β-Relaxation governs protein stability in sugar-glass matrices

Soft Matter

Volumn 8, Issue 10, 2012, Pages 2983-2991

  Cicerone, Marcus T ^a   Douglas, Jack F ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONFORMATIONAL STABILITIES; DEGRADATION RATE; DRY STATE; FUNDAMENTAL PHYSICS; GLASS FORMATION; HIGH FREQUENCY; KINETIC EFFECT; MATRIX; MATRIX MATERIALS; PROTEIN STABILITY; SIGNIFICANT IMPACTS; STABILIZING EFFECTS; THERMODYNAMIC EFFECT;

CONFORMATIONS; DEGRADATION; GLASS; NUCLEIC ACIDS; PROTEINS; STABILITY;

SUGARS;

EID: 84857709672     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2sm06979b     Document Type: Article

References (89)

1. L. M. Crowe R. Mouradian J. H. Crowe S. A. Jackson C. Womersley Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 1984 769 141 50
2. J. F. Carpenter L. M. Crowe J. H. Crowe Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 1987 923 109 15
3. R. Nayar, M. C. Manning, in Rational design of stable protein formulations: theory and practice (Plenum Pub Corp, 2002), pp. 177
4. H. GLENN C&E. News. 2007 85 8
5. M. C. Lai E. M. Topp J. Pharm. Sci. 1999 88 489 500
6. M. C. Manning D. K. Chou B. M. Murphy R. W. Payne D. S. Katayama Pharm. Res. 2010 27 544 75
7. M. T. Cicerone M. D. Ediger J. Chem. Phys. 1996 104 7210 7218
8. T. Arakawa S. N. Timasheff Biochemistry 1982 21 6536 6544
9. P. S. Belton A. M. Gil Biopolymers 1994 34 957 961
10. J. A. Rupley and G. Careri, in Protein Hydration and Function, ed. M. M. R. J. T. E Frederic, D. S. Eisenberg, Academic Press, 1991, pp. 37 172
11. M. V. Fedorov J. M. Goodman D. Nerukh S. Schumm Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 2294 2299
12. S. J. Prestrelski N. Tedeschi T. Arakawa J. F. Carpenter Biophys. J. 1993 65 661 71
13. L. Cordone G. Cottone S. Giuffrida J. Phys.: Condens. Matter 2007 19 205110
14. S. D. Allison B. Chang T. W. Randolph J. F. Carpenter Arch. Biochem. Biophys. 1999 365 289 298
15. K. Tanaka T. Takeda K. Miyajima Chem. Pharm. Bull. 1991 39 1091 4
16. H. R. Costantino K. G. Carrasquillo R. A. Cordero M. Mumenthaler et al. J. Pharm. Sci. 1998 87 1412 20
17. J. L. Cleland X. Lam B. Kendrick J. Yang et al. J. Pharm. Sci. 2001 90 310 21
18. F. Francia M. Dezi A. Mallardi G. Palazzo J. Am. Chem. Soc. 2008 130 10240 10246
19. G. Cottone G. Ciccotti L. Cordone J. Chem. Phys. 2002 117 9862
20. A. M. Massari I. J. Finkelstein B.L. McClain A. Goj J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14279 14289
21. A. Lerbret P. Bordat F. Affouard M. Descampes F. Migliardo J. Phys. Chem. B 2005 109 11046 11057
22. F. Franks R. H. M. Hatley S. F. Mathias Biopharm. - Tech. &. Bus. Biopharm. 1991 4 38 55
23. S. P. Duddu G. Z. Zhang P. R. DalMonte Pharm. Res. 1997 14 596 600
24. Y. S. Guo S. R. Bryn G. Zografi J. Pharm. Sci. 2000 89 128 43
25. M. J. Pikal D. Rigsbee M. L. Roy D. Galreath et al. J. Pharm. Sci. 2008 97 5106 21
26. S. Rossi M. P. Buera S. Moreno J. Chirife Biotechnol. Prog. 1997 13 609 16
27. M. P. Buera S. Rossi S. Moreno J. Chirife Biotechnol. Prog. 1999 15 577 9
28. P. Davidson W. Q. Sun Pharm. Res. 2001 18 474 9
29. M. T. Cicerone C. L. Soles Biophys. J. 2004 86 3836 45
30. R. E. Moznine G. Smith E. Polygalov P. M. Suherman J. Broadhead J. Phys. D: Appl. Phys. 2003 36 330
31. S. Yoshioka T. Miyazaki Y. Aso Pharm. Res. 2006 23 961 6
32. S. Yoshioka T. Miyazaki Y. Aso T. Kawanishi Pharm. Res. 2007 24 1660 7
33. B. Q. Wang S. Tchessalov M. T. Cicerone N. W. Warne M. J. Pikal J. Pharm. Sci. 2009 98 3145 66
34. G. P. Johari M. Goldstein J. Chem. Phys. 1971 55 4245 52
35. P. Allegrini J. F. Douglas S. C. Glotzer Phys. Rev. E. 1999 60 5714 24
36. J. Obrzut A. Anopchenko J. F. Douglas B. W. Rust JNCS. 2010 356 777 81
37. K. Kaminski E. Kaminska K. L. Ngai M. Paluch et al. J. Phys. Chem. B 2009 113 10088 96
38. G. Caliskan D. Mechtani J. H. Roh A. Kisliuk et al. J. Chem. Phys. 2004 121 1978 83
39. T. E. Dirama G. A. Carri A. P. Sokolov J. Chem. Phys. 2005 122 244910
40. H. Frauenfelder G. Chen J. Berendzen P. W. Fenimore et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 5129 34
41. F. W. Starr S. Sastry J. F. Douglas S. C. Glotzer Phys. Rev. Lett. 2002 89
42. K. L. Ngai L. R. Bao A. F. Yee C. L. Soles Phys. Rev. Lett. 2001 8721
43. A. A. Gusev S. Arizzi U. W. Suter D. J. Moll J. Chem. Phys. 1993 99 2221
44. V. Molinero W. A. Goddard Phys. Rev. Lett. 2005 95 045701
45. R. F. Grote G. Van der Zwan J. T. Hynes J. Phys. Chem. 1984 88 4676 84
46. H. Sumi J. Phys. Chem. 1991 95 3334 50
47. T. Psurek C. L. Soles K. A. Page M. T. Cicerone J. F. Douglas J. Phys. Chem. B 2008 112 15980 90
48. R. W. Hall P. G. Wolynes J. Chem. Phys. 1987 86 2943 8
49. J. C. Dyre N. B. Olsen T. Christensen Phys. Rev. B. 1996 53 2171 4
50. K. L. Ngai S. Capaccioli J. Phys. Chem. B 2004 108 11118 23
51. K. Kessairi S. Capaccioli D. Prevosto M. Lucchesi et al. J. Phys. Chem. B 2008 112 4470 3
52. U. Buchenau R. Zorn Europhys. Lett. 1992 18 523 8
53. L. Larini A. Ottochian C. De Michele D. Leporini Nat. Phys. 2008 4 42 5
54. A. Anopchenko T. Psurek D. VanderHart J. F. Douglas J. Obrzut Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2006 74 031501
55. E. B. Stukalin J. F. Douglas K. F. Freed J. Chem. Phys. 2010 132 084504
56. R. A. Riggleman J. F. Douglas J. J. de Pablo Soft Matter 2010 6 292 304
57. H. C. Wong A. Sanz J. F. Douglas J. T. Cabral J. Mol. Liq. 2010 153 79 87
58. F. W. Starr J. F. Douglas Phys. Rev. Lett. 2011 106 115702
59. J. F. Douglas J. Dudowicz K. F. Freed Phys. Rev. Lett. 2009 103 135701
60. K. F. Freed J. Phys. Chem. B 2011 115 1689 92
61. L. Liu Q.-X. Guo Chem. Rev. 2001 101 673 96
62. R. A. Riggleman K. Yoshimoto J. F. Douglas J. J. de Pablo Phys. Rev. Lett. 2006 97 045502
63. R. A. Riggleman J. F. Douglas J. J. de Pablo J. Chem. Phys. 2007 126 234903
64. S. L. Shamblin X. Tang L. Chang B. C. Hancock M. J. Pikal J. Phys. Chem. B 1999 103 4113 21
65. P. M. Gehring D. A. Neumann Phys. B 1997 241-243 64 70
66. G. Zaccai Science 2000 288 1604 7
67. L. L. Chang D. Shepherd J. Sun D. Ouellette et al. J. Pharm. Sci. 2005 94 1427 44
68. M. T. Cicerone Q. Zhong J. Johnson K. A. Aamer M. Tyagi J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 1464 8
69. S. U. Sane R. Wong C. C. Hsu J. Pharm. Sci. 2004 93 1005 18
70. S. D. Allison B. Chang T. W. Randolph J. F. Carpenter Arch. Biochem. Biophys. 1999 365 289 98
71. L. L. Chang D. Shepherd J. Sun X. C. Tang M. J. Pikal J. Pharm. Sci. 2005 94 1445 55
72. R. W. Sillars Wireless Section, Institution of Electrical Engineers-Proceedings 1937 12 139 55
73. D. S. Simmons J. F. Douglas Soft Matter 2011 7 11010 11020
74. S. M. Lievonen Y. H. Roos J. Food Sci. 2002 67 2100 6
75. F. C. Collins G. E. Kimball J. Colloid Sci. 1949 4 425 37
76. H. A. Kramers Physica 1940 7 284 304
77. J. F. Douglas D. Leporini JNCS. 1998 235 137 41
78. G. L. Pollack Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1981 23 2660 3
79. M. T. Cicerone P. A. Wagner M. D. Ediger J. Phys. Chem. B 1997 101 8727 34
80. L. M. Xu F. Mallamace Z. Y. Yan F. W. Starr et al. Nat. Phys. 2009 5 565 9
81. A. Voronel E. Veliyulin V. S. Machavariani A. Kisliuk D. Quitmann Phys. Rev. Lett. 1998 80 2630 3
82. G. Chirico M. Placidi S. Cannistraro J. Phys. Chem. B 1999 103 1746 51
83. S. H. Bielowka T. Psurek J. Ziolo M. Paluch Phys. Rev. E. 2001 63 062301
84. S. R. Becker P. H. Poole F. W. Starr Phys. Rev. Lett. 2006 97 55901
85. F. Fernandez-Alonso F. J. Bermejo S. E. McLain J. F. C. Turner et al. Phys. Rev. Lett. 2007 98 77801
86. R. Zwanzig Chem. Phys. Lett. 1989 164 639 642
87. S. K. Kumar G. Szamel J. F. Douglas J. Chem. Phys. 2006 124 214501
88. D. P. Bentz M. A. Peltz K. A. Snyder J. M. Davis Conc. Int. 2009 31 31 6
89. S. P. Delcambre R. A. Riggleman J. J. de Pablo P. F. Nealey Soft Matter 2010 6 2475 83