Hydrophobic interaction drives surface-assisted epitaxial assembly of amyloid-like peptides

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 8, 2013, Pages 3150-3157

  Kang, Seung Gu ^a   Huynh, Tien ^a   Xia, Zhen ^a   Zhang, Yi ^b   Fang, Haiping ^b   Wei, Guanghong ^c   Zhou, Ruhong ^a,d  

^a IBM T J WATSON RESEARCH CENTER   (United States)

^b SHANGHAI INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (China)

^c FUDAN UNIVERSITY   (China)

^d Columbia University ^*  (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMMONIA; BINDING ENERGY; BINDING SITES; FREE ENERGY; GLYCOPROTEINS; MICA; MOLECULAR DYNAMICS; PEPTIDES;

AMYLOIDOGENIC PROTEINS; BINDING FREE ENERGY; HIGHLY ORIENTED PYROLYTIC GRAPHITE; HYDROPHOBIC INTERACTIONS; MOLECULAR ASSEMBLY; MOLECULAR DIMENSIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR MECHANISM;

HYDROPHOBICITY;

AMYLOID PROTEIN; MEMBRANE PROTEIN;

ANISOTROPY; ARTICLE; CONSENSUS SEQUENCE; CRYSTALLOGRAPHY; HYDROPHOBICITY; LONGITUDINAL STUDY; MOLECULAR DYNAMICS; NANODEVICE; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN INTERACTION; STATIC ELECTRICITY;

EID: 84874630000     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja310989u     Document Type: Article

References (63)

1. Chiti, F.; Dobson, C. M. Annu. Rev. Biochem. 2006, 75, 333-366
2. Butterfield, S. M.; Lashuel, H. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5628-5654
3. Murphy, R. M. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 1923-1934
4. Cherny, I.; Gazit, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4062-4069
5. Yang, H.; Fung, S. Y.; Pritzker, M.; Chen, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12200-12210
6. Whitehouse, C.; Fang, J. Y.; Aggeli, A.; Bell, M.; Brydson, R.; Fishwick, C. W. G.; Henderson, J. R.; Knobler, C. M.; Owens, R. W.; Thomson, N. H.; Smith, D. A.; Boden, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 1965-1968
7. Krone, M. G.; Hua, L.; Soto, P.; Zhou, R.; Berne, B. J.; Shea, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11066-11072
8. Kellermayer, M. S. Z.; Karsai, A.; Benke, M.; Soos, K.; Penke, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 141-144
9. Kowalewski, T.; Holtzman, D. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3688-3693
10. Hoyer, W.; Cherny, D.; Subramaniam, V.; Jovin, T. M. J. Mol. Biol. 2004, 340, 127-139
11. Yang, G.; Woodhouse, K. A.; Yip, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10648-10649
12. Brown, C. L.; Aksay, I. A.; Saville, D. A.; Hecht, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6846-6848
13. Zhang, F.; Du, H. N.; Zhang, Z. X.; Ji, L. N.; Li, H. T.; Tang, L.; Wang, H. B.; Fan, C. H.; Xu, H. J.; Zhang, Y.; Hu, J.; Hu, H. Y.; He, J. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3611-3613
14. Du, H. N.; Li, H. T.; Zhang, F.; Lin, X. J.; Shi, J. H.; Shi, Y. H.; Ji, L. N.; Hu, J.; Lin, D. H.; Hu, H. Y. FEBS Lett 2006, 580, 3657-3664
15. Cygan, R. T.; Liang, J. J.; Kalinichev, A. G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 1255-1266
16. Kuwahara, Y. Phys. Chem. Miner. 1999, 26, 198-205
17. Osman, M. A.; Suter, U. W. J. Colloid Interface Sci. 2000, 224, 112-115
18. Nock, S.; Spudich, J. A.; Wagner, P. FEBS Lett. 1997, 414, 233-238
19. Cheng, L.; Fenter, P.; Nagy, K. L.; Schlegel, M. L.; Sturchio, N. C. Phys. Rev. Lett. 2001, 87
20. Xu, K.; Cao, P.; Heath, J. R. Science 2010, 329, 1188-1191
21. Odelius, M.; Bernasconi, M.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 2855-2858
22. Knowles, T. P.; Fitzpatrick, A. W.; Meehan, S.; Mott, H. R.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M.; Welland, M. E. Science 2007, 318, 1900-1903
23. Serpell, L. C. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1502, 16-30
24. Zuo, G.; Huang, Q.; Wei, G.; Zhou, R.; Fang, H. ACS Nano 2010, 4, 7508-7514
25. Zhou, R.; Berne, B. J.; Germain, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 14931-14936
26. Acharya, H.; Vembanur, S.; Jamadagni, S. N.; Garde, S. Faraday Discuss 2010, 146, 353-365; discussion 367-93, 395-40
27. Godawat, R.; Jamadagni, S. N.; Garde, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 15119-15124
28. Garde, S.; Hummer, G.; Garcia, A. E.; Paulaitis, M. E.; Pratt, L. R. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 4966-4968
29. Hummer, G.; Garde, S.; Garcia, A. E.; Pratt, L. R. Chem. Phys. 2000, 258, 349-370
30. Liu, P.; Huang, X.; Zhou, R.; Berne, B. J. Nature 2005, 437, 159-162
31. Zhou, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 13280-13285
32. Zhou, R.; Huang, X.; Margulis, C. J.; Berne, B. J. Science 2004, 305, 1605-1609
33. Young, T.; Hua, L.; Huang, X. H.; Abel, R.; Friesner, R.; Berne, B. J. Proteins 2010, 78, 1856-1869
34. Levy, Y.; Onuchic, J. N. In Annual Reviews in Biophysics and Biomolecular Structures; Annual Reviews: Palo Alto, 2006; Vol. 35, pp 389-415.
35. Berne, B. J.; Weeks, J. D.; Zhou, R. H. In Annual Reviews in Physical Chemistry; Annual Reviews: Palo Alto, 2009; Vol. 60, pp 85-103.
36. Yang, Z. X.; Shi, B. Y.; Lu, H. J.; Xiu, P.; Zhou, R. H. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 11137-11144
37. Wu, Y.; Vadrevu, R.; Kathuria, S.; Yang, X.; Matthews, C. R. J. Mol. Biol. 2007, 366, 1624-1638
38. Eleftheriou, M.; Germain, R. S.; Royyuru, A. K.; Zhou, R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13388-13395
39. Li, X.; Li, J.; Eleftheriou, M.; Zhou, R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12439-12447
40. Loewenstein, W. Am. Mineral. 1954, 39, 92-96
41. Brigatti, M. F.; Guggenheim, S. Micas: Cryst. Chem. Metamorph. Petrol. 2002, 46, 1-97
42. MacKerell, A. D.; Bashford, D.; Bellott, M.; Dunbrack, R. L.; Evanseck, J. D.; Field, M. J.; Fischer, S.; Gao, J.; Guo, H.; Ha, S.; Joseph-McCarthy, D.; Kuchnir, L.; Kuczera, K.; Lau, F. T. K.; Mattos, C.; Michnick, S.; Ngo, T.; Nguyen, D. T.; Prodhom, B.; Reiher, W. E.; Roux, B.; Schlenkrich, M.; Smith, J. C.; Stote, R.; Straub, J.; Watanabe, M.; Wiorkiewicz-Kuczera, J.; Yin, D.; Karplus, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3586-3616
43. Payne, C. M.; Zhao, X.; Vlcek, L.; Cummings, P. T. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1712-1717
44. Heine, D. R.; Rammohan, A. R.; Balakrishnan, J. Mol. Simul. 2007, 33, 391-397
45. Swadling, J. B.; Coveney, P. V.; Greenwell, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13750-13764
46. Skelton, A. A.; Fenter, P.; Kubicki, J. D.; Wesolowski, D. J.; Cummings, P. T. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2076-2088
47. Kang, S. G.; Li, H.; Huynh, T.; Zhang, F.; Xia, Z.; Zhang, Y.; Zhou, R. ACS Nano 2012, 6, 9276-9282
48. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
49. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkhorshid, E.; Villa, E.; Chipot, C.; Skeel, R. D.; Kale, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802
50. Kumar, S.; Huang, C.; Zheng, G.; Bohm, E.; Bhatele, A.; Phillips, J. C.; Yu, H.; Kale, L. V. IBM J. Res. Dev. 2008, 52, 177-188
51. Brooks, C. L.; Gruebele, M.; Onuchic, J. N.; Wolynes, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 11037-11038
52. Brooks, C. L.; Onuchic, J. N.; Wales, D. J. Science 2001, 293, 612-613
53. Fersht, A. R.; Daggett, V. Cell 2002, 108, 573-582
54. Snow, C. D.; Nguyen, N.; Pande, V. S.; Gruebele, M. Nature 2002, 420, 102-106
55. Garcia, A. E.; Onuchic, J. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 13898-13903
56. Kokubo, H.; Okamoto, Y. Chem. Phys. Lett. 2004, 383, 397-402
57. Zhou, R.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12777-12782
58. Zhou, R.; Eleftheriou, M.; Royyuru, A. K.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 5824-5829
59. Hua, L.; Zhou, R.; Thirumalai, D.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 16928-16933
60. Ge, C.; Du, J.; Zhao, L.; Wang, L.; Liu, Y.; Li, D.; Yang, Y.; Zhou, R.; Zhao, Y.; Chai, Z.; Chen, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 16968-16973
61. Kang, S. G.; Zhou, G.; Yang, P.; Liu, Y.; Sun, B.; Huynh, T.; Meng, H.; Zhao, L.; Xing, G.; Chen, C.; Zhao, Y.; Zhou, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15431-15436
62. Xia, Z.; Das, P.; Shakhnovich, E. I.; Zhou, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18266-18274
63. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092