Eur. J. Biochem. 1998, 251, 367-373.
56. Witt, H.; Malatesta, F.; Nicoletti, F.; Brunori, M.; Ludwig, B. J. Biol. Chem. 1998, 273, 5132-5136.
57. Millett, F.; Durham, B. Biochemistry 2002, 41, 11315-11324.
58. Drosou, V.; Malatesta, F.; Ludwig, B. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 2980-2988.
59. Flöck, D.; Helms, V. Proteins 2002, 47, 75-85.
60. Gamelin, D. R.; Randall, D. W.; Hay, M. T.; Houser, R. P.; Mulder, T. C.; Canters, G. W.; de Vries, S.; Tolman, W. B.; Lu, Y.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5246-5263.
61. George, S. D.; Metz, M.; Szilagyi, R. K.; Wang, H.; Cramer, S. P.; Lu, Y.; Tolman, W. B.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5757-567.