Binding of HIV-1 gp120 glycoprotein to silica nanoparticles modified with CD4 glycoprotein and CD4 peptide fragments

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 4, Issue 1, 2012, Pages 235-243

  Cheng, Kai ^a   El Boubbou, Kheireddine ^a   Landry, Christopher C ^a  

^a UNIVERSITY OF VERMONT   (United States)

Author keywords

biomedical applications; porous materials; protein binding; silica; surface modification

Indexed keywords

BINDING AFFINITIES; BINDING EFFICIENCY; BIOMEDICAL APPLICATIONS; ENVELOPE GLYCOPROTEINS; EXTERNAL SURFACES; FUNCTIONALIZED; HIV DIAGNOSIS; HOST CELLS; HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS; INTERNAL PORES; MESOPOROUS; MESOPOROUS SILICA PARTICLES; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN BINDING; SILICA NANOPARTICLES; VACCINE DEVELOPMENT;

AMIDES; BINDING ENERGY; BIOCHEMISTRY; CELL MEMBRANES; CONFOCAL MICROSCOPY; DRUG DELIVERY; GLYCOPROTEINS; MEDICAL APPLICATIONS; MESOPOROUS MATERIALS; PEPTIDES; POROUS MATERIALS; SILICA; SURFACE TREATMENT; SURFACES; VIRUSES;

DISEASES;

CD4 ANTIGEN; GLYCOPROTEIN GP 120; NANOPARTICLE; PEPTIDE FRAGMENT; RECOMBINANT PROTEIN; SILICON DIOXIDE; SOLUBLE CD4 ANTIGEN;

ARTICLE; CHEMISTRY; GENETICS; HUMAN; HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS 1; HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS INFECTION; METABOLISM; PROTEIN BINDING;

ANTIGENS, CD4; HIV ENVELOPE PROTEIN GP120; HIV INFECTIONS; HIV-1; HUMANS; NANOPARTICLES; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN BINDING; RECOMBINANT PROTEINS; SILICON DIOXIDE;

EID: 84856291187     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am2013008     Document Type: Article

References (73)

1. Vallet-Regi, M. A.; Ruiz-Gonzalez, L.; Izquierdo-Barba, I.; Gonzalez-Calbet, J. M. J. Mater. Chem. 2006, 16, 26-31
2. Cheng, K.; Blumen, S. R.; Weiss, D. J.; James, T. A.; Mossman, B. T.; Landry, C. C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 2489-2495
3. Rosenholm, J.; Sahlgren, C.; Linden, M. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2707-2713
4. Rosenholm, J. M.; Peuhu, E.; Eriksson, J. E.; Sahlgren, C.; Linden, M. Nano Lett. 2009, 9, 3308-3311
5. Lu, C. W.; Hung, Y.; Hsiao, J. K.; Yao, M.; Chung, T. H.; Lin, Y. S.; Wu, S. H.; Hsu, S. C.; Liu, H. M.; Mou, C. Y.; Yang, C. S.; Huang, D. M.; Chen, Y. C. Nano Lett. 2007, 7, 149-154
6. Steinbacher, J. L.; Lathrop, S. A.; Cheng, K.; Hillegass, J. M.; Kauppinen, R. A.; Mossman, B. T.; Landry, C. C. Small 2010, 6, 2678-2682
7. Zhan, Q. Q.; Qian, J.; Li, X.; He, S. L. Nanotechnology 2010, 21, 055704.
8. Hillegass, J. M.; Blumen, S. R.; Cheng, K.; MacPherson, M. B.; Alexeeva, V.; Lathrop, S. A.; Beuschel, S. L.; Steinbacher, J. L.; Butnor, K. J.; Ramos-Niño, M. E.; Shukla, A.; James, T. A.; Weiss, D. J.; Taatjes, D. J.; Pass, H. I.; Carbone, M.; Landry, C. C.; Mossman, B. T. Int. J. Cancer 2011, 129, 233
9. Vivero-Escoto, J. L.; Slowing, II; Trewyn, B. G.; Lin, V. S. Y. Small 2010, 6, 1952-1967
10. Rosenholm, J. M.; Sahlgren, C.; Linden, M. Nanoscale 2010, 2, 1870-1883
11. Livingston, S. R.; Landry, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13214-13215
12. Liong, M.; France, B.; Bradley, K. A.; Zink, J. I. Adv. Mater. 2009, 21, 1684
13. Yang, H. H.; Zhang, S. Q.; Chen, X. L.; Zhuang, Z. X.; Xu, J. G.; Wang, X. R. Anal. Chem. 2004, 76, 1316-1321
14. Qian, K.; Wan, J. J.; Huang, X. D.; Yang, P. Y.; Liu, B. H.; Yu, C. Z. Chem. - Eur. J. 2010, 16, 822-828
15. Zhang, L. J.; Xu, Y. W.; Yao, H. L.; Xie, L. Q.; Yao, J.; Lu, H. J.; Yang, P. Y. Chem. - Eur. J. 2009, 15, 10158-10166
16. Zhang, L. J.; Lu, H. J.; Yang, P. Y. Sci. China Chem. 2010, 53, 695-703
17. Liu, S. S.; Chen, H. M.; Lu, X. H.; Deng, C. H.; Zhang, X. M.; Yang, P. Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7557-7561
18. Wan, J. J.; Qian, K.; Zhang, J.; Liu, F.; Wang, Y. H.; Yang, P. Y.; Liu, B. H.; Yu, C. Z. Langmuir 2010, 26, 7444-7450
19. Xu, Y. W.; Wu, Z. X.; Zhang, L. J.; Lu, H. J.; Yang, P. Y.; Webley, P. A.; Zhao, D. Y. Anal. Chem. 2009, 81, 503-508
20. El-Boubbou, K.; Gruden, C.; Huang, X. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13392-13393 and references therein.
21. El-Boubbou, K.; Zhu David, C.; Vasileiou, C.; Borhan, B.; Prosperi, D.; Li, W.; Huang, X. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4490-9
22. Kim, E. Y.; Stanton, J.; Korber, B. T.; Krebs, K.; Bogdan, D.; Kunstman, K.; Wu, S.; Phair, J. P.; Mirkin, C. A.; Wolinsky, S. M. Nanomedicine 2008, 3, 293
23. Tang, S. X.; Hewlett, I. J. Infect. Dis. 2010, 201, S59-S64
24. Tang, S. X.; Zhao, J. Q.; Storhoff, J. J.; Norris, P. J.; Little, R. F.; Yarchoan, R.; Stramer, S. L.; Patno, T.; Domanus, M.; Dhar, A.; Mirkin, C. A.; Hewlett, I. K. J. Acquired Immune Defic. Syndr. 2007, 46, 231-237
25. Myszka, D. G.; Sweet, R. W.; Hensley, P.; Brigham-Burke, M.; Kwong, P. D.; Hendrickson, W. A.; Wyatt, R.; Sodroski, J.; Doyle, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. 2000, 97, 9026-9031
26. Kwong, P. D.; Wyatt, R.; Robinson, J.; Sweet, R. W.; Sodroski, J.; Hendrickson, W. A. Nature 1998, 393, 648-659
27. Wyatt, R.; Kwong, P. D.; Desjardins, E.; Sweet, R. W.; Robinson, J.; Hendrickson, W. A.; Sodroski, J. G. Nature 1998, 393, 705-711
28. Chen, L.; Kwon, Y. D.; Zhou, T. Q.; Wu, X. L.; O'Dell, S.; Cavacini, L.; Hessell, A. J.; Pancera, M.; Tang, M.; Xu, L.; Yang, Z. Y.; Zhang, M. Y.; Arthos, J.; Burton, D. R.; Dimitrov, D. S.; Nabel, G. J.; Posner, M. R.; Sodroski, J.; Wyatt, R.; Mascola, J. R.; Kwong, P. D. Science 2009, 326, 1123-1127
29. Diskin, R.; Marcovecchio, P. M.; Bjorkman, P. J. Nat. Struct. Mol. Biol. 2010, 17, 608-613
30. Wang, J. H.; Alvarez, R.; Roderiquez, G.; Guan, E.; Norcross, M. A. J. Cell. Biochem. 2004, 93, 753-760
31. Xiao, X. D.; Wu, L. J.; Stantchev, T. S.; Feng, Y. R.; Ugolini, S.; Chen, H.; Shen, Z. M.; Riley, J. L.; Broder, C. C.; Sattentau, Q. J.; Dimitrov, D. S. Proc. Natl. Acad. Sci. 1999, 96, 7496-7501
32. Dragic, T.; Litwin, V.; Allaway, G. P.; Martin, S. R.; Huang, Y. X.; Nagashima, K. A.; Cayanan, C.; Maddon, P. J.; Koup, R. A.; Moore, J. P.; Paxton, W. A. Nature 1996, 381, 667-673
33. Karlsson Hedestam, G. B.; Fouchier, R. A. M.; Phogat, S.; Burton, D. R.; Sodroski, J.; Wyatt, R. T. Nat. Rev. 2008, 6, 143
34. Bhattacharyya, S.; Rajan, R. E.; Swarupa, Y.; Rathore, U.; Verma, A.; Udaykumar, R.; Varadarajan, R. J. Biol. Chem. 2010, 285, 27100
35. Lagenaur, L. A.; Villarroel, V. A.; Bundoc, V.; Dey, B.; Berger, E. A. Retrovirology 2010, 7, 1-13
36. Vinu, A.; Hossain, K. Z.; Ariga, K. J. Nanosci. Nanotechnol. 2005, 5, 347
37. Liu, Y.-H.; Lin, H.-P.; Mou, C.-Y. Langmuir 2004, 20, 3231
38. Huh, S.; Wiench, J. W.; Yoo, J.-C.; Pruski, M.; Lin, V. S.-Y. Chem. Mater. 2003, 15, 4247
39. Mal, N.-K.; Fujiwara, M.; Tanaka, Y. N. Nature 2003, 421, 350-353
40. Cheng, K. Ph.D. Thesis, University of Vermont: Burlington, 2007.
41. Gallis, K. W.; Araujo, J. T.; Duff, K. J.; Moore, J. G.; Landry, C. C. Adv. Mater. 1999, 11, 1452
42. Gallis, K. W.; Landry, C. C. U.S. Patent 6-334-988, 2002.
43. Gallis, K. W.; KEklund, A. G.; Jull, S. T.; Araujo, J. T.; Moore, J. G.; Landry, C. C. Stud. Surf. Sci. Catal. 2000, 129, 747
44. Nassivera, T. W.; Eklund, A. G.; Landry, C. C. J. Chromatogr., A 2002, 973, 97
45. Sorensen, A. C.; Fuller, B. L.; Eklund, A. G.; Landry, C. C. Chem. Mater. 2004, 16, 2157
46. Cheng, K.; Landry, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9674-9685
47. Jameson, B. A.; Rao, P. E.; Kong, L. I.; Hahn, B. H.; Shaw, G. M.; Hood, L. E.; Kent, S. B. H. Science 1988, 240, 1335-1339
48. Gizachew, D.; Moffett, D. B.; Busse, S. C.; Westler, W. M.; Dratz, E. A.; Teintze, M. Biochemistry 1998, 37, 10616-10625
49. Houseman, B. T.; Gawalt, E. S.; Mrksich, M. Langmuir 2003, 19, 1522-1531
50. Miyazawa, T.; Blout, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 712-719
51. Henkel, B.; Bayer, E. J. Pept. Sci. 1998, 4, 461-470
52. Haris, P. I.; Chapman, D.; Harrison, R. A.; Smith, K. F.; Perkins, S. J. Biochemistry 1990, 29, 1377-1380
53. Chamow, S. M.; Kogan, T. P.; Peers, D. H.; Hastings, R. C.; Byrn, R. A.; Ashkenazi, A. J. Biol. Chem. 1992, 267, 15916-15922
54. Ryu, S. E.; Kwong, P. D.; Truneh, A.; Porter, T. G.; Arthos, J.; Rosenberg, M.; Dai, X. P.; Xuong, N. H.; Axel, R.; Sweet, R. W.; Hendrickson, W. A. Nature 1990, 348, 419-426
55. Harris, R. J.; Chamow, S. M.; Gregory, T. J.; Spellman, M. W. Eur. J. Biochem. 1990, 188, 291-300
56. Rodwell, J. D.; Alvarez, V. L.; Chyi, L.; Lopes, A. D.; Goers, J. W. F.; King, H. D.; Powsner, H. J.; Mckearn, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. 1986, 83, 2632-2636
57. Xuan, H.; Hage, D. S. Anal. Biochem. 2005, 346, 300-310
58. Morikawa, Y.; Overton, H. A.; Moore, J. P.; Wilkinson, A. J.; Brady, R. L.; Lewis, S. J.; Jones, I. M. AIDS Res. Hum. Retroviruses 1990, 6, 765
59. Fenouillet, E.; Clergetraslain, B.; Gluckman, J. C.; Guetard, D.; Montagnieri, L.; Bahraouit, E. J. Exp. Med. 1989, 169, 802
60. Ashford, D. A.; Alafi, C. D.; Gamble, V. M.; Mackay, D. J. G.; Rademacher, T. W.; Williams, P. J.; Dwek, R. A.; Barclay, A. N.; Davis, S. J.; Somoza, C.; Ward, H. A.; Williams, A. F. J. Biol. Chem. 1993, 268, 3260
61. Bradford, M. Anal. Biochem. 1976, 72, 248-254
62. Huang, B. X.; Kim, H. Y.; Dass, C. J. Am. Soc. Mass Spectrom 2004, 15, 1237-1247
63. Myszka, D. G.; Sweet, R. W.; Hensley, P.; Brigham-Burke, M.; Kwong, P. D.; Hendrickson, W. A.; Wyatt, R.; Sodroski, J.; Doyle, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. 2000, 97, 9026-9031
64. Chamow, S. M.; Kogan, T. P.; Peers, D. H.; Hastings, R. C.; Byrn, R. A.; Ashkenazi, A. J. Biol. Chem. 1992, 267, 15916-15922
65. Wu, H.; Myszka, D. G.; Tendian, S. W.; Brouillette, C. G.; Sweet, R. W.; Chaiken, I. M.; Hendrickson, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, 93, 15030-15035
66. Bertozzi, C. R.; Kiessling, L. L. Science 2001, 291, 2357-2364
67. Papandreou, M. J.; Idziorek, T.; Miquelis, R.; Fenouillet, E. FEBS Lett. 1996, 379, 171-176
68. Fenouillet, E.; Clergetraslain, B.; Gluckman, J. C.; Guetard, D.; Montagnier, L.; Bahraoui, E. J. Exp. Med. 1989, 169, 807-822
69. Bedinger, P.; Moriarty, A.; von Borstel, R. C.; Donovan, N. J.; Steimer, K. S.; Littman, D. R. Nature 1988, 334, 162-165
70. Koch, M.; Pancera, M.; Kwong, P. D.; Kolchinsky, P.; Grundner, C.; Wang, L. P.; Hendrickson, W. A.; Sodroski, J.; Wyatt, R. Virology 2003, 313, 387-400
71. Quinones-Kochs, M. I.; Buonocore, L.; Rose, J. K. J. Virol. 2002, 76, 4199-4211
72. Kwong, P. D.; Wyatt, R.; Desjardins, E.; Robinson, J.; Culp, J. S.; Hellmig, B. D.; Sweet, R. W.; Sodroski, J.; Hendrickson, W. A. J. Biol. Chem. 1999, 274, 4115-23
73. Culp, J. S.; Johansen, H.; Hellmig, B.; Beck, J.; Matthews, T. J.; Delers, A.; Rosenberg, M. Nat. Biotechnol. 1991, 9, 173-177