Reactions inside nanoscale protein cages

Nanoscale

Volumn 3, Issue 6, 2011, Pages 2376-2389

  Bode, Saskia A ^a   Minten, Inge J ^a   Nolte, Roeland J M ^a   Cornelissen, Jeroen J L M ^a,b  

^a RADBOUD UNIVERSITY NIJMEGEN   (Netherlands)

^b UNIVERSITY OF TWENTE   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

NANOMATERIAL; PROTEIN;

BIOREACTOR; CHEMICAL REACTION; CHEMISTRY; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; REVIEW;

BIOREACTORS; CHEMICAL PROCESSES; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; PROTEINS;

EID: 80054785499     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0nr01013h     Document Type: Article

References (121)

1. A. de la Escosura R. J. M. Nolte J. Cornelissen J. Mater. Chem. 2009 19 2274-2278.
2. Q. Chen H. Schonherr G. J. Vancso Small 2009 5 1436-1445.
3. D. M. Vriezema M. C. Aragones J. Elemans J. Cornelissen A. E. Rowan R. J. M. Nolte Chem. Rev. 2005 105 1445-1489.
4. S. F. M. van Dongen M. Nallani J. Cornelissen R. J. M. Nolte J. C. M. van Hest Chem.–Eur. J. 2009 15 1107-1114.
5. P. Walde S. Ichikawa Biomol. Eng. 2001 18 143-177.
6. S. M. Kuiper M. Nallani D. M. Vriezema J. Cornelissen J. C. M. van Hest R. J. M. Nolte A. E. Rowan Org. Biomol. Chem. 2008 6 4315-4318.
7. W. Ha X. W. Meng Q. Li M. M. Fan S. L. Peng L. S. Ding X. Tian S. Zhang B. J. Li Soft Matter 2010 6 1405-1408.
8. M. Comellas-Aragones H. Engelkamp V. I. Claessen N. Sommerdijk A. E. Rowan P. C. M. Christianen J. C. Maan B. J. M. Verduin J. Cornelissen R. J. M. Nolte Nat. Nanotechnol. 2007 2 635-639.
9. L. B. Kong A. C. Siva L. H. Rome P. L. Stewart Structure 1999 7 371-379.
10. F. P. Seebeck K. J. Woycechowsky W. Zhuang J. P. Rabe D. Hilvert J. Am. Chem. Soc. 2006 128 4516-4517.
11. C. G. Fan S. Q. Cheng Y. Liu C. M. Escobar C. S. Crowley R. E. Jefferson T. O. Yeates T. A. Bobik Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 7509-7514.
12. I. J. Minten V. I. Claessen K. Blank A. E. Rowan R. J. M. Nolte J. J. L. M. Cornelissen Chem. Sci. 2011 2 358.
13. T. Douglas E. Strable D. Willits A. Aitouchen M. Libera M. Young Adv. Mater. 2002 14 415-418.
14. T. Ueno M. Suzuki T. Goto T. Matsumoto K. Nagayama Y. Watanabe Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 2527-2530.
15. M. Allen D. Willits J. Mosolf M. Young T. Douglas Adv. Mater. 2002 14 1562-1565.
16. E. C. Theil Annu. Rev. Biochem. 1987 56 289-315.
17. N. D. Chasteen P. M. Harrison J. Struct. Biol. 1999 126 182-194.
18. M. Uchida M. T. Klem M. Allen P. Suci M. Flenniken E. Gillitzer Z. Varpness L. O. Liepold M. Young T. Douglas Adv. Mater. 2007 19 1025-1042.
19. P. M. Harrison F. A. Fischbac T. G. Hoy G. H. Haggis Nature 1967 216 1188-1190.
20. P. M. Harrison S. C. Andrews P. J. Artymiuk G. C. Ford J. R. Guest J. Hirzmann D. M. Lawson J. C. Livingstone J. M. A. Smith A. Treffry S. J. Yewdall Adv. Inorg. Chem. 1991 36 449-486.
21. N. D. Chasteen, in Metal Ions in Biological Systems, Marcel Dekker, New York, 1998, vol. 35, pp. 479–514.
22. F. C. Meldrum V. J. Wade D. L. Nimmo B. R. Heywood S. Mann Nature 1991 349 684-687.
23. S. Mann F. C. Meldrum Adv. Mater. 1991 3 316-318.
24. S. Mann D. D. Archibald J. M. Didymus T. Douglas B. R. Heywood F. C. Meldrum N. J. Reeves Science 1993 261 1286-1292.
25. T. Douglas D. P. E. Dickson S. Betteridge J. Charnock C. D. Garner S. Mann Science 1995 269 54-57.
26. F. C. Meldrum T. Douglas S. Levi P. Arosio S. Mann J. Inorg. Biochem. 1995 58 59-68.
27. M. Li C. Viravaidya S. Mann Small 2007 3 1477-1481.
28. H. Yoshimura Colloids Surf., A 2006 282 464-470.
29. R. Tsukamoto K. Iwahor M. Muraoka I. Yamashita Bull. Chem. Soc. Jpn. 2005 78 2075-2081.
30. M. Okuda K. Iwahori I. Yamashita H. Yoshimura Biotechnol. Bioeng. 2003 84 187-194.
31. I. Kim H. A. Hosein D. R. Strongin T. Douglas Chem. Mater. 2002 14 4874-4879.
32. D. Ensign M. Young T. Douglas Inorg. Chem. 2004 43 3441-3446.
33. S. Abe K. Hirata T. Ueno K. Morino N. Shimizu M. Yamamoto M. Takata E. Yashima Y. Watanabe J. Am. Chem. Soc. 2009 131 6958-6960.
34. O. Kasyutich A. Ilari A. Fiorillo D. Tatchev A. Hoell P. Ceci J. Am. Chem. Soc. 2010 132 3621-3627.
35. R. M. Kramer C. Li D. C. Carter M. O. Stone R. R. Naik J. Am. Chem. Soc. 2004 126 13282-13286.
36. T. Douglas D. R. Ripoll Protein Sci. 1998 7 1083-1091.
37. A. Giorgi G. Mignogna G. Bellapadrona M. Gattoni R. Chiaraluce V. Consalvi E. Chiancone S. Stefanini Arch. Biochem. Biophys. 2008 478 69-74.
38. T. Ueno M. Abe K. Hirata S. Abe M. Suzuki N. Shimizu M. Yamamoto M. Takata Y. Watanabe J. Am. Chem. Soc. 2009 131 5094-5100.
39. S. Aime L. Frullano S. G. Crich Angew. Chem., Int. Ed. 2002 41 1017-1019.
40. J. W. M. Bulte T. Douglas S. Mann R. B. Frankel B. M. Moskowitz R. A. Brooks C. D. Baumgarner J. Vymazal J. A. Frank Invest. Radiol. 1994 29 S214-S216.
41. F. C. Meldrum B. R. Heywood S. Mann Science 1992 257 522-523.
42. K. K. W. Wong T. Douglas S. Gider D. D. Awschalom S. Mann Chem. Mater. 1998 10 279-285.
43. M. T. Klem D. A. Resnick K. Gilmore M. Young Y. U. Idzerda T. Douglas J. Am. Chem. Soc. 2007 129 197-201.
44. G. H. Zhao P. Ceci A. Ilari L. Giangiacomo T. M. Laue E. Chiancone N. D. Chasteen J. Biol. Chem. 2002 277 27689-27696.
45. E. Chiancone P. Ceci Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2010 1800 798-805.
46. X. K. Yang E. Chiancone S. Stefanini A. Ilari N. D. Chasteen Biochem. J. 2000 349 783-786.
47. R. A. Grant D. J. Filman S. E. Finkel R. Kolter J. M. Hogle Nat. Struct. Biol. 1998 5 294-303.
48. M. Bozzi G. Mignogna S. Stefanini D. Barra C. Longhi P. Valenti E. Chiancone J. Biol. Chem. 1997 272 3259-3265.
49. A. Ilari S. Stefanini E. Chiancone D. Tsernoglou Nat. Struct. Biol. 2000 7 38-43.
50. M. Allen D. Willits M. Young T. Douglas Inorg. Chem. 2003 42 6300-6305.
51. K. Iwahori T. Enomoto H. Furusho A. Miura K. Nishio Y. Mishima I. Yamashita Chem. Mater. 2007 19 3105-3111.
52. S. Kang J. Lucon Z. B. Varpness L. Liepold M. Uchida D. Willits M. Young T. Douglas Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7845-7848.
53. S. Kang C. C. Jolley L. O. Liepold M. Young T. Douglas Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 4772-4776.
54. J. Swift W. A. Wehbi B. D. Kelly X. F. Stowell J. G. Saven I. J. Dmochowski J. Am. Chem. Soc. 2006 128 6611-6619.
55. K. K. Kim R. Kim S. H. Kim Nature 1998 394 595-599.
56. L. O. Liepold J. Revis M. Allen L. Oltrogge M. Young T. Douglas Phys. Biol. 2005 2 S166-S172.
57. M. L. Flenniken D. A. Willits S. Brumfield M. J. Young T. Douglas Nano Lett. 2003 3 1573-1576.
58. M. L. Flenniken L. O. Liepold B. E. Crowley D. A. Willits M. J. Young T. Douglas Chem. Commun. 2005 447-449.
59. Z. Varpness J. W. Peters M. Young T. Douglas Nano Lett. 2005 5 2306-2309.
60. M. J. Abedin L. Liepold P. Suci M. Young T. Douglas J. Am. Chem. Soc. 2009 131 4346-4354.
61. R. A. McMillan J. Howard N. J. Zaluzec H. K. Kagawa R. Mogul Y. F. Li C. D. Paavola J. D. Trent J. Am. Chem. Soc. 2005 127 2800-2801.
62. K. Braig Z. Otwinowski R. Hegde D. C. Boisvert A. Joachimiak A. L. Horwich P. B. Sigler Nature 1994 371 578-586.
63. D. Ishii K. Kinbara Y. Ishida N. Ishii M. Okochi M. Yohda T. Aida Nature 2003 423 628-632.
64. T. Douglas M. Young Science 2006 312 873-875.
65. S. E. Aniagyei C. DuFort C. C. Kao B. Dragnea J. Mater. Chem. 2008 18 3763-3774.
66. M. Young D. Willits M. Uchida T. Douglas Annu. Rev. Phytopathol. 2008 46 361-384.
67. J. E. Johnson J. A. Speir J. Mol. Biol. 1997 269 665-675.
68. J. A. Speir S. Munshi G. J. Wang T. S. Baker J. E. Johnson Structure 1995 3 63-78.
69. T. Douglas M. Young Nature 1998 393 152-155.
70. M. T. Klem M. Young T. Douglas J. Mater. Chem. 2008 18 3821-3823.
71. A. de la Escosura M. Verwegen F. D. Sikkema M. Comellas-Aragones A. Kirilyuk T. Rasing R. J. M. Nolte J. Cornelissen Chem. Commun. 2008 1542-1544.
72. C. M. Liu S. H. Chung Q. L. Jin A. Sutton F. N. Yan A. Hoffmann B. K. Kay S. D. Bader L. Makowski L. H. Chen J. Magn. Magn. Mater. 2006 302 47-51.
73. J. M. Hooker E. W. Kovacs M. B. Francis J. Am. Chem. Soc. 2004 126 3718-3719.
74. J. M. Hooker A. Datta M. Botta K. N. Raymond M. B. Francis Nano Lett. 2007 7 2207-2210.
75. M. Knez A. M. Bittner F. Boes C. Wege H. Jeske E. Maiss K. Kern Nano Lett. 2003 3 1079-1082.
76. M. Knez M. Sumser A. M. Bittner C. Wege H. Jeske T. P. Martin K. Kern Adv. Funct. Mater. 2004 14 116-124.
77. S. Balci A. M. Bittner K. Hahn C. Scheu M. Knez A. Kadri C. Wege H. Jeske K. Kern Electrochim. Acta 2006 51 6251-6257.
78. R. Tsukamoto M. Muraoka M. Seki H. Tabata I. Yamashita Chem. Mater. 2007 19 2389-2391.
79. Y. J. Lee H. Yi W. J. Kim K. Kang D. S. Yun M. S. Strano G. Ceder A. M. Belcher Science 2009 324 1051-1055.
80. E. Dujardin C. Peet G. Stubbs J. N. Culver S. Mann Nano Lett. 2003 3 413-417.
81. T. L. Schlick Z. B. Ding E. W. Kovacs M. B. Francis J. Am. Chem. Soc. 2005 127 3718-3723.
82. S. W. Lee C. B. Mao C. E. Flynn A. M. Belcher Science 2002 296 892-895.
83. T. Inoue M. A. Kawano R. U. Takahashi H. Tsukarnoto T. Enornoto T. Imai K. Kataoka H. Handa J. Biotechnol. 2008 134 181-192.
84. I. J. Minten L. J. A. Hendriks R. J. M. Nolte J. J. L. M. Cornelissen J. Am. Chem. Soc. 2009 131 17771-17773.
85. R. L. Garcea L. Gissmann Curr. Opin. Biotechnol. 2004 15 513-517.
86. R. C. Liddington Y. Yan J. Moulai R. Sahli T. L. Benjamin S. C. Harrison Nature 1991 354 278-284.
87. T. Stehle S. J. Gamblin Y. W. Yan S. C. Harrison Structure 1996 4 165-182.
88. S. N. Kanesashi K. Ishizu M. Kawano S. Han S. Tomita H. Watanabe K. Kataoka K. Handa J. Gen. Virol. 2003 84 1899-1905.
89. M. Kawano T. Inoue H. Tsukamoto T. Takaya T. Enomoto R. Takahashi N. Yokoyama N. Yamamoto A. Nakanishi T. Imai T. Wada K. Kataoka H. Handa J. Biol. Chem. 2006 281 10164-10173.
90. L. Montross S. Watkins R. B. Moreland H. Mamon D. L. D. Caspar R. L. Garcea J. Virol. 1991 65 4991-4998.
91. A. Abbing U. K. Blaschke S. Grein M. Kretschmar C. M. B. Stark M. J. W. Thies J. Walter M. Weigand D. C. Woith J. Hess C. O. A. Reiser J. Biol. Chem. 2004 279 27410-27421.
92. E. Boura D. Liebl R. Spisek J. Fric M. Marek J. Stokrova V. Holan J. Forstova FEBS Lett. 2005 579 6549-6558.
93. N. Carette H. Engelkamp E. Akpa S. J. Pierre N. R. Cameron P. C. M. Christianen J. C. Maan J. C. Thies R. Weberskirch A. E. Rowan R. J. M. Nolte T. Michon J. C. M. Van Hest Nat. Nanotechnol. 2007 2 226-229.
94. M. Sutter D. Boehringer S. Gutmann S. Guenther D. Prangishvili M. J. Loessner K. O. Stetter E. Weber-Ban N. Ban Nat. Struct. Mol. Biol. 2008 15 939-947.
95. G. C. Cannon C. E. Bradburne H. C. Aldrich S. H. Baker S. Heinhorst J. M. Shively Appl. Environ. Microbiol. 2001 67 5351-5361.
96. C. A. Kerfeld M. R. Sawaya S. Tanaka C. V. Nguyen M. Phillips M. Beeby T. O. Yeates Science 2005 309 936-938.
97. S. Tanaka C. A. Kerfeld M. R. Sawaya F. Cai S. Heinhorst G. C. Cannon T. O. Yeates Science 2008 319 1083-1086.
98. G. D. Havemann E. M. Sampson T. A. Bobik J. Bacteriol. 2002 184 1253-1261.
99. E. Kofoid C. Rappleye I. Stojiljkovic J. Roth J. Bacteriol. 1999 181 5317-5329.
100. D. H. Anderson V. A. Kickhoefer S. A. Sievers L. H. Rome D. Eisenberg PLoS Biol. 2007 5 2661-2670.
101. K. Ritsert R. Huber D. Turk R. Ladenstein K. Schmidtbase A. Bacher J. Mol. Biol. 1995 253 151-167.
102. S. Jenni M. Leibundgut D. Boehringer C. Frick B. Mikolasek N. Ban Science 2007 316 254-261.
103. A. Aevarsson K. Seger S. Turley J. R. Sokatch W. G. J. Hol Nat. Struct. Biol. 1999 6 785-792.
104. T. A. Bobik G. D. Havemann R. J. Busch D. S. Williams H. C. Aldrich J. Bacteriol. 1999 181 5967-5975.
105. L. B. Kong A. C. Siva V. A. Kickhoefer L. H. Rome P. L. Stewart RNA 2000 6 890-900.
106. L. E. Goldsmith M. Pupols V. A. Kickhoefer L. H. Rome H. G. Monbouquette ACS Nano 2009 3 3175-3183.
107. C. Y. Lai C. M. Wiethoff V. A. Kickhoefer L. H. Rome G. R. Nemerow ACS Nano 2009 3 691-699.
108. V. A. Kickhoefer Y. Garcia Y. Mikyas E. Johansson J. C. Zhou S. Raval-Fernandes P. Minoofar J. I. Zink B. Dunn P. L. Stewart L. H. Rome Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 4348-4352.
109. B. C. Ng M. Yu A. Gopal L. H. Rome H. G. Monbouquette S. H. Tolbert Nano Lett. 2008 8 3503-3509.
110. R. Ladenstein M. Schneider R. Huber H. D. Bartunik K. Wilson K. Schott A. Bacher J. Mol. Biol. 1988 203 1045-1070.
111. R. Ladenstein A. Bacher R. Huber J. Mol. Biol. 1987 195 751-753.
112. K. Schott R. Ladenstein A. Konig A. Bacher J. Biol. Chem. 1990 265 12686-12689.
113. W. Shenton S. Mann H. Colfen A. Bacher M. Fischer Angew. Chem., Int. Ed. 2001 40 442-445.
114. J. L. S. Milne X. W. Wu M. J. Borgnia J. S. Lengyel B. R. Brooks D. Shi R. N. Perham S. Subramaniam J. Biol. Chem. 2006 281 4364-4370.
115. J. L. S. Milne D. Shi P. B. Rosenthal J. S. Sunshine G. J. Domingo X. W. Wu B. R. Brooks R. N. Perham R. Henderson S. Subramaniam EMBO J. 2002 21 5587-5598.
116. H. I. Jung A. Cooper R. N. Perham Biochemistry 2002 41 10446-10453.
117. G. J. Domingo S. Orru R. N. Perham J. Mol. Biol. 2001 305 259-267.
118. G. J. Domingo A. Caivano R. Sartorius P. Barba M. Backstrom D. Piatier-Tonneau J. Guardiola P. De Berardinis R. N. Perham Vaccine 2003 21 1502-1509.
119. M. Dalmau S. Lim H. C. Chen C. Ruiz S. W. Wang Biotechnol. Bioeng. 2008 101 654-664.
120. Note: the fast emergence of this field is further emphasized by recent reports from the groups of Finn and Hilvert on enzyme encapsulation in protein cages; J. D. Fiedler S. D. Brown J. L. Lau M. G. Finn Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 9648.
121. B. Woersdoerfer K. J. Woycechowsky D. Hilvert Science 2011 331 589.