Tandem arrays of TEMPO and nitronyl nitroxide radicals with designed arrangements on DNA

Chemistry - A European Journal

Volumn 18, Issue 1, 2012, Pages 178-183

  Atsumi, Hiroshi ^a   Maekawa, Kensuke ^a   Nakazawa, Shigeaki ^b   Shiomi, Daisuke ^b   Sato, Kazunobu ^b   Kitagawa, Masahiro ^a   Takui, Takeji ^b   Nakatani, Kazuhiko ^a  

^a OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^b Osaka City University   (Japan)

Author keywords

DNA; ESR spectroscopy; nanostructures; quantum chemistry; spin labeling

Indexed keywords

DNA NANOSTRUCTURES; DOUBLE STRANDED DNA; ELECTRON SPINS; ESR SPECTROSCOPY; FUTURE APPLICATIONS; NITRONYL NITROXIDES; ORGANIC RADICALS; QUANTUM COMPUTING; SMALL MOLECULES; SPIN LABELING; TANDEM ARRAYS;

BINDING SITES; LIGANDS; NANOSTRUCTURES; QUANTUM CHEMISTRY; QUANTUM COMPUTERS; QUANTUM OPTICS; SCAFFOLDS;

DNA;

AMINE OXIDE; DNA; NANOMATERIAL; NITROGEN OXIDE; NITROXYL; TEMPO;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ELECTRON SPIN RESONANCE; SYNTHESIS;

CYCLIC N-OXIDES; DNA; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; MOLECULAR STRUCTURE; NANOSTRUCTURES; NITROGEN OXIDES;

EID: 84555196482     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201102693     Document Type: Article

References (89)

1. N. C. Seeman, Nature 2003, 421, 427-431.
2. P. W. K. Rothemund, Nature 2006, 440, 297-302
3. Y. Ke, S. Lindsay, Y. Chang, Y. Liu, H. Yan, Science 2008, 319, 180-183
4. Y. Ke, S. M. Douglas, M. Liu, J. Sharma, A. Cheng, A. Leung, Y. Liu, W. M. Shih, H. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15903-15908.
5. I. Fridovich, Annu. Rev. Biochem. 1995, 64, 97-112
6. E. Finkelstein, G. M. Rosen, E. J. Rauckman, Arch. Biochem. Biophys. 1980, 200, 1-16
7. G. M. Rosen, E. J. Rauckman, Methods Enzymol. 1984, 105, 198-209
8. S. Pou, D. J. Hassett, B. E. Britigan, M. S. Cohen, G. M. Rosen, Anal. Biochem. 1989, 177, 1-6.
9. R. P. Mason, Free Radical Biol. Med. 2004, 36, 1214-1223
10. D. C. Ramirez, S. E. G. Mejiba, R. P. Mason, Nat. Methods 2006, 3, 123-127
11. D. C. Ramirez, S. E. G. Mejiba, R. P. Mason, Nat. Protoc. 2007, 2, 512-522.
12. J. H. Freed, Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 655-89
13. H. Utsumi, K. Yamada, Arch. Biochem. Biophys. 2003, 416, 1-8
14. D. J. Lurie, K. Mader, Adv. Drug Delivery Rev. 2005, 57, 1171-1190.
15. C. Altenbach, S. L. Flitsch, H. G. Khorana, W. L. Hubbell, Biochemistry 1989, 28, 7806-7812
16. A. Milov, A. Maryasov, Y. D. Tsvetkov, Appl. Magn. Reson. 1998, 15, 107-143
17. T. Prisner, M. Rohrer, F. MacMillan, Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 279-313
18. A. J. Costa-Filho, R. H. Crepeau, P. P. Borbat, M. Ge, J. H. Freed, Biophys. J. 2003, 84, 3364-3378
19. G. Jeschke, Y. Polyhach, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1895-1910
20. O. Schiemann, T. F. Prisner, Q. Rev. Biophys. 2007, 40, 1-53.
21. C. Song, K. N. Hu, C. G. Joo, T. M. Swager, R. G. Griffin, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11385-11390
22. K. N. Hu, C. Song, H. Yu, T. M. Swager, R. G. Griffin, J. Chem. Phys. 2008, 128, 052302
23. Y. Matsuki, T. Maly, O. Ouari, H. Karoui, F. LeMoigne, E. Rizzato, S. Lyubenova, J. Herzfeld, T. Prisner, P. Tordo, Angew. Chem. 2009, 121, 5096-5100
24. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4996-5000.
25. A. Spaltenstein, B. H. Robinson, P. B. Hopkins, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1299-1301
26. A. Spaltenstein, B. H. Robinson, P. B. Hopkins, Biochemistry 1989, 28, 9484-9494
27. E. J. Hustedt, A. Spaltenstein, J. J. Kirchner, P. B. Hopkins, B. H. Robinson, Biochemistry 1993, 32, 1774-1787
28. E. J. Hustedt, J. J. Kirchner, A. Spaltenstein, P. B. Hopkins, B. H. Robinson, Biochemistry 1995, 34, 4369-4375.
29. J. A. Fidanza, H. Ozaki, L. W. McLaughlin, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5509-5517
30. P. M. Gannett, E. Darian, J. Powell, E. M. Johnson, C. Mundoma, N. L. Greenbaum, C. M. Ramsey, N. S. Dalal, D. E. Budil, Nucleic Acids Res. 2002, 30, 5328-5337
31. N. Barhate, P. Cekan, A. P. Massey, S. T. Sigurdsson, Angew. Chem. 2007, 119, 2709-2712
32. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2655-2658
33. P. Cekan, A. L. Smith, N. Barhate, B. H. Robinson, S. T. Sigurdsson, Nucleic Acids Res. 2008, 36, 5946-5954
34. Y. Sato, H. Hayashi, M. Okazaki, M. Aso, S. Karasawa, S. Ueki, H. Suemune, N. Koga, Magn. Reson. Chem. 2008, 46, 1055-1058
35. P. Cekan, S. T. Sigurdsson, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18054-18056
36. P. Cekan, E. Jonsson, S. T. Sigurdsson, Nucleic Acids Res. 2009, 37, 3990-3995
37. P. Ding, D. Wunnicke, H. Steinhoff, F. Seela, Chem. Eur. J. 2010, 16, 14385-14396.
38. Y. K. Shin, W. L. Hubbell, Biophys. J. 1992, 61, 1443-1453
39. J. L. Hecht, B. Honig, Y. K. Shin, W. L. Hubbell, J. Phys. Chem. 1995, 99, 7782-7786
40. R. Ward, D. J. Keeble, H. El-Mkami, D. G. Norman, ChemBioChem 2007, 8, 1957-1964
41. G. Sicoli, G. Mathis, O. Delalande, Y. Boulard, D. Gasparutto, S. Gambarelli, Angew. Chem. 2008, 120, 747-749
42. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 735-737
43. N. A. Kuznetsov, A. D. Milov, V. V. Koval, R. I. Samoilova, Y. A. Grishin, D. G. Knorre, Y. D. Tsvetkov, O. S. Fedorova, S. A. Dzuba, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6826-6832
44. V. Singh, M. Azarkh, T. E. Exner, J. S. Hartig, M. Drescher, Angew. Chem. 2009, 121, 9908-9910
45. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9728-9730
46. G. Sicoli, F. Wachowius, C. Hobartner, M. Bennati, Angew. Chem. 2010, 122, 6588-6592
47. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6443-6447.
48. O. Schiemann, N. Piton, Y. G. Mu, G. Stock, J. W. Engels, T. F. Prisner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5722
49. O. Schiemann, N. Piton, J. Plackmeyer, B. E. Bode, T. F. Prisner, J. W. Engels, Nat. Protoc. 2007, 2, 904-923
50. O. Schiemann, P. Cekan, D. Margraf, T. F. Prisner, S. T. Sigurdsson, Angew. Chem. 2009, 121, 3342-3345
51. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3292-3295
52. A. Marko, D. Margraf, P. Cekan, S. T. Sigurdsson, O. Schiemann, T. F. Prisner, Phys. Rev. E 2010, 81, 021911.
53. T. E. Edwards, T. M. Okonogi, B. H. Robinson, S. T. Sigurdsson, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1527-1528
54. T. E. Edwards, T. M. Okonogi, S. T. Sigurdsson, Chem. Biol. 2002, 9, 699-706
55. T. E. Edwards, S. T. Sigurdsson, Biochemistry 2002, 41, 14843-14847
56. O. Schiemann, A. Weber, T. E. Edwards, T. F. Prisner, S. T. Sigurdsson, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3434-3435
57. T. E. Edwards, S. T. Sigurdsson, Biochemistry 2005, 44, 12870-12878
58. T. E. Edwards, S. T. Sigurdsson, Nat. Protoc. 2007, 2, 1954-1962
59. U. Jakobsen, S. A. Shelke, S. Vogel, S. T. Sigurdsson, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10424-10428
60. S. T. Sigurdsson, Pure Appl. Chem. 2011, 83, 677-686.
61. P. Z. Qin, S. E. Butcher, J. Feigon, W. L. Hubbell, Biochemistry 2001, 40, 6929-6936
62. Q. Cai, A. K. Kusnetzow, W. L. Hubbell, I. S. Haworth, G. P. C. Gacho, N. VanEps, K. Hideg, E. J. Chambers, P. Z. Qin, Nucleic Acids Res. 2006, 34, 4722-4730
63. E. A. Price, B. T. Sutch, Q. Cai, P. Z. Qin, I. S. Haworth, Biopolymers 2007, 87, 40-50
64. G. P. G. Grant, P. Z. Qin, Nucleic Acids Res. 2007, 35, e 77
65. P. Z. Qin, I. S. Haworth, Q. Cai, A. K. Kusnetzow, G. P. G. Grant, E. A. Price, G. Z. Sowa, A. Popova, B. Herreros, H. He, Nat. Protoc. 2007, 2, 2354-2365
66. G. P. G. Grant, N. Boyd, D. Herschlag, P. Z. Qin, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3136-3137.
67. S. C. Kao, C. F. Polnaszek, C. R. Toppin, A. M. Bobst, Biochemistry 1983, 22, 5563-5568
68. A. M. Bobst, S. C. Kao, R. C. Toppin, J. C. Ireland, I. E. Thomas, J. Mol. Biol. 1984, 173, 63-74
69. O. K. Strobel, R. S. Keyes, A. M. Bobst, Biochemistry 1990, 29, 8522-8528
70. Z. C. Liang, J. H. Freed, R. S. Keyes, A. M. Bobst, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5372-5381
71. S. Obeid, M. Yulikov, G. Jeschke, A. Marx, Angew. Chem. 2008, 120, 6886-6890
72. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6782-6785.
73. K. Maekawa, S. Nakazawa, H. Atsumi, D. Shiomi, K. Sato, M. Kitagawa, T. Takui, K. Nakatani, Chem. Commun. 2010, 46, 1247-1249
74. H. Atsumi, K. Maekawa, S. Nakazawa, D. Shiomi, K. Sato, M. Kitagawa, T. Takui, K. Nakatani, Chem. Lett. 2010, 39, 556-557.
75. T. Peng, K. Nakatani, Angew. Chem. 2005, 117, 7446-7449
76. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7280-7283
77. T. Peng, C. Dohno, K. Nakatani, Angew. Chem. 2006, 118, 5751-5754
78. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 5623-5626
79. T. Peng, C. Dohno, K. Nakatani, ChemBioChem 2007, 8, 483-485.
80. S. Hagihara, H. Kumasawa, Y. Goto, G. Hayashi, A. Kobori, I. Saito, K. Nakatani, Nucleic Acids Res. 2004, 32, 278-286
81. K. Nakatani, S. Hagihara, Y. Goto, A. Kobori, M. Hagihara, G. Hayashi, M. Kyo, M. Nomura, M. Mishima, C. Kojima, Nat. Chem. Biol. 2005, 1, 39-43.
82. M. Nomura, S. Hagihara, Y. Goto, K. Nakatani, C. Kojima, Nucleic Acids Res. Suppl. 2005, 49, 213-214.
83. K. Sato, S. Nakazawa, R. Rahimi, T. Ise, S. Nishida, T. Yoshino, N. Mori, K. Toyota, D. Shiomi, Y. Yakiyama, Y. Morita, M. Kitagawa, K. Nakasuji, M. Nakahara, H. Hara, P. Carl, P. Hofer, T. Takui, J. Mater. Chem. 2009, 19, 3739-3754
84. Y. Morita, Y. Yakiyama, S. Nakazawa, T. Murata, T. Ise, D. Hashizume, D. Shiomi, K. Sato, M. Kitagawa, K. Nakasuji, T. Takui, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6944-6946
85. T. Yoshino, S. Nishida, K. Sato, S. Nakazawa, R. Rahimi, K. Toyota, D. Shiomi, Y. Morita, M. Kitagawa, T. Takui, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 449-453.
86. S. Lloyd, Science 1993, 261, 1569-1571
87. S. Benjamin, Phys. Rev. A 2000, 61, 020301
88. Y. Kawano, S. Yamashita, M. Kitagawa, Phys. Rev. A 2005, 72, 012301.
89. H. Schlude, Tetrahedron 1973, 29, 4007-4011.