Polyelectrolyte properties of filamentous biopolymers and their consequences in biological fluids

Soft Matter

Volumn 10, Issue 10, 2014, Pages 1439-1449

  Janmey, Paul A ^a   Slochower, David R ^a   Wang, Yu Hsiu ^a   Wen, Qi ^b   Cebers, Andrejs ^c  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b United States   (United States)

^c UNIVERSITY OF LATVIA   (Latvia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIN; BIOPOLYMER; DNA; ELECTROLYTE; HYALURONIC ACID; VIMENTIN;

BACTERIOPHAGE; BODY FLUID; CHEMISTRY; CYTOSKELETON; INTERMEDIATE FILAMENT; METABOLISM; REVIEW;

ACTINS; BACTERIOPHAGE PF1; BIOPOLYMERS; BODY FLUIDS; CYTOSKELETON; DNA; ELECTROLYTES; HYALURONIC ACID; INTERMEDIATE FILAMENTS; VIMENTIN;

EID: 84894221513     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3sm50854d     Document Type: Review

References (118)

1. G. S. Manning J. Phys. Chem. B 2007 111 8554 8559
2. G. S. Manning Biophys. Chem. 1978 9 65 70
3. M. Sayar C. Holm Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 2010 82 031901
4. S. Fischer A. Naji R. R. Netz Phys. Rev. Lett. 2008 101 176103
5. G. S. Manning Q. Rev. Biophys. 1978 11 179 246
6. R. W. Wilson D. C. Rau V. A. Bloomfield Biophys. J. 1980 30 317 325
7. B. I. Shklovskii Phys. Rev. Lett. 1999 82 3268 3271
8. G. C. Wong L. Pollack Annu. Rev. Phys. Chem. 2010 61 171 189
9. F. Huber D. Strehle J. Kas Soft Matter 2012 8 931 936
10. S. Deshpande T. Pfohl Biomicrofluidics 2012 6 34120
11. H. J. Kwon A. Kakugo T. Ura T. Okajima Y. Tanaka H. Furukawa Y. Osada J. P. Gong Langmuir 2007 23 6257 6262
12. E. M. Huisman Q. Wen Y. H. Wang K. Cruz G. Kitenbergs K. Erglis A. Zeltins A. Cebers P. A. Janmey Soft Matter 2011 7 7257 7261
13. G. C. Wong A. Lin J. X. Tang Y. Li P. A. Janmey C. R. Safinya Phys. Rev. Lett. 2003 91 018103
14. A. Muhlrad E. E. Grintsevich E. Reisler Biophys. Chem. 2011 155 45 51
15. D. J. Needleman M. A. Ojeda-Lopez U. Raviv H. P. Miller L. Wilson C. R. Safinya Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 16099 16103
16. G. Z. Sowa D. S. Cannell A. J. Liu E. Reisler J. Phys. Chem. B 2006 110 22279 22284
17. O. V. Zribi H. Kyung R. Golestanian T. B. Liverpool G. C. Wong Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 2006 73 031911
18. T. H. Eickbush E. N. Moudrianakis Cell 1978 13 295 306
19. H. Kaur S. Kumar K. Singh L. M. Bharadwaj Int. J. Biol. Macromol. 2011 48 793 797
20. J. X. Tang J. A. Kas J. V. Shah P. A. Janmey Eur. Biophys. J. 2001 30 477 484
21. A. Cebers Z. Dogic P. A. Janmey Phys. Rev. Lett. 2006 96 247801
22. H. M. Evans A. Ahmad K. Ewert T. Pfohl A. Martin-Herranz R. F. Bruinsma C. R. Safinya Phys. Rev. Lett. 2003 91 075501
23. I. Koltover K. Wagner C. R. Safinya Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 14046 14051
24. K. C. Lee I. Borukhov W. M. Gelbart A. J. Liu M. J. Stevens Phys. Rev. Lett. 2004 93 128101
25. A. V. Ermoshkin M. Olvera de la Cruz Phys. Rev. Lett. 2003 90 125504
26. I. Borukhov R. F. Bruinsma Phys. Rev. Lett. 2001 87 158101
27. N. Korolev A. Allahverdi A. P. Lyubartsev L. Nordenskiold Soft Matter 2012 8 9322 9333
28. P. Janmey and F. C. MacKintosh, in Polymers in biology and medicine, ed., R. S. Langer, and, D. A. Tirrell, Elsevier, Amsterdam, 2012, vol. 9, pp. 183-200
29. Q. Wen P. A. Janmey Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2011 15 177 182
30. J. X. Tang S. E. Wong P. T. Tran P. A. Janmey Ber. Bunsen-Ges. 1996 100 796 806
31. S. Khurana J. Membr. Biol. 2000 178 73 87
32. C. G. dos Remedios D. Chhabra M. Kekic I. V. Dedova M. Tsubakihara D. A. Berry N. J. Nosworthy Physiol. Rev. 2003 83 433 473
33. C. S. Giometti N. L. Anderson J. Biol. Chem. 1984 259 14113 14120
34. C. Cohen W. Longley Science 1966 152 794 796
35. M. Stewart A. D. McLachlan Nature 1975 257 331 333
36. M. Lorenz K. J. Poole D. Popp G. Rosenbaum K. C. Holmes J. Mol. Biol. 1995 246 108 119
37. N. A. Metalnikova A. K. Tsaturyan Biophys. J. 2013 105 941 950
38. C. C. Cunningham N. Leclerc L. A. Flanagan M. Lu P. A. Janmey K. S. Kosik J. Cell Biol. 1997 136 845 857
39. L. M. Griffith T. D. Pollard J. Cell Biol. 1978 78 958 965
40. T. C. Petrucci J. S. Morrow J. Cell Biol. 1987 105 1355 1363
41. S. L. Hurley D. L. Brown J. J. Cheetham Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004 317 16 23
42. A. S. Tsvetkov A. Samsonov A. Akhmanova N. Galjart S. V. Popov Cell Motil. Cytoskeleton 2007 64 519 530
43. T. Fujii H. Takagi M. Arimoto H. Ootani T. Ueeda J. Biochem. 2000 127 457 465
44. D. Sun C. L. Leung R. K. Liem J. Cell Sci. 2001 114 161 172
45. T. M. Svitkina A. B. Verkhovsky G. G. Borisy J. Cell Biol. 1996 135 991 1007
46. J. Sevcik L. Urbanikova J. Kost'an L. Janda G. Wiche Eur. J. Biochem. 2004 271 1873 1884
47. N. Y. Forlemu E. N. Njabon K. L. Carlson E. S. Schmidt V. F. Waingeh K. A. Thomasson Proteins 2011 79 2813 2827
48. B. G. Vertessy F. Orosz J. Kovacs J. Ovadi J. Biol. Chem. 1997 272 25542 25546
49. J. X. Tang P. A. Janmey J. Biol. Chem. 1996 271 8556 8563
50. V. A. Bloomfield Biopolymers 1997 44 269 282
51. V. Podrazky S. Stokrova I. Fric Connect. Tissue Res. 1975 4 51 54
52. F. Oosawa, Polyelectrolytes, Marcel Dekker, Inc., 1971
53. R. A. Crowther Nature 1980 286 440 441
54. K. Zimmermann H. Hagedorn C. C. Heuck M. Hinrichsen H. Ludwig J. Biol. Chem. 1986 261 1653 1655
55. K. Haxaire I. Braccini M. Milas M. Rinaudo S. Perez Glycobiology 2000 10 587 594
56. T. A. Smith P. D. Hempstead C. C. Palliser D. A. Parry Proteins 2003 50 207 212
57. J. J. Meng S. Khan W. Ip J. Biol. Chem. 1994 269 18679 18685
58. H. Aranda-Espinoza P. Carl J. F. Leterrier P. Janmey D. E. Discher FEBS Lett. 2002 531 397 401
59. J. Deek P. J. Chung J. Kayser A. R. Bausch C. R. Safinya Nat. Commun. 2013 4 2224
60. J. P. Gou T. Gotow P. A. Janmey J. F. Leterrier Med. Biol. Eng. Comput. 1998 36 371 387
61. R. Beck J. Deek M. C. Choi T. Ikawa O. Watanabe E. Frey P. Pincus C. R. Safinya Langmuir 2010 26 18595 18599
62. J. F. Leterrier J. Kas J. Hartwig R. Vegners P. A. Janmey J. Biol. Chem. 1996 271 15687 15694
63. Y. C. Lin C. P. Broedersz A. C. Rowat T. Wedig H. Herrmann F. C. Mackintosh D. A. Weitz J. Mol. Biol. 2010 399 637 644
64. C. Ma V. A. Bloomfield Biophys. J. 1994 67 1678 1681
65. R. Bucki F. J. Byfield P. A. Janmey Eur. Respir. J. 2007 29 624 632
66. R. Bucki K. Cruz P. Janmey Biophys. J. 2013 104 256a
67. R. Bucki A. G. Sostarecz F. J. Byfield P. B. Savage P. A. Janmey J. Antimicrob. Chemother. 2007 60 535 545
68. J. X. Tang Q. Wen A. Bennett B. Kim C. A. Sheils R. Bucki P. A. Janmey Am. J. Physiol.: Lung Cell. Mol. Physiol. 2005 289 L599 L605
69. I. Koltover T. Salditt C. R. Safinya Biophys. J. 1999 77 915 924
70. A. Bilalov U. Olsson B. Lindman Soft Matter 2011 7 730 742
71. G. C. Wong J. X. Tang A. Lin Y. Li P. A. Janmey C. R. Safinya Science 2000 288 2035 2039
72. C. R. Safinya U. Raviv D. J. Needleman A. Zidovska M. C. Choi M. A. Ojeda-Lopez K. K. Ewert Y. Li H. P. Miller J. Quispe B. Carragher C. S. Potter M. W. Kim S. C. Feinstein L. Wilson Adv. Mater. 2011 23 2260 2270
73. T. E. Angelini H. Liang W. Wriggers G. C. Wong Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2005 16 389 400
74. R. Beck J. Deek C. R. Safinya Biochem. Soc. Trans. 2012 40 1027 1031
75. J. Gartzke K. Lange Am. J. Physiol.: Lung Cell. Mol. Physiol. 2002 283 C1333 C1346
76. K. Lange J. Theor. Biol. 2000 206 561 584
77. M. L. Gardel J. H. Shin F. C. MacKintosh L. Mahadevan P. Matsudaira D. A. Weitz Science 2004 304 1301 1305
78. J. F. Leterrier J. Eyer Biochem. J. 1987 245 93 101
79. N. Y. Yao C. P. Broedersz Y. C. Lin K. E. Kasza F. C. Mackintosh D. A. Weitz Biophys. J. 2010 98 2147 2153
80. H. R. Kang M. J. Bradley B. R. McCullough A. Pierre E. E. Grintsevich E. Reisler E. M. De La Cruz Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 16923 16927
81. Z. Dogic S. Fraden Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2006 11 47 55
82. J. X. Tang T. Ito T. Tao P. Traub P. A. Janmey Biochemistry 1997 36 12600 12607
83. R. Zhang B. I. Shklovskii Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2004 69 021909
84. A. Y. Grosberg T. T. Nguyen B. I. Shklovskii Rev. Mod. Phys. 2002 74 329 345
85. I. Rouzina V. A. Bloomfield J. Phys. Chem. 1996 100 9977 9989
86. J. M. Ferrer H. Lee J. Chen B. Pelz F. Nakamura R. D. Kamm M. J. Lang Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 9221 9226
87. S. Baconnais R. Tirouvanziam J. M. Zahm S. de Bentzmann B. Peault G. Balossier E. Puchelle Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 1999 20 605 611
88. F. Lang J. Am. Coll. Nutr. 2007 26 613S 623S
89. D. S. Pisetsky A. M. Fairhurst Autoimmunity 2007 40 281 284
90. P. A. Janmey S. E. Lind Blood 1987 70 524 530
91. W. M. Lee R. M. Galbraith N. Engl. J. Med. 1992 326 1335 1341
92. T. S. Walker K. L. Tomlin G. S. Worthen K. R. Poch J. G. Lieber M. T. Saavedra M. B. Fessler K. C. Malcolm M. L. Vasil J. A. Nick Infect. Immun. 2005 73 3693 3701
93. Q. M. Parks R. L. Young K. R. Poch K. C. Malcolm M. L. Vasil J. A. Nick J. Med. Microbiol. 2009 58 492 502
94. D. J. Weiner R. Bucki P. A. Janmey Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2003 28 738 745
95. E. A. Jones G. McGillivary L. O. Bakaletz J. Innate Immun. 2013 5 24 38
96. J. S. Webb M. Lau S. Kjelleberg J. Bacteriol. 2004 186 8066 8073
97. C. A. Sheils J. Kas W. Travassos P. G. Allen P. A. Janmey M. E. Wohl T. P. Stossel Am. J. Pathol. 1996 148 919 927
98. C. A. Vasconcellos P. G. Allen M. E. Wohl J. M. Drazen P. A. Janmey T. P. Stossel Science 1994 263 969 971
99. A. Sol E. Blotnick G. Bachrach A. Muhlrad PLoS One 2012 7 e50078
100. B. Perks J. K. Shute Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2000 162 1767 1772
101. I. Morfin E. Buhler F. Cousin I. Grillo F. Boue Biomacromolecules 2011 12 859 870
102. S. Lewenza Front Microbiol. 2013 4 21
103. K. R. Purdy Drew L. K. Sanders Z. W. Culumber O. Zribi G. C. Wong J. Am. Chem. Soc. 2009 131 486 493
104. S. Shak D. J. Capon R. Hellmiss S. A. Marsters C. L. Baker Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990 87 9188 9192
105. J. Lieberman J. Am. Med. Assoc. 1968 205 312 313
106. G. L. McPhail J. D. Acton M. C. Fenchel R. S. Amin M. Seid J. Pediatr. 2008 153 752 757
107. T. C. Scanlon C. C. Teneback A. Gill J. L. Bement J. A. Weiner J. W. Lamppa L. W. Leclair K. E. Griswold ACS Chem. Biol. 2010 5 809 818
108. L. K. Sanders W. Xian C. Guaqueta M. J. Strohman C. R. Vrasich E. Luijten G. C. Wong Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 15994 15999
109. R. Bucki K. Leszczynska F. J. Byfield D. E. Fein E. Won K. Cruz A. Namiot A. Kulakowska Z. Namiot P. B. Savage S. L. Diamond P. A. Janmey Antimicrob. Agents Chemother. 2010 54 2525 2533
110. D. E. Fein R. Bucki F. Byfield K. Leszczynska P. A. Janmey S. L. Diamond Mol. Pharmacol. 2010 78 402 410
111. T. J. Dolinsky P. Czodrowski H. Li J. E. Nielsen J. H. Jensen G. Klebe N. A. Baker Nucleic Acids Res. 2007 35 W522 W525
112. T. J. Dolinsky J. E. Nielsen J. A. McCammon N. A. Baker Nucleic Acids Res. 2004 32 W665 W667
113. N. A. Baker D. Sept S. Joseph M. J. Holst J. A. McCammon Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001 98 10037 10041
114. C. Dammann B. Noding S. Koster Biomicrofluidics 2012 6 22009
115. J. X. Tang P. A. Janmey A. Lyubartsev L. Nordenskiold Biophys. J. 2002 83 566 581
116. A. Osland K. Kleppe Nucleic Acids Res. 1977 4 685 695
117. J. Pelta F. Livolant J. L. Sikorav J. Biol. Chem. 1996 271 5656 5662
118. Y.-H. Wang, Ph.D. thesis, University of Pennsylvania, 2013