Covalent attachment of FeFe hydrogenases to carbon electrodes for direct electron transfer

Analytical Chemistry

Volumn 84, Issue 18, 2012, Pages 7999-8005

  Baffert, Carole ^a   Sybirna, Kateryna ^b   Ezanno, Pierre ^a   Lautier, Thomas ^b   Hajj, Viviane ^a   Meynial Salles, Isabelle ^b   Soucaille, Philippe ^b   Bottin, Hervé ^b   Léger, Christophe ^a  

^a AIX MARSEILLE UNIVERSITÉ   (France)

^b CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGICAL CONVERSION; CARBON ELECTRODE; CATALYTIC MECHANISMS; CATALYTIC PROPERTIES; CLOSTRIDIUM ACETOBUTYLICUM; COVALENT ATTACHMENT; DIHYDROGEN; DIRECT ELECTRON TRANSFER; ELECTROCHEMICAL STUDIES; FUNCTIONALIZED; HYDROGENASES; INTRINSIC STABILITY; LYSINE RESIDUES; PROTEIN FILMS; PYROLYTIC GRAPHITE ELECTRODES; SURFACE PATCHES;

AMINO ACIDS; ELECTROCATALYSTS; ELECTRON TRANSITIONS; ENZYMES; GRAPHITE ELECTRODES; HYDROGEN;

ENZYME ELECTRODES;

CARBON; HYDROGEN; HYDROGENASE; IRON HYDROGENASE; IRON SULFUR PROTEIN; PROTON;

ARTICLE; BIOCATALYSIS; BIOENERGY; CHEMISTRY; CHLAMYDOMONAS REINHARDTII; CLOSTRIDIUM ACETOBUTYLICUM; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; ENZYMOLOGY; METABOLISM; OXIDATION REDUCTION REACTION;

BIOCATALYSIS; BIOELECTRIC ENERGY SOURCES; CARBON; CHLAMYDOMONAS REINHARDTII; CLOSTRIDIUM ACETOBUTYLICUM; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; ELECTRODES; ELECTRON TRANSPORT; HYDROGEN; HYDROGENASE; IRON-SULFUR PROTEINS; OXIDATION-REDUCTION; PROTONS;

EID: 84866393229     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac301812s     Document Type: Article

References (65)

1. Peters, J. W. Science 1999, 283 (5410) 2102-2102
2. Nicolet, Y.; Piras, C.; Legrand, P.; Hatchikian, C. E.; Fontecilla-Camps, J. C. Struct. Fold. Des. 1999, 7 (1) 13-23
3. Mulder, D. W.; Shepard, E. M.; Meuser, J. E.; Joshi, N.; King, P. W.; Posewitz, M. C.; Broderick, J. B.; Peters, J. W. Structure 2011, 19 (8) 1038-1052
4. Greco, C.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; Ryde, U.; De Gioia, L. ChemPhysChem 2011, 12 (17) 3376-3382
5. Pandey, A. S.; Harris, T. V.; Giles, L. J.; Peters, J. W.; Szilagyi, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (13) 4533-4540
6. Mulder, D. W.; Boyd, E. S.; Sarma, R.; Lange, R. K.; Endrizzi, J. A.; Broderick, J. B.; Peters, J. W. Nature 2010, 465 (7295) 248-251
7. Stripp, S. T.; Happe, T. Dalton Trans. 2009, 45) 9960-9969
8. Brown, K. A.; Dayal, S.; Ai, X.; Rumbles, G.; King, P. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (28) 9672-9680
9. Reisner, E.; Powell, D. J.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (51) 18457-18466
10. Zadvornyy, O. A.; Lucon, J. E.; Gerlach, R.; Zorin, N. A.; Douglas, T.; Elgren, T. E.; Peters, J. W. J. Inorg. Biochem. 2012, 106 (1) 151-155
11. Joo, H.; Bae, S.; Kim, C.; Kim, S.; Yoon, J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93 (9) 1555-1561
12. Bae, S.; Shim, E.; Yoon, J.; Joo, H. J. Power Sources 2008, 185 (1) 439-444
13. Davis, F.; Higson, S. P. J. Biosens. Bioelectron. 2007, 22 (7) 1224-1235
14. Hambourger, M.; Gervaldo, M.; Svedruzic, D.; King, P. W.; Gust, D.; Ghirardi, M.; Moore, A. L.; Moore, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (6) 2015-2022
15. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Parkin, A.; Armstrong, F. A. Dalton Trans. 2005, 21) 3397-3403
16. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Lenz, O.; Zebger, I.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102 (47) 16951-16954
17. Vincent, K. A.; Cracknell, J. A.; Clark, J. R.; Ludwig, M.; Lenz, O.; Friedrich, B.; Armstrong, F. A. Chem. Commun. 2006, 48) 5033-5035
18. Armstrong, F. A.; Belsey, N. A.; Cracknell, J. A.; Goldet, G.; Parkin, A.; Reisner, E.; Vincent, K. A.; Wait, A. F. Chem. Soc. Rev. 2009, 38 (1) 36-51
19. Leger, C.; Bertrand, P. Chem. Rev. 2008, 108 (7) 2379-2438
20. Vincent, K. A.; Li, X.; Blanford, C. F.; Belsey, N. A.; Weiner, J. H.; Armstrong, F. A. Nat. Chem. Biol. 2007, 3 (12) 760-761
21. Hoeben, F. J. M.; Heller, I.; Albracht, S. P. J.; Dekker, C.; Lemay, S. G.; Heering, H. A. Langmuir 2008, 24 (11) 5925-5931
22. Hoeben, F. J. M.; Meijer, F. S.; Dekker, C.; Albracht, S. P. J.; Heering, H. A.; Lemay, S. G. ACS Nano 2008, 2 (12) 2497-2504
23. Millo, D.; Pandelia, M. E.; Utesch, T.; Wisitruangsakul, N.; Mroginski, M. A.; Lubitz, W.; Hildebrandt, P.; Zebger, I. J. Phys. Chem. B 2009, 113 (46) 15344-15351
24. Ciaccafava, A.; Infossi, P.; Ilbert, M.; Guiral, M.; Lecomte, S.; Giudici-Orticoni, M. T.; Lojou, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51 (4) 953-956
25. Rudiger, O.; Abad, J. M.; Hatchikian, E. C.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (46) 16008-16009
26. Alonso-Lomillo, M. A.; Rudiger, O.; Maroto-Valiente, A.; Velez, M.; Rodriguez-Ramos, I.; Munoz, F. J.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. Nano Lett. 2007, 7 (6) 1603-1608
27. Lojou, E.; Luo, X.; Brugna, M.; Candoni, N.; Dementin, S.; Giudici-Orticoni, M. T. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13 (7) 1157-1167
28. Krishnan, S.; Armstrong, F. A. Chem. Sci. 2012, 3 (4) 1015-1023
29. Luo, X. J.; Brugna, M.; Tron-Infossi, P.; Giudici-Orticoni, M. T.; Lojou, E. J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 14 (8) 1275-1288
30. Rudiger, O.; Gutierrez-Sanchez, C.; Olea, D.; Pereira, I. A. C.; Velez, M.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. Electroanalysis 2010, 22 (7-8) 776-783
31. Parkin, A.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (51) 16808-16815
32. Baffert, C.; Demuez, M.; Cournac, L.; Burlat, B.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Girbal, L.; Leger, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47 (11) 2052-2054
33. Baffert, C.; Bertini, L.; Lautier, T.; Greco, C.; Sybirna, K.; Ezanno, P.; Etienne, E.; Soucaille, P.; Bertrand, P.; Bottin, H.; Meynial-Salles, I.; De Gioia, L.; Leger, C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (7) 2096-2099
34. Morra, S.; Valetti, F.; Sadeghi, S. J.; King, P. W.; Meyer, T.; Gilardi, G. Chem. Commun. 2011, 47 (38) 10566-10568
35. Svedruzic, D.; Blackburn, J. L.; Tenent, R. C.; Rocha, J. D. R.; Vinzant, T. B.; Heben, M. J.; King, P. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (12) 4299-4306
36. McDonald, T. J.; Svedruzic, D.; Kim, Y. H.; Blackburn, J. L.; Zhang, S. B.; King, P. W.; Heben, M. J. Nano Lett. 2007, 7 (11) 3528-3534
37. Krassen, H.; Stripp, S.; von Abendroth, G.; Ataka, K.; Happe, T.; Heberle, J. J. Biotechnol. 2009, 142 (1) 3-9
38. Krassen, H.; Stripp, S. T.; Bohm, N.; Berkessel, A.; Happe, T.; Ataka, K.; Heberle, J. Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 7) 1138-1146
39. DAmours, M.; Belanger, D. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (20) 4811-4817
40. Bourdillon, C.; Delamar, M.; Demaille, C.; Hitmi, R.; Moiroux, J.; Pinson, J. J. Electroanal. Chem. 1992, 336 (1-2) 113-123
41. Pellissier, M.; Barriere, F.; Downard, A. J.; Leech, D. Electrochem. Commun. 2008, 10 (6) 835-838
42. Polsky, R.; Harper, J. C.; Dirk, S. M.; Arango, D. C.; Wheeler, D. R.; Brozik, S. M. Langmuir 2007, 23 (2) 364-366
43. Sosna, M.; Chretien, J. M.; Kilburn, J. D.; Bartlett, P. N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12 (34) 10018-10026
44. Tasca, F.; Harreither, W.; Ludwig, R.; Gooding, J. J.; Gorton, L. Anal. Chem. 2011, 83 (8) 3042-3049
45. Sybirna, K.; Antoine, T.; Lindberg, P.; Fourmond, V.; Rousset, M.; Mejean, V.; Bottin, H. BMC Biotechnol. 2008, 8, 73
46. Girbal, L.; von Abendroth, G.; Winkler, M.; Benton, P. M. C.; Meynial-Salles, I.; Croux, C.; Peters, J. W.; Happe, T.; Soucaille, P. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71 (5) 2777-2781
47. Blanford, C. F.; Armstrong, F. A. J. Solid State Electrochem. 2006, 10 (10) 826-832
48. Jiang, K. Y.; Schadler, L. S.; Siegel, R. W.; Zhang, X. J.; Zhang, H. F.; Terrones, M. J. Mater. Chem. 2004, 14 (1) 37-39
49. Lehr, J.; Williamson, B. E.; Downard, A. J. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (14) 6629-6634
50. Nakajima, N.; Ikada, Y. Bioconjugate Chem. 1995, 6 (1) 123-130
51. Mattson, G.; Conklin, E.; Desai, S.; Nielander, G.; Savage, M. D.; Morgensen, S. Mol. Biol. Rep. 1993, 17 (3) 167-183
52. Liebgott, P. P.; Leroux, F.; Burlat, B.; Dementin, S.; Baffert, C.; Lautier, T.; Fourmond, V.; Ceccaldi, P.; Cavazza, C.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Fontecilla-Camps, J. C.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Rousset, M.; Leger, C. Nat. Chem. Biol. 2010, 6 (1) 63-70
53. Fourmond, V.; Lautier, T.; Baffert, C.; Leroux, F.; Liebgott, P. P.; Dementin, S.; Rousset, M.; Arnoux, P.; Pignol, D.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Bertrand, P.; Leger, C. Anal. Chem. 2009, 81 (8) 2962-2968
54. The PyMOL Molecular Graphics System; Schrödinger, LLC: Portland, OR, 2009.
55. Schwede, T.; Kopp, J. r.; Guex, N.; Peitsch, M. Nucleic Acids Res. 2003, 31 (13) 3381-3385
56. Gorwa, M. F.; Croux, C.; Soucaille, P. J. Bacteriol. 1996, 178 (9) 2668-2675
57. Cullen, R. J.; Jayasundara, D. R.; Soldi, L.; Cheng, J. J.; Dufaure, G.; Colavita, P. E. Chem. Mater. 2012, 24 (6) 1031-1040
58. Leger, C.; Jones, A. K.; Albracht, S. P. J.; Armstrong, F. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (50) 13058-13063
59. Lautier, T.; Ezanno, P.; Baffert, C.; Fourmond, V.; Cournac, L.; Fontecilla-Camps, J. C.; Soucaille, P.; Bertrand, P.; Meynial-Salles, I.; Leger, C. Faraday Discuss. 2011, 148, 385-407
60. Leger, C.; Dementin, S.; Bertrand, P.; Rousset, M.; Guigliarelli, B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (38) 12162-12172
61. Leroux, F.; Dementin, S.; Burlatt, B.; Cournac, L.; Volbeda, A.; Champ, S.; Martin, L.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Fontecilla-Camps, J.; Rousset, M.; Leger, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105 (32) 11188-11193
62. Goldet, G.; Brandmayr, C.; Stripp, S. T.; Happe, T.; Cavazza, C.; Fontecilla-Camps, J. C.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (41) 14979-14989
63. Guerrini, O.; Burlat, B.; Leger, C.; Guigliarelli, B.; Soucaille, P.; Girbal, L. Curr. Microbiol. 2008, 56 (3) 261-267
64. Demuez, M.; Cournac, L.; Guerrini, O.; Soucaille, P.; Girbal, L. FEMS Microbiol. Lett. 2007, 275 (1) 113-121
65. Winkler, M.; Kuhlgert, S.; Hippler, M.; Happe, T. J. Biol. Chem. 2009, 284 (52) 36620-36627