Mechanobiochemistry: Harnessing biomacromolecules for force-responsive materials

Polymer Chemistry

Volumn 4, Issue 14, 2013, Pages 3916-3928

  Brantley, Johnathan N ^a   Bailey, Constance B ^a   Wiggins, Kelly M ^a   Keatinge Clay, Adrian T ^a   Bielawski, Christopher W ^a,b  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

^b Seoul National University   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOPOLYMERS;

BIOMACROMOLECULES; CHEMICAL TRANSFORMATIONS; FUNDAMENTAL STUDIES; MATERIALS CHEMISTRY; MECHANICAL GRINDING; MECHANICAL MANIPULATION; MECHANICAL PERTURBATIONS; MECHANO-CHEMISTRY;

BIOMATERIALS;

EID: 84883252622     PISSN: 17599954     EISSN: 17599962     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3py00001j     Document Type: Review

References (101)

1. Theophrastus, On Stones, ed., E. R. Caley, and, J. F. C. Richards, Trans., Ohio State University, Columbus, 1956
2. M. K. Beyer H. Clausen-Schaumann Chem. Rev. 2004 105 2921
3. M. M. Caruso D. A. Davis Q. Shen S. A. Odom N. R. Sottos S. R. White J. S. Moore Chem. Rev. 2009 109 5755
4. A. L. Black J. M. Lenhardt S. L. Craig J. Mater. Chem. 2011 21 1655
5. J. N. Brantley K. M. Wiggins C. W. Bielawski Polym. Int. 2013 63 2
6. K. Ariga T. Mori J. P. Hill Adv. Mater. 2012 24 158
7. C. R. Hickenboth J. S. Moore S. R. White N. R. Sottos J. Baudry S. R. Wilson Nature 2007 446 423
8. J. M. Lenhardt M. T. Ong R. Choe C. R. Evenhuis T. J. Martinez S. L. Craig Science 2010 329 1057
9. K. M. Wiggins T. W. Hudnall Q. Shen M. J. Kryger J. S. Moore C. W. Bielawski J. Am. Chem. Soc. 2010 132 3256
10. J. N. Brantley K. M. Wiggins C. W. Bielawski Science 2011 333 1606
11. J. N. Brantley S. S. M. Konda D. E. Makarov C. W. Bielawski J. Am. Chem. Soc. 2012 134 9882
12. K. M. Wiggins J. A. Syrett D. N. Haddleton C. W. Bielawski J. Am. Chem. Soc. 2011 133 7180
13. D. A. Davis A. Hamilton J. Yang L. D. Cremar D. Van Gough S. L. Potisek M. T. Ong P. V. Braun T. J. Martínez S. R. White J. S. Moore Nature 2009 459 68
14. Y. K. Song K. H. Lee W. S. Hong S. Y. Cho H. C. Yu C. M. Chung J. Mater. Chem. 2012 22 1380
15. C. E. Diesendruck B. D. Steinberg N. Sugai M. N. Silberstein N. R. Sottos S. R. White P. V. Braun J. S. Moore J. Am. Chem. Soc. 2012 134 12446
16. Y. Chen A. J. H. Spiering S. Karthikeyan G. W. M. Peter E. W. Meijer R. P. Sijbesma Nat. Chem. 2012 4 559
17. K. M. Wiggins T. W. Hudnall A. G. Tennyson C. W. Bielawski J. Mater. Chem. 2011 21 8355
18. A. Piermattei S. Karthikeyan R. P. Sijbesma Nat. Chem. 2009 1 133
19. A. G. Tennyson K. M. Wiggins C. W. Bielawski J. Am. Chem. Soc. 2010 132 16631
20. J. M. Lenhardt A. L. Black B. A. Beirmann B. D. Steinberg F. Rahman T. Somaborski J. Elsakr J. S. Moore N. R. Sottos S. L. Craig J. Mater. Chem. 2011 21 8454
21. K. M. Wiggins C. W. Bielawski Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 1640
22. H. T. Baytekin B. Baytekin B. A. Grzybowski Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 3596
23. C. R. Bustamente Y. R. Chelma N. R. Ford D. Izhaky Annu. Rev. Biochem. 2004 73 705
24. D. K. Klimov D. Newfield D. Thirumali Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 8019
25. E. M. Puchner H. E. Gaub Annu. Rev. Biophys. 2012 41 497
26. B. D. Hoffman C. Grashoff M. A. Schwartz Nature 2011 475 316
27. J. B. S. Haldane, Enzymes, M. I. T. Press, Cambidge, 1965
28. L. Pauling Chem. Eng. News 1946 24 1375
29. B. Barstow N. Ando C. U. Kim S. M. Gruner Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 13362
30. B. Barstow N. Ando C. U. Kim S. M. Gruner Biophys. J. 2009 97 1719
31. I. T. Suydam C. D. Snow V. S. Pande S. G. Boxer Science 2006 313 200
32. B. S. Sumerlin ACS Macro Lett. 2012 1 141
33. P. De M. Li S. R. Gondi B. S. Sumerlin J. Am. Chem. Soc. 2008 130 11288
34. M. Li P. De S. R. Gondi B. S. Sumerlin Macromol. Rapid Commun. 2008 29 1172
35. K. S. Suslik G. J. Price Annu. Rev. Mater. Sci. 1999 29 295
36. H. Li Y. Cao Acc. Chem. Res. 2010 43 1331
37. M. Carrion-Vasquez J. Li P. E. Marszalek A. F. Oberhauser J. M. Fernandez Nat. Struct. Biol. 2003 10 738
38. D. J. Brockwell E. Paci R. C. Zinober G. S. Beddard P. D. Olmsted D. A. Smith R. N. Perham S. E. Radford Nat. Struct. Biol. 2003 10 731
39. W. A. Linke A. Grützner Eur. J. Physiol. 2008 456 101
40. M. Rief M. Gautel F. Oesterhelt B. Heymann H. E. Gaub Science 1997 275 1295
41. M. S. Kellermayer C. Bustamante J. L. Granzier Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2003 1604 105
42. M. Rief M. Gautel F. Oesterhelt J. M. Fernandez H. E. Gaub Science 1997 276 1109
43. L. Tskhovreboa J. Trinick J. A. Sleep R. M. Simmons Nature 1997 387 308
44. R. G. Creasey C. T. Gibson N. H. Voelcker Curr. Protein Pept. Sci. 2012 13 232
45. G. Qin A. Rivkin S. Lapidot X. Hu I. Preis S. B. Arinus O. Dgany O. Shosyov D. L. Kaplan Biomaterials 2011 32 9231
46. D. W. Urry T. Hugel M. Seitz H. E. Gaub L. Sheiba J. Dea J. Xu T. Parker Philos. Trans. R. Soc., B 2002 357 169
47. D. W. Urry J. Phys. Chem. B 1997 101 11007
48. C. Wang T. Tsong Y. Hsu P. E. Marszalek Biophys. J. 2011 100 1094
49. J. P. Junker K. Hell M. Schlierf W. Neupert M. Rief Eur. Biophys. J. 2005 89 L46
50. H. Dietz M. Rief Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 16192
51. R. Perez-Jiminez S. Garcia-Maynes S. R. K. Ainavarapu J. M. Fernandez J. Biol. Chem. 2006 281 40010
52. B. Bullard T. Garcia V. Benes M. C. Leake W. A. Linke A. F. Oberhauser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 4451
53. B. Bullard C. Ferguson A. Minajeva M. C. Leake M. Gautel D. Labeit L. Ding S. Labeit J. Horwitz K. R. Loenard W. A. Linke J. Biol. Chem. 2004 279 7917
54. M. Carrion-Vazquez A. F. Oberhauser S. B. Fowler P. E. Marzalek S. E. Broedel J. Clarke J. M. Fernandez Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 96 3694
55. J. G. Forbes A. J. Jin K. Ma G. Guiterrez-Cruz W. L. Tsai K. Wang J. Muscle Res. Cell Motil. 2005 26 291
56. L. Grama A. Nagy C. School T. Huber M. S. Kellermayer Croat. Chem. Acta 2005 78 405
57. D. Labeit K. Watanabe C. Witt H. Fujita Y. Wu S. Lahmers T. Funck S. Labeit H. Granzier Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 13716
58. M. C. Leake A. Grutzner M. Kruger W. A. Linke J. Struct. Biol. 2006 155 263
59. H. Li A. F. Oberhauser M. Carrion-Vasquez H. P. Erickson J. M. Fernadez Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 10682
60. H. Li W. A. Linke A. F. Oberhauser M. Carrion-Vazquez J. C. Kervliet H. Lu P. E. Marzalek J. M. Fernandez Nature 2002 418 998
61. H. Li J. M. Fernandez J. Mol. Biol. 2003 334 75
62. E. M. Puchner A. Alexandrovich A. L. Kho U. Hensen L. V. Schäfer B. Brandmeier F. Gräter H. Grubmüller H. E. Gaub M. Gautel Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 36 13385
63. J. Algre-Cebollada R. Perez-Jimez P. Kosuri J. M. Fernandez J. Biol. Chem. 2010 25 18961
64. H. Gumpp E. M. Puchner J. L. Zimmermann U. Gerland H. E. Gaub K. Blank Nano Lett. 2009 9 3290
65. R. Y. Tsien Annu. Rev. Biochem. 1998 67 509
66. W. W. Ward C. W. Cody R. C. Hart M. J. Cormier Photochem. Photobiol. 1980 31 611
67. H. Niwa S. Inouye T. Hirano T. Matsuno S. Kojima M. Kubota M. Ohashi F. I. Tsuji Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996 93 13617
68. V. Helms T. P. Straatsma J. A. McCammon J. Phys. Chem. B 1999 103 3263
69. B. Barstow N. Ando C. U. Kim S. M. Gruner Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 36 13366
70. B. Barstow N. Ando C. U. Kim S. M. Gruner Biophys. J. 2009 97 1719
71. K. Mauring J. Deich F. I. Rosell T. B. McAney W. E. Moerner S. G. Boxer J. Phys. Chem. B 2005 109 12976
72. T. Nagai A. Sawano E. S. Park A. Miyawaki Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 3197
73. Y. Ichimura F. Hideaki K. Yoshizawa T. M. Watanabe Chem. Commun. 2012 48 7871
74. D. W. Piston G. J. Kremers Trends Biochem. Sci. 2007 32 407
75. N. Bruns D. S. Clark Chimia 2011 65 245
76. N. Bruns K. Pustelny L. M. Bergeron T. A. Whitehead D. S. Clark Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 5666
77. G. Zocchi Annu. Rev. Biophys. 2009 38 75
78. A. M. Klibanov G. P. Samokhin K. Martinek I. V. Berezin Biochim. Biophys. Acta 1976 438 1
79. I. V. Berezin A. M. Klibanov K. Martinek Biochim. Biophys. Acta 1974 364 193
80. I. V. Berezin A. M. Klibanov G. P. Samokhin K. Martinek Methods Enzymol. 1976 44 558
81. I. V. Berezin A. M. Klibanov V. S. Gol'dmakher K. Martniek Dokl. Akad. Nauk SSSR 1974 218 367
82. B. Choi G. Zocchi Y. Wu S. Chan L. J. Perry Phys. Rev. Lett. 2005 95 078102
83. A. Saghatelian K. M. Guckian D. A. Thayer M. R. Ghadiri J. Am. Chem. Soc. 2003 125 344
84. A. N. Schechter R. F. Chen C. B. Anfinsen Science 1970 167 886
85. M. Bertz M. Rief Biophys. J. 2009 393 1097
86. Y. Cao H. Li Biophys. J. 2011 101 2009
87. Y. Cao K. S. Er R. Parhar H. Li ChemPhysChem 2009 10 1450
88. H. Li H. C. Wang Y. Cao D. Sharma M. Wang J. Mol. Biol. 2008 379 871
89. B. L. Smith T. E. Schaffer M. Viani J. B. Thompson N. A. Frederick J. Kindt A. Belcher G. D. Stucky D. E. Morse P. K. Hansma Nature 1999 399 761
90. R. Langer D. A. Tirrell Nature 2004 428 487
91. S. Lv D. M. Dudek Y. Cao M. M. Balamurali J. Gosline H. B. Li Nature 2010 465 69
92. P. B. Messersmith Science 2008 319 1767
93. H. Lee B. P. Lee P. B. Messersmith Nature 2007 448 338
94. L. G. Griffeth G. Naughton Science 2002 295 1009
95. M. P. Lutolf J. A. Hubbell Nat. Biotechnol. 2005 23 47
96. G. Lee K. Abdi Y. Jiang P. Michaely V. Bennett P. E. Marszalek Nature 2006 440 246
97. M. Kim K. Abdi G. Lee M. Rabbi W. Lee M. Yang C. J. Schofield V. Bennett P. E. Marszalek Biophys. J. 2010 98 3086
98. M. Kim C. C. Wang F. Benedetti M. Rabbi V. Bennett P. E. Marszalek Adv. Mater. 2011 23 5684
99. G. Yang C. Cecconi W. A. Baase I. R. Vetter W. A. Breyer J. A. Haack B. W. Matthews F. W. Dahlquist C. Bustamante Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 139
100. A. Minajeva M. Kulke J. M. Fernandez W. A. Linke Biophys. J. 2001 80 1442
101. K. S. Toohey N. R. Sottos J. A. Lewis J. S. Moore S. R. White Nat. Mater. 2007 6 581