Temperature driven annealing of perforations in bicellar model membranes

Langmuir

Volumn 27, Issue 8, 2011, Pages 4838-4847

  Nieh, Mu Ping ^a   Raghunathan, V A ^b   Pabst, Georg ^c   Harroun, Thad ^d   Nagashima, Kazuomi ^e   Morales, Hannah ^e   Katsaras, John ^f,g   MacDonald, Peter ^e  

^a UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

^b RAMAN RESEARCH INSTITUTE   (India)

^c ERICH SCHMID INSTITUTE OF MATERIALS SCIENCE   (Austria)

^d BROCK UNIVERSITY   (Canada)

^e UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

^f OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^g NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CURVATURE REGIONS; DIFFUSION NMR; DIMYRISTOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; INTERLAMELLAR SPACING; LAMELLAR PHASE; LIPID MIXTURES; MIMETICS; MODEL MEMBRANES; MOLAR RATIO; NMR MEASUREMENTS; PLANAR REGION; PULSED FIELD GRADIENTS; SELF-ASSEMBLED; SMALL ANGLE NEUTRON SCATTERING; SURFACE AREA; TEMPERATURE EFFECTS; TEMPERATURE RANGE; WATER DIFFUSION;

DIFFUSION IN LIQUIDS; NEUTRON SCATTERING;

MIXTURES;

1,2 HEXANOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; 1,2-HEXANOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; DIMYRISTOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; PHOSPHATIDYLCHOLINE;

ARTICLE; ARTIFICIAL MEMBRANE; BIOLOGICAL MODEL; CHEMISTRY; DIFFUSION; LIPID BILAYER; PERMEABILITY; POROSITY; SPECTROSCOPY; TEMPERATURE;

DIFFUSION; DIMYRISTOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE; LIPID BILAYERS; MEMBRANES, ARTIFICIAL; MODELS, BIOLOGICAL; PERMEABILITY; PHOSPHATIDYLCHOLINES; POROSITY; SPECTRUM ANALYSIS; TEMPERATURE;

EID: 79953882348     PISSN: 07437463     EISSN: 15205827     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la104750x     Document Type: Article

References (119)

1. Sanders, C. R.; Hare, B. J.; Howard, K. P.; Prestegard, J. H. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1994, 26, 421-444
2. Sanders, C. R.; Oxenoid, K. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1508, 129-145
3. While, J. A.; Deems, R.; Vold, R. R.; Dennis, E. A. Bioorg. Chem. 2002, 30, 431-442
4. Nevzorov, A,A; Mesleh, M. F.; Opella, S. J. Magn. Reson. Chem. 2004, 42, 162-171
5. Sanders, C. R.; Hoffmann, A. K.; Gray, D. N.; Keyes, M. H.; Ellis, C. D. ChemBioChem 2004, 5, 423-426
6. De Angelis, A. A.; Jones, D. H.; Grant, C. V.; Park, S. H.; Mesleh, M. F.; Opella, S. J. Methods Enzymol. 2005, 394, 350-382
7. Marcotte, I.; Auger, M. Concepts Magn. Reson., A 2005, 24A, 17-37
8. Katsaras, J.; Harroun, T. A.; Pencer, J.; Nieh, M. P. Naturwissenschaften 2005, 92, 355-366
9. Sanders, C. R.; Sönnichsen, F. Magn. Reson. Chem. 2006, 44, S24-S40
10. Prosser, R. S.; Evanics, F.; Kitevski, J. L.; Al-Abdul-Wahid, M. S. Biochemistry 2006, 45, 8453-8465
11. Poget, S. F.; Girvin, M. E. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 3098-3106
12. Kim, H. J.; Howell, S. C.; Van Horn, W. D.; Jeon, Y. H.; Sanders, C. R. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2009, 55, 335-360
13. Ram, P.; Prestegard, J. H. Biochim. Biophys. Acta 1988, 940, 289-294
14. Sanders, C. R.; Prestegard, J. H. Biophys. J. 1990, 58, 447-460
15. Sanders, C. R.; Schwonek, J. P. Biochemistry 1992, 31, 8898-8905
16. Sanders, C. R.; Landis, G. C. Biochemistry 1995, 34, 4030-4040
17. Drechsler, A.; Separovic, F. IUBMB Life 2003, 55, 515-523
18. Williamson, P. T. F.; Zandomeneghi, G.; Barrantes, F. J.; Watts, A.; Meier, B. H. Mol. Membr. Biol. 2005, 22, 485-496
19. Triba, M. N.; Zoonens, M.; Popot, J. L.; Devaux, P. F.; Warschawski, D. E. Eur. Biophys. J. 2006, 35, 268-275
20. De Angelis, A. A.; Howell, S. C.; Nevzorov, A. A.; Opella, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12256-12267
21. Park, S. H.; De Angelis, A. A.; Nevzorov, A. A.; Wu, C. H.; Opella, S. J. Biophys. J. 2006, 91, 3032-3042
22. De Angelis, A. A.; Opella, S. J. Nat. Protoc. 2007, 2, 2332-2338
23. Nevzorov, A. A.; Park, S. H.; Opella, S. J. J. Biomol. NMR 2007, 37, 113-116
24. Durr, U. H. N.; Yamamoto, K.; Im, S. C.; Waskell, L.; Ramamoorthy, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6670-6671
25. Park, S. H.; Opella, S. J. Protein Sci. 2007, 16, 2205-2215
26. Muller, S. D.; De Angelis, A. A.; Walther, T. H.; Grage, S. L.; Lange, C.; Opella, S. J.; Ulrich, A. S. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 3071-3079
27. Mahalakshmi, R.; Franzin, C. M.; Choi, J.; Marassi, F. M. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 3216-3224
28. Durr, U. H. N.; Waskell, L.; Ramamoorthy, A. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 3235-3259
29. McKibbin, C.; Farmer, N. A.; Jeans, C.; Reeves, P. J.; Khorana, H. G.; Wallace, B. A.; Edwards, P. C.; Villa, C.; Booth, P. J. J. Mol. Biol. 2007, 374, 1319-1332
30. Mahalakshmi, R.; Marassi, F. M. Biochemistry 2008, 47, 6531-6538
31. Park, S. H.; Loudet, C.; Marassi, F. M.; Dufourc, E. J.; Opella, S. J. J. Magn. Reson. 2008, 193, 133-138
32. Xu, C. Q.; Gagnon, E.; Call, M. E.; Schnell, J. R.; Schwieters, C. D.; Carman, C. V.; Chou, J. J.; Wucherpfennig, K. W. Cell 2008, 135, 702-713
33. Daily, A. E.; Greathouse, D. V.; van der Wel, P. C. A.; Koeppe, R. E. Biophys. J. 2008, 94, 480-491
34. Diller, A.; Loudet, C.; Aussenac, F.; Raffard, G.; Fournier, S.; Laguerre, M.; Grelard, A.; Opella, S. J.; Marassi, F. M.; Dufourc, E. J. Biochimie 2009, 91, 744-751
35. Naito, A. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2009, 36, 67-76
36. Cui, T. X.; Canlas, C. G.; Xu, Y.; Tang, P. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1798, 161-166
37. Bocharov, E. V.; Pustovalova, Y. E.; Pavlov, K. V.; Volynsky, P. E.; Goncharuk, M. V.; Ermolyuk, Y. S.; Karpunin, D. V.; Schulga, A. A.; Kirpichnikov, M. P.; Efremov, R. G.; Maslennikov, I. V.; Arseniev, A. S. J. Biol. Chem. 2007, 282, 16256-16266
38. Poget, S. F.; Girvin, M. E. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 3098-3106
39. Wang, G. S. Curr Protein Pept. Sci. 2008, 9, 50-69
40. Lee, D.; Walter, K. F. A.; Bruckner, A. K.; Hilty, C.; Becker, S.; Griesinger, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13822-13823
41. Hiller, S.; Wagner, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 19, 396-401
42. Kim, H. J.; Howell, S. C.; Van Horn, W. D.; Jeon, Y. H.; Sanders, C. R. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2009, 55, 335-360
43. Sanders, C. R.; Landis, G. C. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 6470-6471
44. Struppe, J.; Komives, E. A.; Taylor, S. S.; Vold, R. R. Biochemistry 1998, 37, 15523-15527
45. Losonczi, J. A.; Tian, F.; Prestegard, J. H. Biochemistry 2000, 39, 3804-3816
46. Yu, K.; Kang, S.; Kim, S. D.; Ryu, P. D.; Kim, Y. J. Biomol. Struct. 2001, 18, 595-606
47. Whiles, J. A.; Brasseur, R.; Glover, K. J.; Melacini, G.; Komives, E. A.; Vold, R. R. Biophys. J. 2001, 80, 280-293
48. Glover, K. J.; Whiles, J. A.; Wood, M. J.; Melacini, G.; Komives, E. A.; Vold, R. R. Biochemistry 2001, 40, 13137-13142
49. Marcotte, I.; Dufourc, E. J.; Ouellet, M.; Auger, M. Biophys. J. 2003, 85, 328-339
50. Lindberg, M.; Biverstahl, H.; Graslund, A.; Maler, L. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 3055-3063
51. Biverstahl, H.; Andersson, A.; Graslund, A; Maler, L. Biochemistry 2004, 43, 14940-14947
52. Ellena, J. F.; Moulthrop, J.; Wu, J.; Rauch, M.; Jaysinghne, S.; Castle, J. D.; Cafiso, D. S. Biophys. J. 2004, 87, 3221-3233
53. Anderluh, G.; Razpotnik, A.; Podlesek, Z.; Macek, P.; Separovic, F.; Norton, R. S. J. Mol. Biol. 2005, 347, 27-39
54. Dvinskikh, S. V.; Durr, U. H. N.; Yamamoto, K.; Ramamoorthy, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 794-802
55. Al-Abdul-Wahid, M. S.; Neale, C.; Pomes, R.; Prosser, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6452-6459
56. Tjandra, N; Bax, A. Science 1997, 278, 1111-1114
57. Vold, R. R.; Deese, A. J.; Prosser, R. S. J. Biomol. NMR 1997, 9, 329-335
58. Bax, A.; Tjandra, N. J. Biomol. NMR 1997, 10, 289-292
59. Clore, G. M.; Gronenborn, A. M.; Bax, A. J. Magn. Reson. 1998, 133, 216-221
60. Ottiger, M.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1999, 13, 187-191
61. Fischer, M. W. F.; Losonczi, J. A.; Weaver, J. L.; Prestegard, J. H. Biochem. 1999, 38, 9013-9022
62. Markus, M. A.; Gerstner, R. B.; Draper, D. E.; Torchia, D. A. J. Mol. Biol. 1999, 292, 375-387
63. Boyd, J.; Redfield, C. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7441-7442
64. Cavagnero, S.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. J. Biomol. NMR 1999, 13, 387-391
65. Cornilescu, G.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10143-10154
66. Schwalbe, H.; Grimshaw, S. B.; Spencer, A.; Buck, M.; Boyd, J.; Dobson, C. M.; Redfield, C.; Smith, L. J. Protein Sci. 2001, 10, 677-688
67. Ohnishi, S.; Shortle, D. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2003, 50, 546-551
68. Luhrs, T. T.; Zahn, R.; Wuthrich, K. J. Mol. Biol. 2006, 357, 833-841
69. Arnold, A.; Labrot, T.; Oda, R.; Dufourc, E. J. Biophys. J. 2002, 83, 2667-2680
70. Van Dam, L.; Karlsson, G.; Edwards, K. Biochim. Biophys. Acta 2004, 1664, 241-256
71. Van Dam, L.; Karlsson, G.; Edwards, K. Langmuir 2006, 22, 3280-3285
72. Rowe, B. A.; Neal, S. L. Langmuir 2003, 19, 2039-2048
73. Ottinger, M.; Bax, A. J. Biomol. NMR 1998, 12, 361-372
74. Raffard, G.; Steinbruckner, S.; Arnold, A.; Davis, J. H.; Dufourc, E. J. Langmuir 2000, 16, 7655-7662
75. Sternin, E.; Nizza, D.; Gawrisch, K. Langmuir 2001, 17, 2610-2616
76. Boltze, J.; Fujisawa, T.; Nagao, T.; Norisada, K.; Saito, H.; Naito, A. Chem. Phys. Lett. 2000, 329, 215-220
77. Luchette, P. A.; Vetman, T. N.; Prosser, R. S.; Hancock, R. E.; Nieh, M. P.; Glinka, C. J.; Krueger, S.; Katsaras, J. Biochim. Biophys. Acta 2001, 1513, 83-94
78. Nieh, M. P.; Ginka, C. J.; Krueger, S.; Prosser, R. S.; Katsaras, J. Langmuir 2001, 17, 2629-2638
79. Nieh, M. P.; Ginka, C. J.; Krueger, S.; Prosser, R. S.; Katsaras, J. Biophys. J. 2002, 82, 2487-2498
80. Nieh, M. P.; Raghunathan, V. A.; Glinka, C. J.; Harroun, T. A.; Pabst, G.; Katsaras, J. Langmuir 2004, 20, 7893-7897
81. Nieh, M.-P.; Raghunathan, V. A.; Glinka, C. J.; Harroun, T. A.; Katsaras, J. Macromol. Symp. 2005, 219, 135-145
82. Harroun, T. A.; Koslowsky, M.; Nieh, M. P.; de Lannoy, C. F.; Raghunathan, V. A.; Katsaras, J. Langmuir 2005, 21, 5356-5361
83. Vold, R. R.; Prosser, R. S. J. Magn. Reson., Ser. B 1996, 113, 267-271
84. Soong, R.; Nieh, M.-P.; Nicholson, E.; Katsaras, J.; Macdonald, P. M. Langmuir 2010, 26, 2630-2638
85. Katsaras, J.; Donaberger, R. L.; Swainson, I. P.; Tennant, D. C.; Tun, Z.; Vold, R. R.; Prosser, R. S. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 899-902
86. Prosser, R. S.; Hunt, S. A.; DiNatale, J. A.; Vold, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 269-270
87. Prosser, R. S.; Hwang, J. S.; Vold, R. R. Biophy. J. 1998, 74, 2405-2418
88. Cardon, T. B.; Tiburu, E. K.; Lorigan, G. A. J. Magn. Reson. 2003, 161, 77-90
89. Gaemers, S.; Bax, A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12343-12352
90. Soong, R.; Macdonald, P. M. Biophys. J. 2005, 89, 1850-1860
91. Losonczi, J.; Prestegard, J. H. J. Biomol. NMR 1998, 12, 447-451
92. Crowell, K. J.; Macdonald, P. M. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1416, 21-30
93. Nieh, M.-P.; Raghunathan, V. A.; Wang, H; Katsaras, J. Langmuir 2003, 19, 6936-6941
94. Triba, M. N.; Warschawski, D. E.; Devaux, P. E. Biophys. J. 2005, 88, 1887-1901
95. Soong, R.; Macdonald, P. M. Langmuir 2009, 25, 380-390
96. Luzzati, V.; Husson, F J. Cell. Biol. 1962, 12, 207-219
97. Kučerka, N.; Nagle, J. F.; Feller, S. E.; Balgavý, P. Phys. Rev. E 2004, 69, 051903-1-051903-9
98. Nagle, J. F.; Tristram-Nagle, S. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1469, 159-195
99. Ammann, C.; Meier, P.; Mebach, A. E. J. Magn. Reson. 1982, 46, 319-321
100. Tanner, J. E. J. Chem. Phys. 1970, 52, 2523-2526
101. Fauth, J. M.; Schweiger, A.; Braunschweiler, L.; Forrer, J.; Ernst, R. R. J. Magn. Reson. 1986, 66, 74-85
102. Mills, R. J. Phys. Chem. 1973, 77, 685-688
103. Pabst, G.; Rappolt, M.; Amenitsch, H.; Bernstorff, S.; Laggner, P. Langmuir 2000, 16, 8994-9001
104. Pabst, G.; Katsaras, J.; Raghunathan, V. A.; Rappolt, M. Langmuir 2003, 19, 1716-1722
105. Nieh, M.-P.; Harroun, T. A.; Raghunathan, V. A.; Glinka, C. J.; Katsaras, J. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 158105-1-158105-9
106. Nieh, M.-P.; Harroun, T. A.; Raghunathan, V. A.; Glinka, C. J.; Katsaras, J. Biophy. J. 2004, 86, 2615-2629
107. Helfrich, W. Z. Naturforsch. 1975, 30, 841-842
108. Helfrich, W. J. Phys. (Paris) 1985, 46, 1263-1268
109. Roux, D.; Nallet, F.; Freyssingeas, E.; Porte, G.; Bassereau, P.; Skouri, M.; Marignan, J. Europhys. Lett. 1992, 17, 575-581
110. Schomäcker, R.; Strey, R. J. Phys. Chem. 1994, 98, 3908-3912
111. von Berlepsch, H.; de Vries, R. Eur. Phys. J. E 2000, 1, 141-152
112. Rawicz, W.; Olbrich, K. C.; McIntosh, T.; Needham, D.; Evans, E. Biophys. J. 2000, 79, 328-339
113. Winterhalter, M.; Helfrich, W. J. Phys. Chem. 1988, 92, 6865-6867
114. Mitchell, D. J.; Ninham, B. W. Langmuir 1989, 5, 1121-1123
115. Lekkerkerker, H. N. W. Physica A 1990, 167, 384-394
116. Riske, K. A.; Amaral, L. Q.; Döbereiner, H.-G.; Lamy, M. T. Biophys. J. 2004, 86, 3722-3733
117. Triba, M. N.; Devaux, P. H.; Warschawski, D. E. Biophys. J. 2006, 91, 1357-1367
118. Finkelstein, A. Water movement through lipid bilayers, pores, and plasma membranes. Theory and reality; Wiley and Sons: New York, 1987.
119. Wästerby, P.; Orädd, G.; Lindblom, G. J. Magn. Res. 2002, 157, 156-159