Oriented immobilization of a membrane-bound hydrogenase onto an electrode for direct electron transfer

Langmuir

Volumn 27, Issue 10, 2011, Pages 6449-6457

  Gutiérrez Sánchez, Cristina ^a   Olea, David ^a   Marques, Marta ^c   Fernández, Victor M ^a   Pereira, Inês A C ^c   Vélez, Marisela ^a,b   Lacey, Antonio L De ^a  

^a INSTITUTO DE CATÁLISIS Y PETROLEOQUÍMICA   (Spain)

^b INSTITUTO MADRILEÑO DE ESTUDIOS AVANZADOS EN NANOCIENCIA IMDEA NANOCIENCIA   (Spain)

^c INSTITUTO DE TECNOLOGIA QUÍMICA E BIOLÓGICA   (Portugal)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CATALYSIS; CELL MEMBRANES; CONFORMATIONS; ELECTRODES; ELECTRON TRANSITIONS; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; ENZYME IMMOBILIZATION; GOLD; GOLD METALLURGY; IRON COMPOUNDS; NICKEL COMPOUNDS; PHOSPHOLIPIDS; SELENIUM COMPOUNDS;

BIOELECTRONIC APPLICATIONS; CONTROLLED ORIENTATION; DESULFOVIBRIO VULGARIS; DIRECT ELECTRON TRANSFER; ELECTROCHEMICAL METHODS; MEDIATED ELECTRON TRANSFER; MEMBRANE-BOUND ENZYMES; ORIENTED IMMOBILIZATIONS;

ENZYME ELECTRODES;

EID: 79958158071     PISSN: 07437463     EISSN: 15205827     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la200141t     Document Type: Article

References (52)

1. Armstrong, F. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 110-117.
2. Leger, C.; Bertrand, P. Chem. Rev. 2008, 108, 2379-2438.
3. Willner, I; Katz, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 1180-1218.
4. Heller, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 209-216.
5. Jeuken, L. J. C. Nat. Prod. Rep. 2009, 26, 1234-1240.
6. Heffron, K.; Leger, C.; Rothery, R. A.; Weiner, J. H.; Armstrong, F. A. Biochemistry 2001, 40, 3117-3126.
7. Zu, Y.; Shannon, R. J.; Hirst, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6020-6021.
8. Goldet, G.; Wait, A. F.; Cracknell, J. A.; Vincent, K. A.; Ludwig, M.; Lenz, O.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11106-11113.
9. Marchal, D.; Pantigny, M.; Laval, J. M.; Moiroux, J.; Bourdillon, C. Biochemistry 2001, 40, 1248-1256.
10. Jeuken, L. J. C.; Connell, S. D.; Henderson, P. J. F.; Gennis, R. B.; Evans, S. D.; Bushby, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1711-1716.
11. Infossi, P.; Lojou, E.; Chauvin, J. P.; Herbette, G.; Brugna, M.; Giudici-Orticoni, M. T. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 10778-10789.
12. De Lacey, A. L.; Fernandez, V. M.; Rousset, M.; Cammack, R. Chem. Rev. 2007, 107, 4304-4330.
13. Cracknell, J. A.; Vincent, K. A.; Armstrong, F. A. Chem. Rev. 2008, 108, 2439-2461.
14. Yaropolov, A. I.; Karyakin, A. A.; Varfolomeev, S. D.; Berezin, I. V. Bioelectrochem. Bioenerg. 1984, 12, 267-274.
15. Butt, J. N.; Filipiak, M.; Hagen, W. R. Eur. J. Biochem. 1997, 245, 116-122.
16. Pershad, H. R.; Duff, J. L. C.; Heering, H. A.; Duin, E. C.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A. Biochemistry 1999, 38, 8992-8999.
17. Hoeben, F. J. M.; Meijer, F. S.; Dekker, C.; Albracht, S. P. J.; Heering, H. A.; Lemay, S. G. ACS Nano 2008, 2, 2497-2504.
18. Hoeben, F. J. M.; Heller, I.; Albracht, S. P. J.; Dekker, C.; Lemay, S. G.; Heering, H. A. Langmuir 2008, 24, 5925-5931.
19. Mege, R. M.; Bourdillon, C. J. Biol. Chem. 1985, 260, 4701-4706.
20. Rüdiger, O.; Abad, J. M.; Hatchikian, E. C.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16008-16009.
21. Eng, L. H.; Elmgren, M.; Komlos, P.; Nordling, M.; Lindquist, S. E.; Neujahr, H. Y. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7068-7072.
22. Morozov, S. V.; Karyakina, E. E.; Zorin, N. A.; Varfolomeyev, S. D.; Cosnier, S.; Karyakin, A. A. Bioelectrochemistry 2002, 55, 169-171.
23. De Lacey, A. L.; Detcheverry, M.; Moiroux, J.; Bourdillon, C. Biotechnol. Bioeng. 2000, 68, 1-10.
24. Lojou, E.; Bianco, P. Electroanalysis 2006, 18, 2426-2434.
25. Alonso-Lomillo, M. A.; Rüdiger, O.; Maroto-Valiente, A.; Velez, M.; Rodriguez-Ramos, I.; Muñoz, F. J.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. Nano Lett. 2007, 7, 1603-1608.
26. Rüdiger, O.; Gutiérrez-Sánchez, C.; Olea, D.; Pereira, I. A. C.; Vélez, M.; Fernández, V. M.; De Lacey, A. L. Electroanalysis 2010, 22, 776-783.
27. Volbeda, A.; Charon, M. H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580-587.
28. Valente, F. M. A.; Oliveira, A. S. F.; Gnadt, N.; Pacheco, I.; Coelho, A. V.; Xavier, A. V.; Teixeira, M.; Soares, C. M.; Pereira, I. A. C. J. Biol. Inorg. Chem. 2005, 10, 667-682.
29. Gutiérrez-Sánchez, C.; Rüdiger, O.; Fernández, V. M.; De Lacey, A. L.; Marques, M.; Pereira, I. A. C. J. Biol. Inorg. Chem. 2010, 15, 1285-1292.
30. Valente, F. M. A.; Pereira, P. M.; Venceslau, S. S.; Regalla, M.; Coelho, A. V.; Pereira, I. A. C. FEBS Lett. 2007, 581, 3341-3344.
31. Marques, M.; Coelho, R.; Pereira, I. A. C.; Matias, P. M. Acta Crystallogr., Sect. F: Struct. Biol. Crust. Commun. 2009, 65, 920-922.
32. Macdonald, R. C.; Macdonald, R. I.; Menco, B. P. M.; Takeshita, K.; Subbarao, N. K.; Hu, L. R. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1061, 297-303.
33. Soumpasis, D. M. Biophys. J. 1983, 41, 95-97.
34. Wang, X.; Shindel, M. M.; Wang, S. W.; Ragan, R. Langmuir 2010, 26, 18239-18245.
35. Cha, T.; Athena, G.; Zhu, X. Y. Biophys. J. 2006, 90, 1270-1274.
36. Bryant, M. A.; Crooks, R. M. Langmuir 1993, 9, 385-387.
37. Garcia-Manyes, S.; Gorostiza, P.; Sanz, F. Anal. Chem. 2006, 78, 61-70.
38. Quist, A. P.; Chand, A.; Ramachandran, S.; Daraio, C.; Jin, S.; Lal, R. Langmuir 2007, 23, 1375-1380.
39. Garcia-Manyes, S.; Sanz, F. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1798, 741-749.
40. Allen, T. M.; Romans, A. Y.; Kercret, H.; Segrest, J. P. Biochim. Biophys. Acta 1980, 601, 328-342.
41. Marques, M. C.; Coelho, R.; De Lacey, A. L.; Pereira, I. A. C.; Matias, P. M. J. Mol. Biol. 2010, 396, 893-907.
42. Nakamura, C.; Mizutani, W.; Lantz, M. A.; Noda, K.; Zorin, N. A.; Miyake, J. Supramol. Sci. 1998, 5, 639-642.
43. Levy, D.; Chami, M.; Rigaud, J. L. FEBS Lett. 2001, 504, 187-193.
44. de la Maza, A.; Parra, J. L. Colloid Polym. Sci. 1996, 274, 253-260.
45. Green, J. D.; Kreplak, L.; Goldsbury, C.; Blatter, X. L.; Stoltz, M.; Cooper, G. S.; Seelig, A.; Kistler, J.; Aebi, U. J. Mol. Biol. 2004, 342, 877-887.
46. Teixeira, M.; Moura, I.; Fauque, G.; Dervartanian, D. V.; LeGall, J.; Peck, H. D.; Moura, J. J. G.; Huynh, B. H. Eur. J. Biochem. 1990, 189, 381-386.
47. Jones, A. K.; Lamle, S. E.; Pershad, H. R.; Vincent, K. A.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8505-8514.
48. Fourmond, V.; Infossi, P.; Giudici-Orticoni, M. T.; Bertrand, P.; Leger, C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4848-4857.
49. Parkin, A.; Goldet, G.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13410-13416.
50. The fact that inactivation of the hydrogenase is observed in the CV with the gold wire and not in CV of the gold plate indicates that in the first case the enzymatic reaction rate limits the electrocatalytic process whereas it does not in the second case. However, we do not have a clear explanation of this difference in electrocatalytic behavior between the two types of electrodes.
51. Adalsteinsson, T.; Yu, H. Langmuir 2000, 16, 9410-9413.
52. Weng, K. C.; Kanter, J. L.; Robinson, W. H.; Frank, C. W. Colloids Surf., B 2006, 50, 76-84.