Enzyme-based logic: Or gate with double-sigmoid filter response

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 116, Issue 32, 2012, Pages 9683-9689

  Zavalov, Oleksandr ^a   Bocharova, Vera ^a,b   Privman, Vladimir ^a   Katz, Evgeny ^a  

^a CLARKSON UNIVERSITY   (United States)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FILTRATION;

BINARY FUNCTIONS; BIO-MOLECULAR; FILTER RESPONSE; GATE PROCESS; HIGH QUALITY; OUTPUT SIGNAL; PH CONTROL;

LOGIC GATES;

EID: 84865127257     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp305183d     Document Type: Article

References (62)

1. Unconventional Computation. Lecture Notes in Computer Science; Calude, C. S., Costa, J. F., Dershowitz, N., Freire, E., Rozenberg, G., Eds.; Springer: Berlin, 2009; Vol. 5715.
2. Unconventional Computing; Adamatzky, A., De Lacy Costello, B., Bull, L., Stepney, S., Teuscher, C., Eds.; Luniver Press: U.K., 2007.
3. Molecular Computation Models: Unconventional Approaches; Gheorghe, M., Ed.; Idea Group Publishing: U.K., 2005.
4. Molecular and Supramolecular Information Processing - From Molecular Switches to Unconventional Computing; Katz, E., Ed.; Willey-VCH: Weinheim, Germany, 2012, (ISBN-10: 3-527-33195-6).
5. Biomolecular Information Processing - From Logic Systems to Smart Sensors and Actuators; Katz, E., Ed.; Willey-VCH: Weinheim, Germany, 2012, (ISBN-10: 3-527-33228-6).
6. Dragoman, D.; Dragoman, M. Biomolecular Computing: Chapter in Bionanoelectronics; Springer: Berlin, Heidelberg, Germany, 2012; Chapter 7, pp 189-206.
7. Stojanovic, M. N.; Stefanovic, D.; LaBean, T.; Yan, H. In Bioelectronics: From Theory to Applications; Willner, I., Katz, E., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2005; pp 427-455.
8. Benenson, Y. Mol. Biosyst. 2009, 5, 675-685
9. Katz, E.; Privman, V. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1835-1857
10. Shapiro, E.; Gil, B. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 84-85
11. Ashkenasy, G.; Ghadiri, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11140-11141
12. Pischel, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4026-4040
13. Credi, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 5472-5475
14. Andreasson, J.; Pischel, U. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 174-188
15. Szacilowski, K. Chem. Rev. 2008, 108, 3481-3548
16. De Silva, A. P.; Uchiyama, S.; Vance, T. P.; Wannalerse, B. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 1623-1632
17. Unger, R.; Moult, J. Proteins 2006, 63, 53-64
18. Ezziane, Z. Nanotechnology 2006, 17, R27-R39
19. Rinaudo, K.; Bleris, L.; Maddamsetti, R.; Subramanian, S.; Weiss, R.; Benenson, Y. Nat. Biotechnol. 2007, 25, 795-801
20. Li, Z.; Rosenbaum, M. A.; Venkataraman, A.; Tam, T. K.; Katz, E.; Angenent, L. T. Chem. Commun. 2011, 47, 3060-3062
21. Tamsir, A.; Tabor, J. J.; Voigt, C. A. Nature 2011, 469, 212-215
22. Kahan, M.; Gil, B.; Adar, R.; Shapiro, E. Physica D 2008, 237, 1165-1172
23. Wang, J.; Katz, E. Anal. Bioanal. Chem. 2010, 398, 1591-1603
24. Wang, J.; Katz, E. Isr. J. Chem. 2011, 51, 141-150
25. Melnikov, D.; Strack, G.; Zhou, J.; Windmiller, J. R.; Halámek, J.; Bocharova, V.; Chuang, M.-C.; Santhosh, P.; Privman, V.; Wang, J.; Katz, E. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 12166-12174
26. Zhou, J.; Halámek, J.; Bocharova, V.; Wang, J.; Katz, E. Talanta 2011, 83, 955-959
27. Halámek, J.; Windmiller, J. R.; Zhou, J.; Chuang, M.-C.; Santhosh, P.; Strack, G.; Arugula, M. A.; Chinnapareddy, S.; Bocharova, V.; Wang, J.; Katz, E. Analyst 2010, 135, 2249-2259
28. Privman, V. Isr. J. Chem. 2011, 51, 118-131
29. Halámek, J.; Zavalov, O.; Halámková, L.; Korkmaz, S.; Privman, V.; Katz, E. J. Phys. Chem. B 2012, 116 (15) 4457-4464
30. Manesh, K. M.; Halámek, J.; Pita, M.; Zhou, J.; Tam, T. K.; Santhosh, P.; Chuang, M.-C.; Windmiller, J. R.; Abidin, D.; Katz, E.; Wang, J. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 3569-3574
31. Halámek, J.; Bocharova, V.; Chinnapareddy, S.; Windmiller, J. R.; Strack, G.; Chuang, M.-C.; Zhou, J.; Santhosh, P.; Ramirez, G. V.; Arugula, M. A.; Wang, J.; Katz, E. Mol. Biosyst. 2010, 6, 2554-2560
32. Windmiller, J. R.; Strack, G.; Chuang, M.-C.; Halámek, J.; Santhosh, P.; Bocharova, V.; Zhou, J.; Katz, E.; Wang, J. Sens. Actuators, B 2010, 150, 285-290
33. Adar, R.; Benenson, Y.; Linshiz, G.; Rosner, A.; Tishby, N.; Shapiro, E. Proc. Natl. Acad. U.S.A. 2004, 101, 9960-9965
34. von Maltzahn, G.; Harris, T. J.; Park, J.-H.; Min, D.-H.; Schmidt, A. J.; Sailor, M. J.; Bhatia, S. N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6064-6065
35. May, E. E.; Dolan, P. L.; Crozier, P. S.; Brozik, S.; Manginell, M. IEEE Sens. J. 2008, 8, 1011-1019
36. Privman, V.; Halámek, J.; Arugula, M. A.; Melnikov, D.; Bocharova, V.; Katz, E. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14103-14109
37. Pita, M.; Privman, V.; Arugula, M. A.; Melnikov, D.; Bocharova, V.; Katz, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 4507-4513
38. Rafael, S. P.; Vallée-Bélisle, A.; Fabregas, E.; Plaxco, K.; Palleschi, G.; Ricci, F. Anal. Chem. 2012, 84, 1076-1082
39. Halámek, J.; Zhou, J.; Halámková, L.; Bocharova, V.; Privman, V.; Wang, J.; Katz, E. Anal. Chem. 2011, 83, 8383-8386
40. Privman, V.; Pedrosa, V.; Melnikov, D.; Pita, M.; Simonian, A.; Katz, E. Biosens. Bioelectron. 2009, 25, 695-701
41. Kato, G. J.; McGowan, V.; Machado, R. F.; Little, J. A.; Taylor, J., VI; Morris, C. R.; Nichols, J. S.; Wang, X.; Poljakovic, M.; Morris, S. M., Jr.; Gladwin, M. T. Blood 2006, 107, 2279-2285
42. Moser, I.; Jobst, G.; Svasek, P.; Varahram, M.; Urban, G. Sens. Actuators, B 1997, 44, 377-380
43. Kotoh, K.; Enjoji, M.; Kato, M.; Kohjima, M.; Nakamuta, M.; Takayanagi, R. Comp. Hepatol. 2008, 7, 6-14
44. Khalili, H.; Dayyeh, B. A.; Friedman, L. S. In Clinical Gastroenterology: Chronic Liver Failure; Ginès, P.; Kamath, P. S.; Arroyo, V., Eds.; Humana Press: New York, 2010; pp 47-76.
45. Privman, M.; Tam, T. K.; Bocharova, V.; Halámek, J.; Wang, J.; Katz, E. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 1620-1623
46. Tokarev, I.; Gopishetty, V.; Zhou, J.; Pita, M.; Motornov, M.; Katz, E.; Minko, S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 532-536
47. Motornov, M.; Zhou, J.; Pita, M.; Tokarev, I.; Gopishetty, V.; Katz, E.; Minko, S. Small 2009, 5, 817-820
48. Motornov, M.; Zhou, J.; Pita, M.; Gopishetty, V.; Tokarev, I.; Katz, E.; Minko, S. Nano Lett. 2008, 8, 2993-2997
49. Bychkova, V.; Shvarev, A.; Zhou, J.; Pita, M.; Katz, E. Chem. Commun. 2010, 46, 94-96
50. Bocharova, V.; Tam, T. K.; Halámek, J.; Pita, M.; Katz, E. Chem. Commun. 2010, 46, 2088-2090
51. Kyger, E. M.; Riley, D. J.; Spilburg, C. A.; Lange, L. G. Biochemistry 1990, 29, 3853-3858
52. Holwerda, R. A.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 6036-6041
53. Koudelka, G. B.; Hansen, F. B.; Ettinger, M. J. J. Biol. Chem. 1985, 260, 15561-15565
54. Saloheimo, M.; Niku-Paavola, M. L.; Knowles, J. K. J. Gen. Microbiol. 1991, 137, 1537-1544
55. Coll, P. M.; Tabernero, C.; Santamaria, R.; Perez, P. Appl. Environ. Microbiol. 1993, 59, 4129-4135
56. Eggert, C.; Temp, U; Eriksson, K. E. Appl. Environ. Microbiol. 1996, 62, 1151-1158
57. Périé, F. H.; Reddy, G. V.; Blackburn, N. J.; Gold, M. H. Arch. Biochem. Biophys. 1998, 353, 349-355
58. Morpurgo, L.; Hartmann, H. J.; Desideri, A.; Weser, U.; Rotilio, G. Biochem. J. 1983, 211, 515-517
59. Adler, A. J.; Kristiakowsky, G. B. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 695-703
60. Privman, V.; Strack, G.; Solenov, D.; Pita, M.; Katz, E. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 11777-11784
61. Craig, N. C.; Kistiakowsky, G. B. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1574-1579
62. Millero, F. J. J. Chem. Eng. Data 2009, 54, 342-344