Electron cryo-microscopy of TPPS4×2HCl tubes reveals a helical organisation explaining the origin of their chirality

ChemPhysChem

Volumn 14, Issue 14, 2013, Pages 3209-3214

  Short, Judith M ^a   Berriman, John A ^b   Kübel, Christian ^b   El Hachemi, Zoubir ^c   Naubron, Jean Valère ^d   Balaban, Teodor Silviu ^e  

^a MRC LABORATORY OF MOLECULAR BIOLOGY   (United Kingdom)

^b KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^c UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

^d AIX MARSEILLE UNIVERSITY   (France)

^e AIX MARSEILLE UNIVERSITÉ   (France)

Author keywords

chirality; electron cryo microscopy; helical reconstruction; J aggregates H aggregates; porphyrinoids; self assembly

Indexed keywords

5,10,15,20-TETRAKIS(4-SULPHOPHENYL)-PORPHINE DODECAHYDRATE; NANOTUBE; PORPHYRIN; SOLUTION AND SOLUBILITY;

CHEMISTRY; CRYOELECTRON MICROSCOPY; PH; PROCEDURES; SOLUTION AND SOLUBILITY;

CRYOELECTRON MICROSCOPY; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; NANOTUBES; PORPHYRINS; SOLUTIONS;

EID: 84885312311     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.201300606     Document Type: Article

References (81)

1. G. D. Scholes, G. R. Fleming, A. Olaya-Castro, R. van Grondelle, Nat. Chem. 2011, 3, 763-774
2. R. E. Blankenship, D. M. Tiede, G. W. Brudvig, G. Fleming, M. Ghirardi, M. R. Gunner, W. Junge, D. M. Kramer, A. Melis, T. A. Moore, C. C. Moser, D. G. Nocera, A. J. Nozik, D. R. Ort, W. W. Parson, R. C. Prince, R. T. Sayre, Science 2011, 332, 805-809
3. R. Eisenberg, D. G. Nocera, Inorg. Chem. 2006, 45, 6799-6801 and further papers in this themed issue on solar renewable energy.
4. T. S. Balaban, Acc. Chem. Res. 2005, 38, 612-623
5. T. S. Balaban, in Handbook of Porphyrin Science with Applications to Chemistry, Physics, Materials Science Engineering, Biology and Medicine, Vol. 1 (Eds.:, K. M. Kadish, K. M. Smith, R. Guilard,), World Scientific, Singapore, 2010, pp. 221-306.
6. J. Barber, B. Andersson, Nature 1994, 370, 31-34
7. J. Barber, P. D. Tran, J. R. Soc. Interface 2013, 10, 20120984.
8. From natural to artificial photosynthesis http://dx.doi.org/10.1098/rsif. 2012.0984.
9. E. E. Jelley, Nature 1936, 138, 1009-1010.
10. G. Z. Scheibe, Angew. Chem. 1936, 49, 563
11. G. Scheibe, A. Mareis, H. Ecker, Naturwissenschaften 1937, 25, 474-475
12. F. Würther, T. E. Kaiser, C. Saha-Möller, Angew. Chem. 2011, 123, 3436-3473
13. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3376-3410.
14. J. L. McHale, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 587-597.
15. J. J. V. Hollingsworth, A. J. Richard, M. G. H. Vicente, P. S. Russo, Biomacromolecules 2012, 13, 60-72
16. S. C. M. Gandini, E. L. Gelamo, R. Itri, M. Tabak, Biophys. J. 2003, 85, 1259-1268 and further references therein
17. Y. Arai, H. Segawa, J. Phys. Chem. B 2011, 115, 7773-7780
18. V. V. Serra, S. M. Andrade, M. G. P. M. S. Neves, J. A. S. Cavaleiro, S. M. B. Costa, New J. Chem. 2010, 34, 2757-2765
19. B. A. Friesen, K. R. A. Nishida, J. L. McHale, U. Mazur, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 1709-1718
20. B. A. Friesen, B. Wiggins, J. L. McHale, U. Mazur, K. W. Hipps, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 3990-3999
21. B. A. Friesen, B. Wiggins, J. L. McHale, U. Mazur, K. W. Hipps, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8554-8556
22. B. A. Friesen, C. C. Rich, U. Mazur, J. L. McHale, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16357-16366
23. N. C. Maiti, S. Mazumdar, N. Periasamy, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 1528-1538
24. T. Gensch, C. Viappiani, S. E. Braslavsky, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10573-10582
25. M. A. Castriciano, A. Romeo, V. Villari, N. Micali, L. M. Scolaro, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8765-8771
26. V. Snitka, M. Rackaitis, R. Rodaite, Sens. Actuators B 2005, 109, 159-166
27. Y. Kitahama, Y. Kimura, K. Takazawa, Langmuir 2006, 22, 7600-7604
28. L. P. F. Aggarwal, I. E. Borissevitch, Spectrochim. Acta Part A 2006, 63, 227-233
29. L. P. F. Aggarwal, M. S. Baptista, I. E. Borissevitch, J. Photochem. Photobiol. A 2007, 186, 187-193.
30. C. Escudero, J. Crusats, I. Diez-Perez, Z. El-Hachemi, J. M. Ribõ, Angew. Chem. 2006, 118, 8200-8203
31. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 8032-8035
32. A. DUrso, R. Randazzo, L. Lo Faro, R. Purello, Angew. Chem. 2010, 122, 112-116
33. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 108-112
34. N. Micali, H. Engelkamp, P. G. van Rhee, P. C. M. Christianen, L. M. Scolaro, L. C. Maan, Nat. Chem. 2012, 4, 201-207.
35. Y. Arai, H. Segawa, Chem. Commun. 2010, 46, 4279-4281
36. S. Okada, H. Segawa, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2792-2796.
37. Z. El-Hachemi, C. Escudero, F. Acosta-Reyes, M. T. Casas, S. Aloni, V. Altoe, G. Oncins, A. Sorrenti, J. Crusats, J. L. Campos, J. M. Ribõ, J. Mater. Chem. C 2013, 1, 3337-3346.
38. J. M. Ribõ, J. Crusats, F. Sagués, J. M. Claret, R. Rubires, Science 2001, 292, 2063-2066
39. A. Tsuda, Md. A. Alam, T. Harada, T. Yamaguchi, N. Ishii, T. Aida, Angew. Chem. 2007, 119, 8346-8350
40. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8198-8202
41. Z. El-Hachemi, O. Arteaga, A. Canillas, J. Crusats, C. Escudero, R. Kuroda, T. Harada, M. Rosa, J. M. Ribõ, Chem. Eur. J. 2008, 14, 6438-6443
42. Z. El-Hachemi, G. Mancini, J. M. Ribõ, A. Sorrenti, New J. Chem. 2010, 34, 260-266
43. J. Crusats, Z. El-Hachemi, J. M. Ribõ, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 569-577.
44. P. J. Meadows, E. Dujardin, S. R. Hall, S. Mann, Chem. Commun. 2005, 3688-3690.
45. P. N. T. Unwin, R. Henderson, J. Mol. Biol. 1975, 94, 425-440.
46. J. Dubochet, M. Adrian, J. J. Chang, J. C. Homo, J. Lepault, A. W. McDowall, P. Schultz, Q. Rev. Biophys. 1988, 21, 129-228.
47. A. Pugzlys, R. Augulis, P. H. M. van Loosdrecht, C. Didraga, V. A. Malyshev, J. Knoester, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20268-20276
48. S. M. Vlaming, R. Augulis, M. C. A. Stuart, J. Knoester, P. H. M. van Loosdrecht, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2273-2283
49. A. Stradomska, J. Knoester, J. Chem. Phys. 2010, 133, 094701.
50. A. Klug, F. H. C. Crick, H. W. Wyckoff, Acta Crystallogr. 1958, 11, 119-213
51. M. J. Stewart, J. Electron Microsc. Tech. 1988, 9, 325-358.
52. R. A. Crowther, R. Henderson, J. M. Smith, J. Struct. Biol. 1996, 116, 9-16.
53. T. S. Balaban, J. Leitich, A. R. Holzwarth, K. Schaffner, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1362-1372
54. 4 in aqueous solution the same type of autocatalytic aggregation has been described:, R. F. Pasternack, C. Fleming, S. Herring, P. J. Collings, J. dePaula, G. DeCastro, E. J. Gibbs, Biophys. J. 2000, 79, 550-560.
55. T. Miyatake, H. Tamiaki, A. R. Holzwarth, K. Schaffner, Helv. Chim. Acta 1999, 82, 797-810.
56. A. T. S. Sandanayaka, Y. Araki, T. T. Wada, T. Hasobe, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19209-19216
57. A. T. S. Sandanayaka, T. Murakami, T. Hasobe, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 18369-18378
58. T. Hasobe, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 44-57
59. Y. Zhang, P. Chen, Y. Ma, S. He, M. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 2036-2043
60. Y. Qiu, P. Chen, M. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9644-9652
61. P. Guo, P. Chen, M. Liu, Langmuir 2012, 28, 15482-15490.
62. T. S. Balaban, M. Linke-Schaetzel, A. D. Bhise, N. Vanthuyne, C. Roussel, C. E. Anson, G. Buth, A. Eichhofer, K. Foster, G. Garab, H. Gliemann, R. Goddard, T. Javorfi, A. K. Powell, H. Rosner, T. Schimmel, Chem. Eur. J. 2005, 11, 2267-2275
63. T. Jochum, C. M. Reddy, A. Eichhöfer, G. Buth, J. Szmytkowski, H. Kalt, D. Moss, T. S. Balaban, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 12736-12741
64. A. Jesorka, A. R. Holzwarth, A. Eichhöfer, C. M. Reddy, Y. Kinoshita, H. Tamiaki, M. Katterle, J.-V. Naubron, T. S. Balaban, Photochem. Photobiol. Sci. 2012, 11, 1069-1080.
65. C. Escudero, Z. El-Hachemi, J. Crutsas, J. M. Ribõ, J. Porphyrins Phthalocyanines 2005, 9, 852-863.
66. T. Ruiz, J. L. Ranck, R. Diaz-Avalos, D. L. Caspar, D. J. DeRosier, Ultramicroscopy 1994, 55, 383-395
67. L. C. Serpell, J. Berriman, R. Jakes, M. Goedert, R. A. Crowther, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 4897-4902.
68. M. van Heel, G. Harauz, E. V. Orlova, R. Schmidt, M. Schatz, J. Struct. Biol. 1996, 116, 17-24.
69. E. H. Egelman, Ultramicroscopy 2000, 85, 225-234.
70. J. Frank, M. Radermacher, P. Penczek, J. Zhu, Y. H. Li, M. Ladjadj, A. Leith, J. Struct. Biol. 1996, 116, 190-199.
71. S. Georgakopoulou, R. N. Frese, E. Johnson, C. Koolhaas, R. J. Cogdell, R. van Grondelle, G. van der Zwan, Biophys. J. 2002, 82, 2184-2197
72. G. Garab, H. van Amerongen, Photosynth. Res. 2009, 101, 135-146.
73. M. H. Koolhaas, G. van der Zwan, F. van Mourik, R. van Grondelle, Biophys. J. 1997, 72, 1828-1841
74. S. Georgakopoulou, R. van Grondelle, G. van der Zwan, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3344-3353.
75. K. Griebenow, A. R. Holzwarth, F. van Mourik, R. van Grondelle, Biochim. Biophys. Acta 1991, 1058, 194-202
76. T. S. Balaban, A. R. Holzwarth, K. Schaffner, J. Mol. Struct. 1995, 349, 183-186.
77. N. Berova, K. Nakanishi, in Circular Dichroism: Principles and Applications (Eds.:, N. Berova, K. Nakanishi, R. W. Woody,), Wiley-VCH, New York, 2000, pp. 337-382.
78. Z. El-Hachemi, C. Escudero, O. Artega, A. Canillas, J. Crusats, G. Mancini, R. Purrello, A. Sorrenti, A. DUrso, J. M. Ribõ, Chirality 2009, 21, 408-412.
79. L. Zhang, Y. Tian, M. Liu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 17205-17209.
80. M. Simard, D. Su, J. D. Wuest, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4696-4698.
81. S. Ganapathy, G. T. Oostergetel, P. K. Wawrzyniak, M. Reus, A. G. M. Chew, F. Buda, E. J. Boekema, D. A. Bryant, D. A. R. Holzwarth, H. J. M. de Groot, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 8525-8530.