Enzyme-mediated synthesis of ceramic materials

Journal of the Ceramic Society of Japan

Volumn 119, Issue 1392, 2011, Pages 623-630

  Unuma, Hidero ^a   Matsushima, Yuta ^a   Kawai, Takahiro ^a  

^a YAMAGATA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

Bio inspired; Biomineral; Enzyme; Morphology control; Peptide

Indexed keywords

BIOSYNTHESIS; CERAMIC MATERIALS; ENZYME SENSORS; ENZYMES; METAL IONS; METALS; METASTABLE PHASES; PEPTIDES; PROTEINS; TEMPERATURE; YARN;

BIO-INSPIRED; BIOMINERALS; HEAT-SENSITIVE MATERIALS; IMMOBILIZATION SUPPORT; IMMOBILIZING ENZYMES; LOW TEMPERATURE CERAMICS; MORPHOLOGY CONTROL; PROCESSING TECHNIQUE;

ENZYME IMMOBILIZATION;

EID: 79961075088     PISSN: 18820743     EISSN: 13486535     Source Type: Journal    
DOI: 10.2109/jcersj2.119.623     Document Type: Review

References (100)

1. D. McConnell, W. J. Frajola and D. W. Deamer, Science, 133, 281-282 (1961).
2. K. Shimizu, J. Cha, G. D. Stucky and D. E. Morse, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 95, 6234-6238 (1998).
3. L. Betancor and H. R. Luckarift, Trends Biotechnol., 26, 566-572 (2008).
4. M. B. Dickerson, K. H. Sandhage and R. R. Naik, Chem. Rev., 108, 4935-4978 (2008).
5. C.-L. Chen and N. L. Rosi, Angew. Chem., Int. Ed., 49, 1924-1942 (2010).
6. S. V. Patwardhan, S. J. Clarson and C. C. Perry, Chem. Commun. (Camb.), 2005, 1113-1121 (2005).
7. Q. Sun, E. G. Vrieling, R. A. van Santen and N. A. J. M. Sommerdijk, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 8, 111-120 (2004).
8. M. M. Tomczak, J. M. Slocik, M. O. Stone and R. R. Naik, Biochem. Soc. Trans., 35, 512-515 (2007).
9. E. Banks, S. Nakajima, L. C. Shapiro, O. Tilevitz, J. R. Alonzo and R. R. Chianelli, Science, 198, 1164-1166 (1977).
10. Y. Doi, T. Horiguchi, S.-H. Kim, Y. Moriwaki, N. Wakamatsu, M. Adachi, K. Ibaraki, K. Moriyama, S. Sasaki and H. Shimokawa, Arch. Oral Biol., 37, 15-21 (1992).
11. Y. Doi, T. Horiguchi, Y. Moriwaki, H. Kitago, T. Kajimoto and Y. Iwayama, J. Biomed. Mater. Res. 31, 43-49, 1996).
12. K. Yamauchi, T. Goda, N. Takeuchi, H. Einaga and T. Tanabe, Biomaterials, 25, 5481-5489 (2004).
13. O. Tomomatsu, A. Tachibana, K. Yamauchi and T. Tanabe, J. Ceram. Soc. Japan, 11 6, 10-13 (2008).
14. Y. Takenaka, M. Iijima, S. Kawano, Y. Akita, T. Yoshida, Y. Doi and I. Sekine, J. Ceram. Soc. Japan, 116, 92-95 (2008).
15. C. Hoffman, C. Zollfrank and G. Ziegler, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 19, 907-915 (2008).
16. E. D. Spoerke, S. G. Anthony and S. I. Stupp, Adv. Mater., 21, 425-430 (2009).
17. H. Tanaka and D. Ihata, Mater. Res. Bull., 45, 103-108 (2010).
18. T. Hamaya and K. Horikoshi, Agric. Biol. Chem., 53, 851-852 (1989).
19. T. Hamaya and K. Horikoshi, Agric. Biol. Chem., 53, 1989-1990 (1989).
20. T. Hamaya, T. Takizawa, H. Hidaka and K. Horikoshi, J. Chem. Eng. Jpn., 26, 223-224 (1993).
21. M. Kawashita, K. Sadaoka, T. Kokubo, T. Saito, M. Takano, N. Araki and M. Hiraoka, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 17, 605-610 (2006).
22. J. Zhao, H. Sekikawa, T. Kawai and H. Unuma, J. Ceram. Soc. Japan, 11 7, 344-346 (2009).
23. H. Unuma, S. Kato, T. Ota and M. Takahashi, Adv. Powder Technol., 9, 181-190 (1998).
24. F. Kara and G. Sahin, J. Eur. Ceram. Soc., 20, 689-694 (2000).
25. S. Kato, T. Makino, H. Unuma and M. Takahashi, J. Ceram. Soc. Japan, 109, 369-371 (2001).
26. H. Unuma, Y. Hirose, M. Ito and K. Watanabe, J. Ceram. Soc. Japan, 11 2 , 409-411 (2004).
27. I. Sondi and E. Matijević, J. Colloid Interface Sci., 238, 208-214 (2001).
28. B. Yeom and K. Char, Chem. Mater., 22, 101-107 (2010).
29. A. Yu, I. Gentle, G. Lu and F. Caruso, Chem. Commun. (Camb.), 2006, 2150-2152 (2006).
30. I. Sondi and E. Matijević, Chem. Mater., 15, 1322-1326 (2003).
31. J. Nozaki, M. Aizawa, H. Uchida, K. Itatani, H. Suemasu, A. Nozue, I. Okada, M. Matsumoto, H. Matsumoto and Y. Toyama, Key Eng. Mater., 240-242, 603-606 (2003).
32. H. Unuma and A. Ito, Key Eng. Mater., 309-311, 667-670 (2006).
33. H. Unuma, Int. J. Appl. Ceram. Technol., 4, 14-21 (2007).
34. H. Unuma, M. Hiroya and A. Ito, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 18, 987-990 (2007).
35. Z. Pan, X. Huang, D. Yang, H. Unuma and W. Yan, Key Eng. Mater., 330-332, 707-710 (2007).
36. M. C. Gutiérrez, M. Jobbágy, M. L. Ferrer and F. del Monte, Chem. Mater., 20, 11-13 (2008).
37. I. Ortega, M. Jobbágy, M. L. Ferrer and F. del Monte, Chem. Mater., 20, 7368-7370 (2008).
38. T. Kawai, H. Sekikawa and H. Unuma, J. Ceram. Soc. Japan, 11 7, 340-343 (2009).
39. M. Kawashita, Y. Takayama, T. Kokubo, G. H. Takaoka, N. Araki and M. Hiraoka, J. Am. Ceram. Soc., 89, 1347-1351 (2006).
40. R. de la Rica and H. Matsui, Angew. Chem. Int. Ed. 47, 5415-5417 (2008).
41. S. Kato, H. Unuma, T. Ota and M. Takahashi, J. Am. Ceram. Soc., 83, 986-988 (2000).
42. S. Kato, H. Unuma, T. Ota and M. Takahashi, Ceram. Trans., 11 2, 53-58 (2001).
43. S. Abe, T. Ishida, E. Yamatoya, D. Hayashi, T. Akasaka, M. Uo, F. Watari and T. Takada, Nano Biomed., 1, 51-58 (2009).
44. R. L. Brutchey and D. E. Morse, Chem. Rev., 108, 4915-4934 (2008).
45. C. C. Perry and T. Keeling-Tucker, J. Biol. Inorg. Chem., 5, 537-550 (2000).
46. D. E. Morse, Trends Biotechnol., 17, 230-232 (1999).
47. J. N. Cha, K. Shimizu, Y. Zhou, S. C. Christiansen, B. F. Chmelka, G. D. Stucky and D. E. Morse, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 96, 361-365 (1999).
48. M. I. Shukoor, F. Natalio, H. A. Therese, M. N. Tahir, V. Ksenofontov, M. Panthöfer, M. Eberhardt, P. Theato, H. C. Schröder, W. E. G. Müller and W. Tremel, Chem. Mater., 20, 3567-3573 (2008).
49. F. Natalio, T. Link, W. E. G. Müller, H. C. Schröder, F.-Z. Cui, X. Wang and M. Wiens, Acta Biomater., 6, 3720-3728 (2010).
50. J. L. Sumerel, W. Yang, D. Kisailus, J. C. Weaver, J. H. Choi and D. E. Morse, Chem. Mater., 15, 4804-4809 (2003).
51. M. N. Tahir, P. Théato, W. E. G. Müller, H. C. Schröder, A. Borejko, S. Faiß, A. Janshoff, J. Huth and W. Tremel, Chem. Commun. (Camb.), 2005, 5533-5535 (2005).
52. M. N. Tahir, F. Natalio, H. A. Therese, A. Yella, N. Metz, M. R. Shah, E. Mugnaioli, R. Berger, P. Theato, H.-C. Schröder, W. E. G. Müller and W. Tremel, Adv. Funct. Mater., 19, 285-291 (2009).
53. D. Kisailus, J. H. Choi, J. C. Weaver, W. Yang and D. E. Morse, Adv. Mater., 17, 314-318 (2005).
54. R. L. Brutchey, E. S. Yoo and D. E. Morse, J. Am. Chem. Soc., 128, 10288-10294 (2006).
55. T. Coradin, A. Coupé and J. Livage, Colloids Surf., B, 29, 189-196 (2003).
56. T. Coradin, P. J. Lopez, C. Gautier and J. Livage, C. R. Palevol, 3, 443-452 (2004).
57. H. R. Luckarift, M. B. Dickerson, K. H. Sandhage and J. C. Spain, Small, 2, 640-643 (2006).
58. H. R. Luckarift, S. Balasubramanian, S. Paliwal, G. R. Johnson and A. L. Simonian, Colloids Surf., B, 58, 28-33 (2007).
59. M. Ramanathan, H. R. Luckarift, A. Sarsenova, J. R. Wild, E. K. Ramanculov, E. V. Olsen and A. L. Simonian, Colloids Surf., B, 73, 58-64 (2009).
60. T. Shiomi, T. Tsunoda, A. Kawai, F. Mizukami and K. Sakaguchi, Chem. Mater., 19, 4486-4493 (2007).
61. G. Chen, M. Li, F. Li, S. Sun and D. Xia, Adv. Mater., 22, 1258-1262 (2010).
62. F. Gao, Q. Lu and S. Komarneni, Chem. Commun. (Camb.), 2005, 531-533 (2005).
63. P. Buisson, H. El Rassy, S. Maury and A. C. Pierre, J. Sol-Gel Sci. Technol., 27, 373-379 (2003).
64. K. Katagiri, H. Inami, T. Ishikawa and K. Koumoto, J. Am. Ceram. Soc., 92, S181-S184 (2009).
65. G. P. Smith, K. J. Baustian, C. J. Ackerson and D. L. Feldheim, J. Mater. Chem., 19, 8299-8306 (2009).
66. A. R. Bassindale, K. F. Brandstadt, T. H. Lane and P. G. Taylor, J. Inorg. Biochem., 96, 401-406 (2003).
67. K. Kato, S. Nakagaki, M. Nishida and K. Hirao, J. Ceram. Soc. Japan, 11 9, 140-143 (2011).
68. T. Coradin, O. Durupthy and J. Livage, Langmuir, 18, 2331-2336 (2002).
69. T. Coradin and J. Livage, Colloids Surf., B, 21, 329-336 (2001).
70. N. Kröger, R. Deutzmann and M. Sumper, Science, 286, 1129-1132 (1999).
71. N. Kröger, S. Lorenz, E. Brunner and M. Sumper, Science, 298, 584-586 (2002).
72. N. Kröger, M. B. Dickerson, G. Ahmad, Y. Cai, M. S. Haluska, K. H. Sandhage, N. Poulsen and V. C. Sheppard, Angew. Chem., Int. Ed., 45, 7239-7243 (2006).
73. H. R. Luckarift, J. C. Spain, R. R. Naik and M. O. Stone, Nat. Biotechnol., 22, 211-213 (2004).
74. S. L. Sewell and D. W. Wright, Chem. Mater., 18, 3108-3113 (2006).
75. L. Sudheendra and A. R. Raju, Mater. Res. Bull., 37, 151-159 (2002).
76. C. Gautier, P. J. Lopez, J. Livage and T. Coradin, J. Colloid Interface Sci., 309, 44-48 (2007).
77. A. J. Goldberg, M. C. Advincula, T. Komabayashi, P. A. Patel, P. T. Mather, D. G. Goberman and R. B. Kozemi, J. Dent. Res., 88, 377-381 (2009).
78. J. N. Cha, G. D. Stucky, D. E. Morse and T. J. Deming, Nature, 403, 289-292 (2000).
79. Y. Jiang, Q. Sun, Z. Jiang, L. Zhang, J. Li, L. Li and X. Sun, Mater. Sci. Eng., C, 29, 328-334 (2009).
80. Y. Fang, Q. Wu, M. B. Dickerson, Y. Cai, S. Shian, J. D. Berrigan, N. Poulsen, N. Kröger and K. H. Sandhage, Chem. Mater., 21, 5704-5710 (2009).
81. K. M. Roth, Y. Zhou, W. Yang and D. E. Morse, J. Am. Chem. Soc., 127, 325-330 (2005).
82. E. Pouget, E. Dujardin, A. Cavalier, A. Moreac, C. Valéry, V. Marchi-Artzner, T. Weiss, A. Renault, M. Paternostre and F. Artzner, Nat. Mater., 6, 434-439 (2007).
83. D. J. Belton, S. V. Patwardhan and C. C. Perry, J. Mater. Chem., 15, 4629-4638 (2005).
84. M. Shi, W. Su and H. Matsui, Nanoscale, 2, 2373-2376 (2010).
85. G. Ahmad, M. B. Dickerson, Y. Cai, S. E. Jones, E. M. Ernst, J. P. Vernon, M. S. Haluska, Y. Fang, J. Wang, G. Subramanyam, R. R. Naik and K. H. Sandhage, J. Am. Chem. Soc., 130, 4-5 (2008).
86. A. R. Tao, K. Niesz and D. E. Morse, J. Mater. Chem., 20, 7916-7923 (2010).
87. G. Ahmad, M. B. Dickerson, B. C. Church, Y. Cai, S. E. Jones, R. R. Naik, J. S. King, C. J. Summers, N. Kröger and K. H. Sandhage, Adv. Mater., 18, 1759-1763 (2006).
88. L. M. Forbes, A. P. Goodwin and J. N. Cha, Chem. Mater., 22, 6524-6528 (2010).
89. L. Yu, I. A. Banerjee, M. Shima, K. Rajan and H. Matsui, Adv. Mater., 16, 709-712 (2004).
90. T. Mizutani, H. Nagase, N. Fujiwara and H. Ogoshi, Bull. Chem. Soc. Jpn., 71, 2017-2022 (1998).
91. S. V. Patwardhan and S. J. Clarson, Polym. Bull., 48, 367-371 (2002).
92. J.-J. Yuan and R.-H. Jin, Adv. Mater., 17, 885-888 (2005).
93. R.-H. Jin and J.-J. Yuan, Adv. Mater., 21, 3750-3753 (2009).
94. A. Ahmad, P. Mukherjee, D. Mandal, S. Senapati, M. I. Khan, R. Kumar and M. Sastry, J. Am. Chem. Soc., 124, 12108-12109 (2002).
95. A. Ahmad, P. Mukherjee, S. Senapati, D. Mandal, M. I. Khan, R. Kumar and M. Sastry, Colloids Surf., B, 28, 313-318 (2003).
96. V. Bansal, D. Rautaray, A. Ahmad and M. Sastry, J. Mater. Chem., 14, 3303-3305 (2004).
97. V. Bansal, A. Sanyal, D. Rautaray, A. Ahmad and M. Sastry, Adv. Mater., 17, 889-892 (2005).
98. G.-Y. Jung, Y.-J. Park and J.-S. Han, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 21, 1649-1654 (2010).
99. M. B. Dickerson, S. E. Jones, Y. Cai, G. Ahmad, R. R. Naik, N. Kröger and K. H. Sandhage, Chem. Mater., 20, 1578-1584 (2008).
100. S. M. Hee, J.-H. Lee, M. S. Kim, H. K. Chae and H. Myung, J. Microbiol. Biotechnol., 16, 303-307 (2006).