Molecular-level understanding of protein adsorption at the interface between water and a strongly interacting uncharged solid surface

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 14, 2014, Pages 5323-5331

  Penna, Matthew J ^a   Mijajlovic, Milan ^a   Biggs, Mark J ^a  

^a UNIVERSITY OF ADELAIDE   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; HYDROPHILICITY; LOCKS (FASTENERS); MOLECULAR DYNAMICS; PEPTIDES;

ADSORPTION MECHANISM; HYDROPHOBIC GROUPS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR LEVEL MECHANISMS; ORIENTATIONAL ORDERINGS; PEPTIDE ADSORPTION; PROTEIN ADSORPTION; SEQUENTIAL ADSORPTION;

PHASE INTERFACES;

PEPTIDE; PROTEIN; WATER; GRAPHITE;

ADSORPTION; ARTICLE; BIOMINERALIZATION; CHEMICAL BINDING; CONTROLLED STUDY; DISPERSION; HYBRID; HYDRATION; HYDROGEN BOND; MOLECULAR DYNAMICS; PROTEIN STRUCTURE; SIMULATION; SOLID; STATIC ELECTRICITY; STEREOSPECIFICITY; SURFACE PROPERTY; VELOCITY; CHEMICAL PHENOMENA; CHEMISTRY; DIFFUSION; PROTEIN CONFORMATION;

ADSORPTION; DIFFUSION; GRAPHITE; HYDROPHOBIC AND HYDROPHILIC INTERACTIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; PROTEIN CONFORMATION; PROTEINS; SURFACE PROPERTIES; WATER;

EID: 84897983566     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja411796e     Document Type: Article

References (56)

1. Hoang, Q. Q.; Sicheri, F.; Howard, A. J.; Yang, D. S. C. Nature 2003, 425, 977
2. Hartgerink, J. D.; Beniash, E.; Stupp, S. I. Science 2001, 294, 1684
3. Pouget, E.; Dujardin, E.; Cavalier, A.; Moreac, A.; Valéry, C.; Marchi-Artzner, V.; Weiss, T.; Renault, A.; Paternostre, M.; Artzner, F. Nat. Mater. 2007, 6, 434
4. Nel, A. E.; Madler, L.; Velegol, D.; Xia, T.; Hoek, E. M. V.; Somasundaran, P.; Klaessig, F.; Castranova, V.; Thompson, M. Nat. Mater. 2009, 8, 543
5. Choi, H. S.; Liu, W.; Liu, F.; Nasr, K.; Misra, P.; Bawendi, M. G.; Frangioni, J. V. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 42
6. Cho, N.-H.; Cheong, T.-C.; Min, J. H.; Wu, J. H.; Lee, S. J.; Kim, D.; Yang, J.-S.; Kim, S.; Kim, Y. K.; Seong, S.-Y. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 675
7. Dankers, P. Y. W.; Harmsen, M. C.; Brouwer, L. A.; Van Luyn, M. J. A.; Meijer, E. W. Nat. Mater. 2005, 4, 568
8. Niemeyer, C. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4128
9. Sarikaya, M.; Tamerler, C.; Jen, A. K. Y.; Schulten, K.; Baneyx, F. Nat. Mater. 2003, 2, 577
10. Im, H.; Huang, X.-J.; Gu, B.; Choi, Y.-K. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 430
11. Fischer, T.; Agarwal, A.; Hess, H. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 162
12. Orosco, M. M.; Pacholski, C.; Sailor, M. J. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 255
13. Thingholm, T. E.; Jorgensen, T. J. D.; Jensen, O. N.; Larsen, M. R. Nat. Protoc. 2006, 1, 1929
14. Gräslund, S.; Nordlund, P.; Weigelt, J.; Hallberg, B. M.; Bray, J.; Gileadi, O.; Knapp, S.; Oppermann, U.; Arrowsmith, C.; Hui, R.; Ming, J.; dhe-Paganon, S.; Park, H.; Savchenko, A.; Yee, A.; Edwards, A.; Vincentelli, R.; Cambillau, C.; Kim, R.; Kim, S.-H.; Rao, Z.; Shi, Y.; Terwilliger, T. C.; Kim, C.-Y.; Hung, L.-W.; Waldo, G. S.; Peleg, Y.; Albeck, S.; Unger, T.; Dym, O.; Prilusky, J.; Sussman, J. L.; Stevens, R. C.; Lesley, S. A.; Wilson, I. A.; Joachimiak, A.; Collart, F.; Dementieva, I.; Donnelly, M. I.; Eschenfeldt, W. H.; Kim, Y.; Stols, L.; Wu, R.; Zhou, M.; Burley, S. K.; Emtage, J. S.; Sauder, J. M.; Thompson, D.; Bain, K.; Luz, J.; Gheyi, T.; Zhang, F.; Atwell, S.; Almo, S. C.; Bonanno, J. B.; Fiser, A.; Swaminathan, S.; Studier, F. W.; Chance, M. R.; Sali, A.; Acton, T. B.; Xiao, R.; Zhao, L.; Ma, L. C.; Hunt, J. F.; Tong, L.; Cunningham, K.; Inouye, M.; Anderson, S.; Janjua, H.; Shastry, R.; Ho, C. K.; Wang, D.; Wang, H.; Jiang, M.; Montelione, G. T.; Stuart, D. I.; Owens, R. J.; Daenke, S.; Schütz, A.; Heinemann, U.; Yokoyama, S.; Büssow, K.; Gunsalus, K. C. Nat. Methods 2008, 5, 135
15. Vroman, L. Nature 1962, 196, 476
16. Norde, W. Colloids. Surf. B: Biointerfaces 2008, 61, 1
17. Norde, W. Adv. Colloid Interface Sci. 1986, 25, 267
18. Mermut, O.; Phillips, D. C.; York, R. L.; McCrea, K. R.; Ward, R. S.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3598
19. Li, Q.; Lau, K. H. A.; Sinner, E. K.; Kim, D. H.; Knoll, W. Langmuir 2009, 25, 12144
20. Rabe, M.; Verdes, D.; Seeger, S. Adv. Colloid Interface Sci. 2011, 162, 87
21. Morra, M. J. Biomater. Sci., Polym. Ed 2000, 11, 547
22. Chen, H.; Yuan, L.; Song, W.; Wu, Z.; Li, D. Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 1059
23. Jeon, S. I.; Lee, J. H.; Andrade, J. D.; De Gennes, P. G. J. Colloid Interface Sci. 1991, 142, 159
24. Szleifer, I. Biophys. J. 1997, 72, 595
25. Wang, R. L. C.; Kreuzer, H. J.; Grunze, M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9767
26. Harder, P.; Grunze, M.; Dahint, R.; Wjitesides, G. M.; Laibinis, P. E. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 426
27. Li, L.; Chen, S.; Zheng, J.; Ratner, B. D.; Jiang, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2934
28. Pasche, S.; Vörös, J.; Griesser, H. J.; Spencer, N. D.; Textor, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17545
29. Duff, M. R., Jr; Kumar, C. V. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 15083
30. Pinholt, C.; Hartvig, R. A.; Medlicott, N. J.; Jorgensen, L. Expert Opin. Drug Delivery 2011, 8, 949
31. Gray, J. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004, 14, 110
32. Fenoglio, I.; Fubini, B.; Ghibaudi, E. M.; Turci, F. Adv. Drug Delivery Rev. 2011, 63, 1186
33. Braun, R.; Sarikaya, M.; Schulten, K. S. J. Biomater. Sci. 2002, 13, 747
34. Song, D.; Forciniti, D. J. Chem. Phys. 2002, 115, 8089
35. Mungikar, A. A.; Forciniti, D. Biomacromolecules 2004, 5, 2147
36. Oren, E. E.; Tamerler, C.; Sarikaya, M. Nano Lett. 2005, 5, 415
37. Raut, V. P.; Agashe, M. A.; Stuart, S. J.; Latour, R. A. Langmuir 2005, 21, 1629
38. Monti, S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6086
39. Skelton, A. A.; Laing, T.; Walsh, T. R. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 1482
40. Heinz, H.; Farmer, B. L.; Pandey, R. B.; Slocik, J. M.; Patnaik, S. S.; Pachter, R.; Naik, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9704
41. Verde, A. V.; Acres, J. M.; Maranas, J. K. Biomacromolecules 2009, 10, 2118
42. Raffaini, G.; Ganazzoli, F. Langmuir 2010, 26, 5679
43. Oren, E. E.; Notman, R.; Kim, I. W.; Evans, J. S.; Walsh, T. R.; Tamerler, C.; Sarikaya, M. Langmuir 2010, 26, 11003
44. Penna, M. J.; Biggs, M. J. The Binding Mechanism of an Experimentally Identified Platinum-binding Peptide by Molecular Dynamics Simulation, In Chemeca 2010: Engineering at the Edge, Hilton Adelaide, South Australia, September 26-29, 2010; Barton, A.C.T.: Australia, 2010; 289-298.
45. Verde, A. V.; Beltramo, P. J.; Maranas, J. K. Langmuir 2011, 27, 5918
46. Patwardhan, S. V.; Emami, F. S.; Berry, R. J.; Jones, S. E.; Naik, R.R.; Deschaume, O.; Heinz, H.; Perry, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6244
47. Hoefling, M.; Monti, S.; Corni, S.; Gottschalk, K. E. PLoS ONE 2011, 6, e20925
48. Yu, J.; Becker, M. L.; Carri, G. A. Langmuir 2012, 28, 1408
49. Seker, U. O. S.; Wilson, B.; Dincer, S.; Kim, I. W.; Oren, E. E.; Evans, J. S.; Tamerler, C.; Sarikaya, M. Langmuir 2007, 23, 7895
50. Seker, U. O. S.; Wilson, B.; Sahin, D.; Tamerler, C.; Sarikaya, M. Biomacromolecules 2009, 10, 250
51. Slocik, J. M.; Stone, M. O.; Naik, R. R. Small 2005, 1, 1048
52. Schravendijk, P.; Ghiringhelli, L. M.; Site, L. D.; van der Vegt, N. F. A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2631
53. Iori, F.; Corni, S. J. Comput. Chem. 2008, 29, 1656
54. Iori, F.; Di Felice, R.; Molinari, E.; Corni, S. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1465
55. O'Brien, C. P.; Stuart, S. J.; Bruce, D. A.; Latour, R. A. Langmuir 2008, 24, 14115
56. Wright, L. B.; Walsh, T. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 4715