Solution, surface, and single molecule platforms for the study of DNA-mediated charge transport

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 14, Issue 40, 2012, Pages 13754-13771

  Muren, Natalie B ^a   Olmon, Eric D ^a   Barton, Jacqueline K ^a  

^a California Institute of Technology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; PROTEIN;

ANIMAL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; HUMAN; OXIDATION REDUCTION REACTION; REVIEW;

ANIMALS; DNA; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONS; HUMANS; MODELS, MOLECULAR; OXIDATION-REDUCTION; PROTEINS;

EID: 84867003438     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2cp41602f     Document Type: Review

References (158)

1. B. Saccà C. M. Niemeyer Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 58 66
2. F. A. Aldaye A. L. Palmer H. F. Sleiman Science 2008 321 1795 1799
3. D. D. Eley D. I. Spivey Trans. Faraday Soc. 1962 58 411 415
4. C. J. Murphy M. R. Arkin Y. Jenkins N. D. Ghatlia S. H. Bossmann N. J. Turro J. K. Barton Science 1993 262 1025 1029
5. T. Takada K. Kawai S. Tojo T. Majima J. Phys. Chem. B 2004 108 761 766
6. A. M. Pyle E. C. Long J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1989 111 4520 4522
7. B. P. Hudson J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1998 120 6877 6888
8. C. L. Kielkopf K. E. Erkkila B. P. Hudson J. K. Barton D. C. Rees Nat. Struct. Mol. Biol. 2000 7 117 121
9. A. Sitlani C. M. Dupureur J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1993 115 12589 12590
10. A. Sitlani J. K. Barton Biochemistry 1994 33 12100 12108
11. A. H. Krotz B. P. Hudson J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1993 115 12577 12578
12. T. P. Shields J. K. Barton Biochemistry 1995 34 15037 15048
13. B. P. Hudson C. M. Dupureur J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1995 117 9379 9380
14. A. Pyle J. Rehmann R. Meshoyrer C. Kumar N. Turro J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1989 111 3051 3058
15. A. Kirsch-De Mesmaeker G. Orellana J. K. Barton N. J. Turro Photochem. Photobiol. 1990 52 461 472
16. Y. Jenkins A. E. Friedman N. J. Turro J. K. Barton Biochemistry 1992 31 10809 10816
17. R. M. Hartshorn J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1992 114 5919 5925
18. E. D. A. Stemp R. E. Holmlin J. K. Barton Inorg. Chim. Acta 2000 297 88 97
19. R. E. Holmlin E. D. A. Stemp J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1996 118 5236 5244
20. C. J. Murphy M. R. Arkin N. D. Ghatlia S. H. Bossmann N. J. Turro J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1994 91 5315 5319
21. S. Steenken S. V. Jovanovic J. Am. Chem. Soc. 1997 119 617 618
22. K. Senthilkumar F. C. Grozema C. F. Guerra F. M. Bickelhaupt L. D. A. Siebbeles J. Am. Chem. Soc. 2003 125 13658 13659
23. I. Saito M. Takayama H. Sugiyama K. Nakatani A. Tsuchida M. Yamamoto J. Am. Chem. Soc. 1995 117 6406 6407
24. H. Sugiyama I. Saito J. Am. Chem. Soc. 1996 118 7063 7068
25. I. Saito T. Nakamura K. Nakatani Y. Yoshioka K. Yamaguchi H. Sugiyama J. Am. Chem. Soc. 1998 120 12686 12687
26. D. B. Hall R. E. Holmlin J. K. Barton Nature 1996 382 731 735
27. M. R. Arkin E. D. A. Stemp S. Coates Pulver J. K. Barton Chem. Biol. 1997 4 389 400
28. E. D. A. Stemp M. R. Arkin J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1997 119 2921 2925
29. O. Schiemann N. J. Turro J. K. Barton J. Phys. Chem. B 2000 104 7214 7220
30. E. D. Olmon P. A. Sontz A. M. Blanco-Rodríguez M. Towrie I. P. Clark A. Vlček J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2011 133 13718 13730
31. S. Delaney M. Pascaly P. K. Bhattacharya K. Han J. K. Barton Inorg. Chem. 2002 41 1966 1974
32. B. Giese J. Amaudrut A.-K. Kohler M. Spormann S. Wessely Nature 2001 412 3 5
33. T. Kendrick B. Giese Chem. Commun. 2002 2016 2017
34. T. T. Williams D. T. Odom J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2000 122 9048 9049
35. M. E. Núñez D. B. Hall J. K. Barton Chem. Biol. 1999 6 85 97
36. O. M. Musa J. H. Horner H. Shahin M. Newcomb J. Am. Chem. Soc. 1996 118 3862 3868
37. F. Shao M. A. O'Neill J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 17914 17919
38. F. Shao K. E. Augustyn J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2005 127 17445 17452
39. D. B. Hall J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1997 119 5045 5046
40. S. Delaney J. Yoo E. D. A. Stemp J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 10511 10516
41. D. T. Odom E. A. Dill J. K. Barton Chem. Biol. 2000 7 475 481
42. J. Yoo S. Delaney E. D. A. Stemp J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2003 125 6640 6641
43. P. K. Bhattacharya J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2001 123 8649 8656
44. S. R. Rajski S. Kumar R. J. Roberts J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 1999 121 5615 5616
45. S. R. Rajski J. K. Barton Biochemistry 2001 40 5556 5564
46. K. E. Augustyn J. C. Genereux J. K. Barton Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 5731 5733
47. R. A. Marcus N. Sutin Biochim. Biophys. Acta 1985 811 265 322
48. H. B. Gray J. R. Winkler Annu. Rev. Biochem. 1996 65 537 561
49. F. D. Lewis R. L. Letsinger M. R. Wasielewski Acc. Chem. Res. 2001 34 159 170
50. F. D. Lewis T. Wu Y. Zhang R. L. Letsinger S. R. Greenfield M. R. Wasielewski Science 1997 277 673 676
51. F. D. Lewis T. Wu X. Liu R. L. Letsinger S. R. Greenfield S. E. Miller M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2000 122 2889 2902
52. F. D. Lewis R. S. Kalgutkar Y. Wu X. Liu J. Liu R. T. Hayes S. E. Miller M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2000 122 12346 12351
53. F. D. Lewis X. Liu S. E. Miller R. T. Hayes M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2002 124 14020 14026
54. C. C. Page C. C. Moser X. Chen P. L. Dutton Nature 1999 402 47 52
55. C. Wan T. Fiebig S. O. Kelley C. R. Treadway J. K. Barton A. H. Zewail Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999 96 6014 6019
56. L. Valis Q. Wang M. Raytchev I. Buchvarov H.-A. Wagenknecht T. Fiebig Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 10192 10195
57. K. Kawai E. Matsutani T. Majima Chem. Commun. 2010 46 3277 3279
58. K. Kawai Y. Osakada T. Takada M. Fujitsuka T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2004 126 12843 12846
59. K. Kawai Y. Osakada M. Fujitsuka T. Majima Chem.-Eur. J. 2008 14 3721 3726
60. F. D. Lewis X. Liu J. Liu S. E. Miller R. T. Hayes M. R. Wasielewski Nature 2000 406 51 53
61. F. D. Lewis X. Zuo J. Liu R. T. Hayes M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2002 124 4568 4569
62. F. D. Lewis H. Zhu P. Daublain T. Fiebig M. Raytchev Q. Wang V. Shafirovich J. Am. Chem. Soc. 2006 128 791 800
63. F. D. Lewis H. Zhu P. Daublain K. Sigmund T. Fiebig M. Raytchev Q. Wang V. Shafirovich Photochem. Photobiol. Sci. 2008 7 534 539
64. F. D. Lewis P. Daublain B. Cohen J. Vura-Weis V. Shafirovich M. R. Wasielewski J. Am. Chem. Soc. 2007 129 15130 15131
65. J. Vura-Weis M. R. Wasielewski A. K. Thazhathveetil F. D. Lewis J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9722 9727
66. T. Takada K. Kawai M. Fujitsuka T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2006 128 11012 11013
67. K. Kawai Y. Osakada M. Fujitsuka T. Majima J. Phys. Chem. B 2008 112 2144 2149
68. S. M. M. Conron A. K. Thazhathveetil M. R. Wasielewski A. L. Burin F. D. Lewis J. Am. Chem. Soc. 2010 132 14388 14390
69. T. Takada K. Kawai X. Cai A. Sugimoto M. Fujitsuka T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2004 126 1125 1129
70. T. Takada K. Kawai X. Cai A. Sugimoto M. Fujitsuka T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2004 126 1125 1129
71. F. D. Lewis H. Zhu P. Daublain B. Cohen M. R. Wasielewski Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 7982 7985
72. K. Kawai H. Kodera Y. Osakada T. Majima Nat. Chem. 2009 1 156 159
73. K. Kawai H. Kodera T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2010 132 627 630
74. K. Kawai M. Hayashi T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2012 134 4806 4811
75. F. D. Lewis J. Liu W. Weigel W. Rettig I. V. Kurnikov D. N. Beratan Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 12536 12541
76. Y. Osakada K. Kawai M. Fujitsuka T. Majima Nucleic Acids Res. 2008 36 5562 5570
77. K. Kawai E. Matsutani A. Maruyama T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15568 15577
78. S. O. Kelley J. K. Barton Science 1999 283 375 381
79. M. A. O'Neill J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 16543 16550
80. P. O. Neill A. W. Parker M. A. Plumb L. D. A. Siebbeles J. Phys. Chem. B 2001 105 5283 5290
81. M. A. O'Neill H.-C. Becker C. Wan J. K. Barton A. H. Zewail Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 5896 5900
82. M. A. O'Neill J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2004 126 13234 13235
83. M. A. O'Neill J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2004 126 11471 11483
84. F. Shao J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14733 14738
85. B. Elias J. C. Genereux J. K. Barton Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 9067 9070
86. B. Elias F. Shao J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2008 130 1152 1153
87. M. Tanaka B. Elias J. K. Barton J. Org. Chem. 2010 75 2423 2428
88. M. J. Park M. Fujitsuka K. Kawai T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15320 15323
89. M. J. Park M. Fujitsuka K. Kawai T. Majima Chem.-Eur. J. 2012 18 2056 2062
90. J. C. Love L. A. Estroff J. K. Kriebel R. G. Nuzzo G. M. Whitesides Chem. Rev. 2002 105 1103 1169
91. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods, John Wiley & Sons, New York, 2nd edn, 2002
92. M. Frasconi F. Mazzei T. Ferri Anal. Bioanal. Chem. 2010 398 1545 1564
93. S. Arya P. Solanki M. Datta B. Malhotra Biosens. Bioelectron. 2009 24 2810 2817
94. D. Samanta A. Sarkar Chem. Soc. Rev. 2011 40 2567 2592
95. J. Liu Z. Cao Y. Lu Chem. Rev. 2009 109 1948 1998
96. N. J. Ronkainen H. B. Halsall W. R. Heineman Chem. Soc. Rev. 2010 39 1747 1763
97. O. A. Sadik A. O. Aluoch A. Zhou Biosens. Bioelectron. 2009 24 2749 2765
98. A. Okamoto T. Kamei I. Saito J. Am. Chem. Soc. 2006 128 658 662
99. A. Okamoto T. Kamei K. Tanaka I. Saito J. Am. Chem. Soc. 2004 126 14732 14733
100. T. Takada C. Lin T. Majima Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 6681 6683
101. T. Takada Y. Takeda M. Fujitsuka T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2009 131 6656 6657
102. T. G. Drummond M. G. Hill J. K. Barton Nat. Biotechnol. 2003 21 1192 1199
103. A. A. Gorodetsky M. C. Buzzeo J. K. Barton Bioconjugate Chem. 2008 19 2285 2296
104. S. O. Kelley J. K. Barton Bioconjugate Chem. 1997 8 31 37
105. A. A. Gorodetsky J. K. Barton Langmuir 2006 22 7917 7922
106. E. M. Boon J. E. Salas J. K. Barton Nat. Biotechnol. 2002 20 282 286
107. S. O. Kelley J. K. Barton N. M. Jackson L. D. McPherson A. B. Potter E. M. Spain M. J. Allen M. G. Hill Langmuir 1998 14 6781 6784
108. E. M. Boon M. Sam J. K. Barton M. G. Hill E. M. Spain Langmuir 2001 17 5727 5730
109. D. M. Ceres J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2003 125 14964 14965
110. S. O. Kelley E. M. Boon J. K. Barton N. M. Jackson M. G. Hill Nucleic Acids Res. 1999 27 4830 4837
111. E. M. Boon N. M. Jackson M. D. Wightman S. O. Kelley J. K. Barton M. G. Hill J. Phys. Chem. B 2003 107 11805 11812
112. E. M. Boon J. K. Barton V. Bhagat M. Nerissian W. Wang Langmuir 2003 19 9255 9259
113. E. M. Boon D. M. Ceres T. G. Drummond M. G. Hill J. K. Barton Nat. Biotechnol. 2000 18 1096 1100
114. A. K. Boal J. K. Barton Bioconjugate Chem. 2005 16 312 321
115. E. M. Boon J. K. Barton Bioconjugate Chem. 2003 14 1140 1147
116. E. M. Boon J. K. Barton P. I. Pradeepkumar J. Isaksson C. Petit J. Chattopadhyaya Angew. Chem., Int. Ed. 2002 41 3402 3405
117. A. A. Gorodetsky O. Green E. Yavin J. K. Barton Bioconjugate Chem. 2007 18 1434 1441
118. T. G. Drummond M. G. Hill J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2004 126 15010 15011
119. T. Liu J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2005 127 10160 10161
120. S. O. Kelley N. M. Jackson M. G. Hill J. K. Barton Angew. Chem., Int. Ed. 1999 38 941 945
121. A. A. Gorodetsky J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2007 129 6074 6075
122. M. C. Buzzeo J. K. Barton Bioconjugate Chem. 2008 19 2110 2112
123. A. A. Gorodetsky A. Ebrahim J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2008 130 2924 2925
124. J. D. Slinker N. B. Muren A. A. Gorodetsky J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2010 132 2769 2774
125. J. D. Slinker N. B. Muren S. E. Renfrew J. K. Barton Nat. Chem. 2011 3 230 235
126. E. M. Boon A. L. Livingston N. H. Chmiel S. S. David J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 12543 12547
127. A. K. Boal E. Yavin O. A. Jukianova V. L. O'Shea S. S. David J. K. Barton Biochemistry 2005 44 8397 8407
128. M. C. DeRosa A. Sancar J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 10788 10792
129. T. P. Mui J. O. Fuss J. P. Ishida J. A. Tainer J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2011 133 16378 16381
130. A. A. Gorodetsky L. E. P. Dietrich P. E. Lee B. Demple D. K. Newman J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 3684 3689
131. A. A. Gorodetsky A. K. Boal J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2006 128 12082 12083
132. C. A. Romano P. A. Sontz J. K. Barton Biochemistry 2011 50 6133 6145
133. A. K. Boal E. Yavin J. K. Barton J. Inorg. Biochem. 2007 101 1913 1921
134. P. E. Lee B. Demple J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 13164 13168
135. J. C. Genereux A. K. Boal J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2010 132 891 905
136. P. A. Sontz T. P. Mui J. O. Fuss J. A. Tainer J. K. Barton Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 1856 1861
137. A. K. Feldman M. L. Steigerwald X. Guo C. Nuckolls Acc. Chem. Res. 2008 41 1731 1741
138. H. W. Fink C. Schonenberger Nature 1999 398 407 410
139. D. Porath A. Bezryadin S. de Vries C. Dekker Nature 2000 403 635 638
140. A. J. Storm J. van Noort S. de Vries C. S. Dekker Appl. Phys. Lett. 2001 79 3881 3883
141. A. Y. Kasumov M. Kociak S. Gueron B. Reulet V. T. Volkov D. V. Klinov H. Bouchiat Science 2000 291 280 282
142. H. Gohen C. Nogues R. Naaman D. Porath Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 11589 11593
143. J. Hihath B. Xu P. Zhang N. Tao Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 16979 16983
144. E. Wierzbinski J. Arndt W. Hammond K. Slowinski Langmuir 2006 22 2426 2429
145. X. Guo J. P. Small J. E. Klare Y. Wang M. S. Purewal I. W. Tam B. H. Hong R. Caldwell L. Huang S. O'Brien J. Yan R. Breslow S. J. Wind J. Hone P. Kim C. Nuckolls Science 2006 311 356 359
146. X. Guo A. A. Gorodetsky J. Hone J. K. Barton C. Nuckolls Nat. Nanotechnol. 2008 3 163 167
147. H. Wang N. B. Muren D. Ordinario A. A. Gorodetsky J. K. Barton C. Nuckolls Chem. Sci. 2012 3 62 65
148. J. C. Genereux J. K. Barton Chem. Rev. 2010 110 1642 1662
149. M. Bixon B. Giese S. Wessely T. Langenbacher M. E. Michel-Beyerle J. Jortner Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999 96 11713 11716
150. J. Jortner M. Bixon T. Langenbacher M. E. Michel-Beyerle Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 12759 12765
151. J. Jortner M. Bixon A. A. Voityuk N. Rosch J. Phys. Chem. A 2002 106 7599 7606
152. M. Bixon J. Jortner Chem. Phys. 2002 281 393 408
153. E. Meggers M. E. Michel-Beyerle B. Giese J. Am. Chem. Soc. 1998 120 12950 12955
154. B. Giese S. Wessely M. Spormann U. Lindemann E. Meggers M. E. Michel-Beyerle Angew. Chem., Int. Ed. 1999 38 996 998
155. B. Giese Acc. Chem. Res. 2000 33 631 636
156. B. Giese Annu. Rev. Biochem. 2002 71 51 70
157. J. C. Genereux K. E. Augustyn M. L. Davis F. Shao J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2008 130 15150 15156
158. J. C. Genereux S. M. Wuerth J. K. Barton J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3863 3868