Melting thermodynamics of reversible dna/ligand complexes at interfaces

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 45, 2012, Pages 18667-18676

  Belozerova, Irina ^a   Levicky, Rastislav ^a  

^a POLYTECHNIC UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA-LIGAND INTERACTIONS; DRUG CONCENTRATION; DUPLEX STABILITY; ENTROPIC CONTRIBUTIONS; FULL SEQUENCE; HYBRIDIZATION TRANSITION; LIGAND BINDING; MELT TRANSITION; MELTING TRANSITIONS; MINOR GROOVES; MOLECULAR ACTIVITIES; NETROPSIN; QUANTIFICATION OF DNAS; REVERSIBLE MELTING; SMALL MOLECULES; SOLID-LIQUID INTERFACES; SOLUTION METHODS; THERMO DYNAMIC ANALYSIS;

IONIC STRENGTH; LIGANDS; MOLECULES; NUCLEIC ACIDS; THERMOANALYSIS; THERMODYNAMICS;

MELTING;

CONGOCIDINE; DNA; LIGAND; OLIGONUCLEOTIDE;

ARTICLE; DNA BINDING; DNA DENATURATION; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ISOTHERMAL TITRATION CALORIMETRY; THERMODYNAMICS; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

ADSORPTION; ANTI-BACTERIAL AGENTS; DNA; LIGANDS; NETROPSIN; OSMOLAR CONCENTRATION; SURFACE PROPERTIES; THERMODYNAMICS;

EID: 84869461883     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja3066368     Document Type: Article

References (99)

1. Gottesfeld, J. M.; Neely, L.; Trauger, J. W.; Baird, E. E.; Dervan, P. B. Nature 1997, 387, 202
2. Melander, C.; Burnett, R.; Gottesfeld, J. M. J. Biotechnol. 2004, 112, 195
3. Mapp, A. K.; Ansari, A. Z. ACS Chem. Biol. 2007, 2, 62
4. Nelson, S. M.; Ferguson, L. R.; Denny, W. A. Mutat. Res. 2007, 623, 24
5. Schaal, T. D.; Mallet, W. G.; McMinn, D. L.; Nguyen, N. V.; Sopko, M. M.; John, S.; Parekh, B. S. Nucl. Acids. Res. 2003, 31, 1282
6. Haq, I. Arch. Biochem. Biophys. 2002, 403, 1
7. Hiraku, Y.; Oikawa, S.; Kawanishi, S. Nucl. Acids. Res. Suppl. 2002, 2, 95
8. Denissenko, M. F.; Pao, A.; Tang, M. S.; Pfeifer, G. P. Science 1996, 274, 430
9. Anders, M. W. Chem. Res. Toxicol. 2008, 21, 145
10. Hecht, S. S. Chem. Res. Toxicol. 2008, 21, 160
11. Hang, B. J. Nucleic Acids 2010, 2010, 1
12. Reddy, B. S. P.; Sondhi, S. M.; Lown, J. W. Pharmacol. Ther. 1999, 84, 1
13. Baraldi, P. G.; Bovero, A.; Fruttarolo, F.; Preti, D.; Tabrizi, M. A.; Pavani, M. G.; Romagnoli, R. Med. Res. Rev. 2004, 24, 475
14. van Rijt, S. H.; Sadler, P. J. Drug Discovery Today 2009, 14, 1089
15. Cortesi, R.; Esposito, E. Min. Rev. Med. Chem. 2010, 10, 218
16. van Lanen, S. G.; Shen, B. Curr. Top. Med. Chem. 2008, 8, 448
17. Torres, F. E.; Recht, M. I.; Coyle, J. E.; Bruce, R. H.; Williams, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 2010, 20, 598
18. Boger, D. L.; Fink, B. E.; Brunette, S. R.; Tse, W. C.; Hedrick, M. P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5878
19. Tse, W. C.; Boger, D. L. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 61
20. Glass, L. S.; Bapat, A.; Kelley, M. R.; Georgiadis, M. M.; Long, E. C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, 20, 1685
21. Hauschild, K. E.; Stover, J. S.; Boger, D. L.; Ansari, A. Z. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009, 19, 3779
22. Warren, C. L.; Kratochvil, N. C. S.; Hauschild, K. E.; Foister, S.; Brezinski, M. L.; Dervan, P. B.; Phillips, G. N.; Ansari, A. Z. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 867
23. Puckett, J. W.; Muzikar, K. A.; Tietjen, J.; Warren, C. L.; Ansari, A. Z.; Dervan, P. B. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12310
24. Ho, D.; Dose, C.; Albrecht, C. H.; Severin, P.; Falter, K.; Dervan, P. B.; Gaub, H. E. Biophys. J. 2009, 96, 4661
25. Bischoff, G.; Bischoff, R.; Birch-Hirschfeld, E.; Gromann, U.; Lindau, S.; Meister, W. V.; Bambirra, S. D.; Bohley, C.; Hoffmann, S. J. Biomol. Struct. Dyn. 1998, 16, 187
26. Wong, C.-H.; Hendrix, M.; Manning, D. D.; Rosenbohm, C.; Greenberg, W. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8319
27. Wang, L.; Bailly, C.; Kumar, A.; Ding, D.; Bajic, M.; Boykin, D. W.; Wilson, W. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 12
28. Wolf, L. K.; Fullenkamp, D. E.; Georgiadis, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17453
29. Nguyen, B.; Tanious, F. A.; Wilson, W. D. Methods 2007, 42, 150
30. Redman, J. E. Methods 2007, 43, 302
31. Pope, L. H.; Allen, S.; Davies, M. C.; Roberts, C. J.; Tendler, S. J. B.; Williams, P. M. Langmuir 2001, 17, 8300
32. Yang, M. S.; Yau, H. C. M.; Chan, H. L. Langmuir 1998, 14, 6121
33. Breslauer, K. J.; Remeta, D. P.; Chou, W.-Y.; Ferrante, R.; Curry, J.; Zaunczkowski, D.; Snyder, J. G.; Marky, L. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 8922
34. Crothers, D. M. Biopolymers 1971, 10, 2147
35. Wilson, W. D.; Tanious, F. A.; Fernandez-Saiz, M.; Rigl, C. T. Methods Mol. Biol. 1994, 90, 219
36. Zimmer, C.; Reinert, K. E.; Luck, G.; Wahnert, U.; Lober, G.; Thrum, H. J. Mol. Biol. 1971, 58, 329
37. Finlay, A. C.; Hochstein, F. A.; Sobin, B. A.; Murphy, F. X. J. Am. Chem. Soc. 1951, 73, 341
38. Zimmer, C.; Wahnert, U. Prog. Biophys. Mol. Biol. 1986, 47, 31
39. Lewis, E. A.; Munde, M.; Wang, S.; Rettig, M.; Le, V.; Machha, V.; Wilson, W. D. Nucleic Acids Res. 2011, 39, 9649
40. Dolenc, J.; Gerster, S.; van Gunsteren, W. F. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11164
41. Premvardhan, L.; Maurizot, J. C. Eur. Biophys. J. 2010, 39, 781
42. Andac, C. A.; Miandji, A. M.; Hornemann, U.; Noyanalpan, N. Int. J. Biol. Macromol. 2011, 48, 531
43. Thewes, R.; Hofmann, F.; Frey, A.; Schienle, M.; Paulus, C.; Schindler-Bauer, P.; Holzapfl, B.; Brederlow, R. Advanced Micro & Nanosystems. Vol. I. Enabling Technology for MEMS and Nanodevices; Wiley VCH Verlag GmbH & Co.: Weinheim, Germany, 2004; Vol. 1.
44. Augustyniak, M.; Paulus, C.; Brederlow, R.; Persike, N.; Hartwich, G.; Schmitt-Landsiedel, D.; Thewes, R. IEEE Int. Solid State Circuits Conf. Dig. 2006, 59
45. Levine, P. M.; Gong, P.; Levicky, R.; Shepard, K. L. IEEE J. Solid-State Circuits 2008, 43, 1859
46. Levine, P. M.; Gong, P.; Levicky, R.; Shepard, K. L. Biosens. Bioelectron. 2008, 24, 1995
47. Kruppa, P.; Frey, A.; Kuehne, I.; Schienle, M.; Persike, N.; Kratzmueller, T.; Hartwich, G.; Schmitt-Landsiedel, D. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 1414
48. Zimmer, C. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 1975, 15, 285
49. Marky, L. A.; Blumenfeld, K. S.; Breslauer, K. J. Nucleic Acids Res. 1983, 11, 2857
50. Oesch, U.; Janata, J. Electrochim. Acta 1983, 28, 1237
51. Herne, T. M.; Tarlov, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8916
52. Levicky, R.; Herne, T. M.; Tarlov, M. J.; Satija, S. K. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9787
53. Tercero, N.; Wang, K.; Gong, P.; Levicky, R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4953
54. McGhee, J. D. Biopolymers 1976, 15, 1345
55. SantaLucia, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 1460
56. Fuchs, J.; Fiche, J. B.; Buhot, A.; Calemczuk, R.; Livache, T. Biophys. J. 2010, 99, 1886
57. Okahata, Y.; Kawase, M.; Niikura, K.; Ohtake, F.; Furusawa, H.; Ebara, Y. Anal. Chem. 1998, 70, 1288
58. Peterson, A. W.; Wolf, L. K.; Georgiadis, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14601
59. Gong, P.; Levicky, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 5301
60. Vainrub, A.; Pettitt, B. M. Phys. Rev. E 2002, 66 art 041905
61. Vainrub, A.; Pettitt, B. M. Biopolymers 2003, 68, 265
62. Halperin, A.; Buhot, A.; Zhulina, E. B. Biophys. J. 2004, 86, 718
63. Halperin, A.; Buhot, A.; Zhulina, E. B. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, S463
64. Wong, I. Y.; Melosh, N. A. Biophys. J. 2010, 98, 2954
65. Irving, D.; Gong, P.; Levicky, R. J. Phys. Chem. B. 2010, 114, 7631
66. Donnan, F. G. J. Membr. Sci. 1995, 100, 45
67. Li, Z.; Jin, R.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L. Nucleic Acids Res. 2002, 30, 1558
68. Johnson, P. A.; Levicky, R. Langmuir 2003, 19, 10288
69. Johnson, P. A.; Gaspar, M. A.; Levicky, R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9910
70. Lai, R. Y.; Seferos, D. S.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C.; Plaxco, K. W. Langmuir 2006, 22, 10796
71. Dougan, J. A.; Karlsson, C.; Smith, W. E.; Graham, D. Nucleic Acids Res. 2007, 35, 3668
72. Fiche, J. B.; Buhot, A.; Calemczuk, R.; Livache, T. Biophys. J. 2007, 92, 935
73. Sakata, T.; Maruyama, S.; Ueda, A.; Otsuka, H.; Miyahara, Y. Langmuir 2007, 23, 2269
74. Civit, L.; Fragoso, A.; O'Sullivan, C. K. Electrochem. Commun. 2010, 12, 1045
75. Phares, N.; White, R. J.; Plaxco, K. W. Anal. Chem. 2009, 81, 1095
76. Sharma, J.; Chhabra, R.; Yan, H.; Liu, Y. Chem. Commun. 2008, 2140
77. Ge, D.; Wang, X.; Williams, K.; Levicky, R. Langmuir 2012, 28
78. Bloomfield, V. A.; Crothers, D. M.; Tinoco, I, Jr. Nucleic Acids - Structures, Properties, and Functions; University Science Books: Sausalito, CA, 2000.
79. Ge, D.; Levicky, R. Chem. Commun. 2010, 46, 7190
80. Degtyareva, N. N.; Fresia, M. J.; Petty, J. T. Biochemistry 2007, 46, 15136
81. Freyer, M. W.; Buscaglia, R.; Cashman, D.; Hyslop, S.; Wilson, W. D.; Chaires, J. B.; Lewis, E. A. Biophys. Chem. 2007, 126, 186
82. Freyer, M. W.; Lewis, E. A. Methods Cell Biol. 2008, 84, 79
83. Cooper, A. Biophys. Chem. 2005, 115, 89
84. Marky, L. A.; Breslauer, K. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 4359
85. Rentzeperis, D.; Marky, L. A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1645
86. Rentzeperis, D.; Marky, L. A.; Dwyer, T. J.; Geierstanger, B. H.; Pelton, J. G.; Wemmer, D. E. Biochemistry 1995, 34, 2937
87. Puglisi, J. D.; Tinoco, I. J. Methods Enzymol. 1989, 180, 304
88. Breslauer, K. J.; Sturtevant, J. M.; Tinoco, I. J. J. Mol. Biol. 1975, 99, 549
89. Mikulecky, P. J.; Feig, A. L. Biopolymers 2006, 82, 38
90. Steel, A. B.; Herne, T. M.; Tarlov, M. J. Anal. Chem. 1998, 70, 4670
91. Lee, C. Y.; Nguyen, P. C. T.; Grainger, D. W.; Gamble, L. J.; Castner, D. G. Anal. Chem. 2007, 79, 4390
92. Watterson, J. H.; Piunno, P. A. E.; Wust, C. C.; Krull, U. J. Langmuir 2000, 16, 4984
93. Xu, J.; Craig, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13227
94. Chen, C. L.; Wang, W. J.; Ge, J.; Zhao, X. S. Nucleic Acids Res. 2009, 37, 3756
95. Markham, N. R.; Zuker, M. In Bioinformatics, Vol. II. Structure, Functions and Applications; Keith, J. M., Ed.; Humana Press: Totowa, NJ, 2008; Vol. 453, p 3.
96. Record, M. T.; Anderson, C. F.; Lohman, T. M. Q. Rev. Biophys. 1978, 11, 103
97. Manning, G. S. Q. Rev. Biophys. 1978, 11, 179
98. Manning, G. S.; Mohanty, U. Physica A 1997, 247, 196
99. Manning, G. S. J. Phys. Chem. B. 2007, 111, 8554