Supramolecular assembly and binding in aqueous solution: Useful tips regarding the Hofmeister and hydrophobic effects

Israel Journal of Chemistry

Volumn 51, Issue 7, 2011, Pages 798-806

  Gibb, Bruce C ^a  

^a UNIVERSITY OF NEW ORLEANS   (United States)

Author keywords

supramolecular chemistry; water chemistry

Indexed keywords

EID: 80052296603     PISSN: 00212148     EISSN: 18695868     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ijch.201100058     Document Type: Review

References (108)

1. R. M. Lyndon-Bell, S. C. Morris, J. D. Barrow, J. L. Finney, R. L. J. Harper, Water and Life, CRC Press, Boca Raton, 2010
2. P. Ball, Chem. Rev. 2008, 108, 74-108.
3. D. L. Rousseau, Am. Sci. 1992, 80, 54-63.
4. J. Maddox, J. Randi, W. W. Stewart, Nature 1988, 334, 287-290.
5. K. Ovchinnikova, G. H. Pollack, Langmuir 2009, 25, 542-547
6. H. R. Corti, A. J. Colussi, Langmuir 2009, 25, 6587-6589
7. K. Ovchinnikova, G. H. Pollack, Langmuir 2009, 25, 11202-11202.
8. G. O. Oshovsky, D. N. Reinhoudt, W. Verboom, Angew. Chem. 2007, 119, 2418-2445
9. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2366-2393
10. S. M. Biros, J., Jr. Rebek, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 93-104.
11. F. Hofmeister, Arch. Exp. Pathol. Pharmakol. 1888, 24, 247-260
12. W. Kunz, J. Henle, B. W. Ninham, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2004, 9, 19-37.
13. D. Hamada, S.-I. Kidokoro, H. Fukada, K. Takahashi, Y. Goto, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994, 91, 10325-10329
14. R. M. Lynn, Y. Konishi, H. A. Scheraga, Biochemistry 1984, 23, 2470-2477.
15. R. L. Baldwin, Biophys. J. 1996, 71, 2056-2063.
16. H. D. B. Jenkins, Y. Marcus, Chem. Rev. 1995, 95, 2695-2724
17. G. Jones, M. Dole, J. Am. Chem. Soc. 1929, 51, 2950-2964.
18. L. M. Pegram, M. T. J. Record, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 5411-5417
19. L. M. Pegram, M. T. J. Record, Chem. Phys. Lett. 2008, 467, 1-8
20. L. M. Pegram, T. Wendorffa, R. Erdmanna, I. Shkela, D. Bellissimoa, D. J. Felitskya, M. T. J. Record, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 7716-7721.
21. Y. Zhang, S. Furyk, D. E. Bergbreiter, P. S. Cremer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14505-14510
22. Y. Zhang, P. S. Cremer, Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 658-663
23. Y. J. Zhang, P. S. Cremer, Annu. Rev. Phys. Chem. 2010, 61, 63-83.
24. Y. Marcus, Chem. Rev. 2009, 109, 1346-1370.
25. J. M. L. Poiseuille, Ann. Chim. Phys. 1847, 21, 76.
26. B. Hribar, N. T. Southall, V. Vlachy, K. A. Dill, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12302-12311.
27. R. W. Gurney, Ionic Processes in Solution, McGraw-Hill, New York, 1953.
28. R. Mancinelli, A. Botti, F. Bruni, M. A. Ricci, A. K. Soper, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2959.
29. K. J. Tielrooij, N. Garcia-Araez, M. Bonn, H. J. Bakker, Science 2010, 328, 1006-1009
30. A. W. Omta, M. F. Kropman, S. Woutersen, H. J. Bakker, Science 2003, 301, 347-349
31. D. E. Moilanen, D. Wong, D. E. Rosenfeld, E. E. Fenn, M. D. Fayer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 375-380.
32. D. A. Turton, J. Hunger, G. Hefter, R. Buchner, K. Wynne, J. Chem. Phys. 2008, 128, 161102
33. W. Wachter, W. Kunz, R. Buchner, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 8675-8683.
34. J. D. Batchelor, A. Olteanu, A. Tripathy, G. J. Pielak, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1958-1961.
35. J. Gleick, CHAOS: Making a New Science, Penguin Books, London, 2008
36. Y. Bar-Yam, Dynamics Of Complex Systems, Westview, Boulder, 1997
37. G. M. Whitesides, R. F. Ismagilov, Science 1999, 284, 89-92
38. B. C. Gibb, Nat. Chem. 2009, 1, 17-18
39. B. C. Gibb, Nat. Chem. 2009, 1, 252-253.
40. Y. Marcus, Ion Properties, 1 st ed., Marcel Dekker, New York, 1997.
41. X. Tadeo, B. Lopez-Mendez, D. Castano, T. Trigueros, O. Millet, Biophys. J. 2009, 97, 2595-2603
42. D. K. Eggers, J. S. Valentine, J. Mol. Biol. 2001, 314, 911-922
43. M. Lund, P. Jungwirth, J. Phys. Condens. Matter 2008, 20, 494218
44. S. N. Timasheff, Biochemistry 2002, 41, 13473-13482.
45. C. L. Gibb, B. C. Gibb, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7344-7347.
46. R. Zangi, M. Hagen, B. J. Berne, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4678-4686
47. J. D. Smith, R. J. Saykally, P. L. Geissler, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13847-13856.
48. M. Lund, L. Vrbka, P. Jungwirth, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11582-11583
49. V. Buch, A. Milet, R. Vacha, P. Jungwirth, J. P. Devlin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 7342-7347
50. R. Zangi, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 643-650.
51. L. M. Pegram, M. T. J. Record, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9428-9436.
52. I. J. General, E. K. Asciutto, J. D. Madura, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 15417-15425.
53. R. Buchner, T. Chen, G. Hefter, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2365-2375.
54. S. Granick, S. C. Bae, Science 2008, 322, 1477-1478
55. D. Chandler, Nature 2005, 437, 640-647
56. Y. Levy, J. N. Onuchic, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2006, 35, 389-415
57. R. Breslow, J. Phys. Org. Chem. 2006, 19, 813-822
58. N. T. Southall, K. A. Dill, A. D. J. Haymet, J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. A## B## 2002, 106, 521-533
59. L. R. Pratt, A. Pohorille, Chem. Rev. 2002, 102, 2671-2692
60. K. A. Dill, Biochemistry 1990, 29, 7133-7155
61. C. Tanford, The Hydrophobic Effect. Formation of Micelles & Biological Membranes, 2 nd ed., John Wiley & Sons, New York, 1980
62. J. Israelachvili, Intermolecular & Surface Forces, Academic Press, San Diego, 1991
63. E. Meyer, K. J. Rosenberg, J. Israelachvili, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 15739-15746.
64. H. S. Frank, M. W. Evans, J. Chem. Phys. 1945, 13, 507-532.
65. W. Kauzmann, Adv. Protein Chem. 1959, 14, 1-63.
66. W. Blokzijl, J. B. F. N. Engberts, Angew. Chem. 1993, 105, 1610-1650
67. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1545-1579.
68. F. Diederich, in Modern Cyclophane Chemistry (Eds.:, R. Gleiter, H. Hopf,), Wiley-VCH, Weinheim, 2004, pp. 519-546.
69. E. S. Stoyanov, I. V. Stoyanova, R. A. Reed, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1484-1485
70. J.-W. Shin, N. I. Hammer, E. G. Diken, M. A. Johnson, R. S. Walters, T. D. Jaeger, M. A. Duncan, R. A. Christie, K. D. Jordan, Science 2004, 304, 1137-1140
71. M. Miyazaki, A. Fujii, T. Ebata, N. Mikami, Science 2004, 304, 1134-1137
72. A. Gutberlet, G. Schwaab, O. Birer, M. Masia, A. Kaczmarek, H. Forbert, M. Havenith, D. Marx, Science 2009, 324, 1545-1548.
73. S. F. Dec, K. E. Bowler, L. L. Stadterman, C. A. Koh, E. D. J. Sloan, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 414-415.
74. K. A. Connors, Chem. Rev. 1997, 97, 1325-1358
75. S. A. Nepogodiev, J. F. Stoddart, Chem. Rev. 1998, 98, 1959-1976
76. M. V. Rekharsky, Y. Inoue, Chem. Rev. 1998, 98, 1875-1917
77. E. Engeldinger, D. Armspach, D. Matt, Chem. Rev. 2003, 103, 4147-4586
78. K. Uekama, F. Hirayama, T. Irie, Chem. Rev. 1998, 98, 2045-2076.
79. J. W. Lee, S. Samal, N. Selvapalam, H.-J. Kim, K. Kim, Acc. Chem. Res. 2003, 36, 621-630
80. W. L. Mock, Top. Curr. Chem. 1995, 175, 1-24
81. J. Lagona, P. Mukhopadhyay, S. Chakrabarti, L. Isaacs, Angew. Chem. 2005, 117, 4922-4949
82. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4844-4870
83. K. Kim, N. Selvapalam, Y. H. Ko, K. M. Park, D. Kim, J. Kim, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 267-279
84. D. Harries, D. C. Rau, V. A. Parsegian, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2184-2190.
85. P. Setny, M. Geller, J. Chem. Phys. 2006, 125, 144717
86. J. Ewell, B. C. Gibb, S. W. Rick, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10272-10279
87. R. Baron, P. Setny, J. A. McCammon, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12091-12097.
88. R. J. Mashl, S. Joseph, N. R. Aluru, E. Jakobsson, Nano Lett. 2003, 3, 589-592.
89. M. Yoshizawa, T. Kusukawa, M. Kawano, T. Ohhara, I. Tanaka, K. Kurihara, N. Niimura, M. Fujita, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2798-2799.
90. M. J. Kamlet, J.-L. M. Abboud, M. H. Abraham, R. W. Taft, J. Org. Chem. 1983, 48, 2877-2887.
91. A. D. McLachlan, Discuss. Faraday Soc. 1965, 40, 239-245.
92. Z. R. Laughrey, B. C. Gibb, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 363-386.
93. J. S. Mendy, M. L. Pilate, T. Horne, V. W. Day, M. A. Hossain, Chem. Commun. 2010, 46, 6084-6086
94. Y.-l. Liu, M. A. Palacios, P. Anzenbacher, Chem. Commun. 2010, 46, 1860-1862.
95. M. D. Pluth, K. N. Raymond, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 161-171
96. D. Fiedler, D. H. Leung, R. G. Bergman, K. N. Raymond, Acc. Chem. Res. 2005, 38, 351-360
97. M. Fujita, M. Tominaga, A. Hori, B. Therrien, Acc. Chem. Res. 2005, 38, 369-378
98. M. Yoshizawa, J. K. Klosterman, M. Fujita, Angew. Chem. Int. Ed. Angew. Chemie 2009, 48, 3418-3438.
99. K. N. Houk, A. G. Leach, S. P. Kim, X. Zhang, Angew. Chem. 2003, 115, 5020-5046
100. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4872-4897.
101. A. Zouhair, V. Böhmer, J. Harrowfield, J. Vicens, M. Saadioui, Calixarenes 2001, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2001.
102. B. C. Gibb, in Chemosensors: Principles, Strategies, and Applications (Eds.:, E.V. Anslyn, B. Wang,), John Wiley and Sons, New York, 2010, Chap. 1.
103. C. L. D. Gibb, B. C. Gibb, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11408-11409
104. L. S. Kaanumalle, C. L. D. Gibb, B. C. Gibb, V. Ramamurthy, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14366-14367
105. S. Liu, H. Gan, A. T. Hermann, S. W. Rick, B. C. Gibb, Nat. Chem. 2010, 2, 847-852
106. H. Gan, C. J. Benjamin, B. C. Gibb, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4770-4773
107. S. Liu, B. C. Gibb, Chem. Commun. 2008, 3709-3716
108. S. Hiraoka, T. Nakamura, M. Shiro, M. Shionoya, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13223-13225.