G-Quadruplex-Filtered Selective Ion-to-Ion Current Amplification for Non-Invasive Ion Monitoring in Real Time.
G-quadruplexes
artificial ion channels
biosensors
hydrogel ionic devices
proteomimetics
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Oct 2023
Oct 2023
Historique:
revised:
08
07
2023
received:
19
04
2023
medline:
23
10
2023
pubmed:
12
7
2023
entrez:
11
7
2023
Statut:
ppublish
Résumé
Living cells efflux intracellular ions for maintaining cellular life, so intravital measurements of specific ion signals are of significant importance for studying cellular functions and pharmacokinetics. In this work, de novo synthesis of artificial K
Identifiants
pubmed: 37433455
doi: 10.1002/adma.202303655
doi:
Substances chimiques
Ion Channels
0
Cations
0
Potassium
RWP5GA015D
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2303655Subventions
Organisme : Samsung Research Funding Center of Samsung Electronics
ID : SRFC-MA1402-53
Organisme : Ministry of Science and ICT
ID : NRF-2019-GlobalPhDFellowshipProgram
Organisme : Ministry of Science and ICT
ID : 2022M3C1A3081178
Organisme : Ministry of Science and ICT
ID : 2021R1A6A3A01086522
Organisme : Ministry of Science and ICT
ID : 22-BR-01-02
Organisme : Ministry of Trade, Industry, and Energy (MOTIE)
ID : 20020231
Organisme : Ministry of Trade, Industry, and Energy (MOTIE)
ID : 00235283
Organisme : Ministry of Education
ID : 2020R1A6C101A202
Informations de copyright
© 2023 Wiley-VCH GmbH.
Références
a) M. T. Nelson, M. P. Blaustein, Nature 1981, 289, 314;
b) S. Yu, C.-H. Yeh, U. Strasser, M. Tian, D. Choi, Science 1999, 284, 336.
M. Ø. Jensen, V. Jogini, D. W. Borhani, A. E. Leffler, R. O. Dror, D. E. Shaw, Science 2012, 336, 229.
P. S. Aronson, G. Giebisch, J. Am. Soc. Nephrol. 2011, 22, 1981.
a) C. V. Remillard, J. X.-J. Yuan, Am J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2004, 286, L49;
b) S. P. Yu, L. M. Canzoniero, D. W. Choi, Curr. Opin. Cell Biol. 2001, 13, 405;
c) J. R. Trimarchi, L. Liu, P. J. Smith, D. L. Keefe, Biol. Reprod. 2000, 63, 851.
a) C. D. Bortner, F. M. Hughes, J. A. Cidlowski, J. Biol. Chem. 1997, 272, 32436;
b) G. E. Breitwieser, Int. J. Biochem. Cell Biol. 2008, 40, 1467.
Y. Kirichok, B. Navarro, D. E. Clapham, Nature 2006, 439, 737.
Y. Zhao, S. Inayat, D. Dikin, J. Singer, R. Ruoff, J. B. Troy, Proc. Inst. Mech. Eng. N: J. Nanomater. Nanoeng. Nanosyst. 2008, 222, 1.
A. Molleman, in Patch Clamping: An Introductory Guide to Patch Clamp Electrophysiology, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA 2003.
a) I. Fakih, O. Durnan, F. Mahvash, I. Napal, A. Centeno, A. Zurutuza, V. Yargeau, T. Szkopek, Nat. Commun. 2020, 11, 3226;
b) M. Kaisti, Biosens. Bioelectron. 2017, 98, 437;
c) L. Wang, X. Wang, Y. Wu, M. Guo, C. Gu, C. Dai, D. Kong, Y. Wang, C. Zhang, D. Qu, Nat. Biomed. Eng. 2022, 6, 276.
K.-S. Chang, C.-J. Sun, P.-L. Chiang, A.-C. Chou, M.-C. Lin, C. Liang, H.-H. Hung, Y.-H. Yeh, C.-D. Chen, C.-Y. Pan, Biosens. Bioelectron. 2012, 31, 137.
N. Nakatsuka, K.-A. Yang, J. M. Abendroth, K. M. Cheung, X. Xu, H. Yang, C. Zhao, B. Zhu, Y. S. Rim, Y. Yang, Science 2018, 362, 319.
R. Canovas, S. P. Sánchez, M. Parrilla, M. Cuartero, G. n. A. Crespo, ACS Sens. 2019, 4, 2524.
a) S.-M. Lim, H. Yoo, M.-A. Oh, S. H. Han, H.-R. Lee, T. D. Chung, Y.-C. Joo, J.-Y. Sun, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 13807;
b) H. R. Lee, J. Woo, S. H. Han, S. M. Lim, S. Lim, Y. W. Kang, W. J. Song, J. M. Park, T. D. Chung, Y. C. Joo, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806909;
c) S. H. Han, S. I. Kim, H.-R. Lee, S.-M. Lim, S. Y. Yeon, M.-A. Oh, S. Lee, J.-Y. Sun, Y.-C. Joo, T. D. Chung, ACS Appl Mater Interfaces 2021, 13, 6606.
E. Largy, J.-L. Mergny, V. Gabelica, in The Alkali Metal Ions: Their Role for Life, Springer, Berlin, Germany 2016.
D. A. Doyle, J. M. Cabral, R. A. Pfuetzner, A. Kuo, J. M. Gulbis, S. L. Cohen, B. T. Chait, R. MacKinnon, Science 1998, 280, 69.
G. Park, B. Kang, S. V. Park, D. Lee, S. S. Oh, Nucleic Acids Res. 2021, 49, 4919.
K. Göpfrich, C.-Y. Li, I. Mames, S. P. Bhamidimarri, M. Ricci, J. Yoo, A. Mames, A. Ohmann, M. Winterhalter, E. Stulz, Nano Lett. 2016, 16, 4665.
a) J. R. Burns, E. Stulz, S. Howorka, Nano Lett. 2013, 13, 2351;
b) I. G. Gut, S. Beck, Nucleic Acids Res. 1995, 23, 1367.
V. Víglaský, L. Bauer, K. Tlučková, Biochem 2010, 49, 2110.
a) G. Baaken, M. Sondermann, C. Schlemmer, J. Rühe, J. C. Behrends, Lab Chip 2008, 8, 938;
b) E. Zakharian, in Ion Channels, Springer, Berlin, Germany 2013.
C. Lanphere, D. Offenbartl-Stiegert, A. Dorey, G. Pugh, E. Georgiou, Y. Xing, J. R. Burns, S. Howorka, Nat. Protoc. 2021, 16, 86.
G. Eisenman, R. Horn, J. Membr. Biol. 1983, 76, 197.
G. Liu, W. Jin, N. Xu, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5016.
a) M. Nishida, R. MacKinnon, Cell 2002, 111, 957;
b) K. N. Piasta, D. L. Theobald, C. Miller, J. Gen. Physiol. 2011, 138, 421;
c) J. Neyton, C. Miller, J. Gen. Physiol. 1988, 92, 549.
H. Ryu, A. Fuwad, S. M. Kim, T.-J. Jeon, Colloids Surf. B: Biointerfaces 2021, 199, 111552.
J. Brčić, J. Plavec, Nucleic Acids Res. 2015, 43, 8590.
M. S. Islam, A. Aryasomayajula, P. R. Selvaganapathy, Micromachines. 2017, 8, 83.
S. Marbach, L. Bocquet, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 3102.
a) J. A. Hinson, D. W. Roberts, L. P. James, in Adverse Drug Reactions, Vol. 196, Springer, Berlin/Heidelberg, Germany 2010;
b) K. Kon, J. S. Kim, H. Jaeschke, J. J. Lemasters, Hepatol 2004, 40, 1170;
c) E. Yoon, A. Babar, M. Choudhary, M. Kutner, N. Pyrsopoulos, J. Clin. Transl. Hepatol. 2016, 4, 131.
M. L. Bajt, T. R. Knight, J. J. Lemasters, H. Jaeschke, Toxicol. Sci. 2004, 80, 343.
H. Jaeschke, L. Duan, J. Y. Akakpo, A. Farhood, A. Ramachandran, Food Chem. Toxicol. 2018, 118, 709.
a) N. Abramova, A. Bratov, Electrochem. Sci. Adv. 2022, 2, e2100145;
b) K. Maksymiuk, E. Stelmach, A. Michalska, Membranes 2020, 10, 266.
a) S. p. Zheng, L. b. Huang, Z. Sun, M. Barboiu, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 566;
b) K. Sato, R. Sasaki, R. Matsuda, M. Nakagawa, T. Ekimoto, T. Yamane, M. Ikeguchi, K. V. Tabata, H. Noji, K. Kinbara, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 11802.
M. S. Kaucher, W. A. Harrell, J. T. Davis, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 38.
F. Y. Fong, S. S. Oh, C. J. Hawker, H. T. Soh, Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 15258.
A. Heckel, G. Mayer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 822.
a) S. S. Oh, K. Plakos, Y. Xiao, M. Eisenstein, H. T. Soh, ACS Nano 2013, 7, 9675;
b) S. S. Oh, K. Plakos, X. Lou, Y. Xiao, H. T. Soh, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 14053.
a) S. Gao, X. Zheng, B. Jiao, L. Wang, Anal. Bioanal. Chem. 2016, 408, 4567;
b) H. Yoo, J. Y. Lee, K. S. Park, S. S. Oh, Nanoscale 2022, 14, 7828.
a) S. S. Oh, K. M. Ahmad, M. Cho, S. Kim, Y. Xiao, H. T. Soh, Anal. Chem. 2011, 83, 6883;
b) H. Yoo, H. Jo, S. S. Oh, Mater. Adv. 2020, 1, 2663;
c) T. Jiang, A. Hall, M. Eres, Z. Hemmatian, B. Qiao, Y. Zhou, Z. Ruan, A. D. Couse, W. T. Heller, H. Huang, Nature 2020, 577, 216.
H. Lodish, A. Berk, S. L. Zipursky, P. Matsudaira, D. Baltimore, J. Darnell, in Molecular Cell Biology, 4th edition, W. H. Freeman, New York 2000.
M. I. Angelova, D. S. Dimitrov, Faraday Discuss. Chem. Soc. 1986, 81, 303.
H. Lindsey, N. Petersen, S. I. Chan, Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 1979, 555, 147.
P. Eastman, M. S. Friedrichs, J. D. Chodera, R. J. Radmer, C. M. Bruns, J. P. Ku, K. A. Beauchamp, T. J. Lane, L.-P. Wang, D. Shukla, J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 461.
D. A. Case, V. Babin, J. Berryman, R. M. Betz, Q. Cai, D. S. Cerutti, T. Cheatham III, T. A. Darden, R. E. Duke, H. Gohlke, A. W. Goetz, S. Gusarov, N. Homeyer, P. Janowski, J. Kaus, I. Kolossváry, A. Kovalenko, T. S. Lee, S. LeGrand, T. Luchko, R. Luo, B. Madej, K. M. Merz, F. Paesani, D. R. Roe, A. Roitberg, C. Sagui, R. Salomon-Ferrer, G. Seabra, C. L. Simmerling, et al., in Amber 14, University of California, San Francisco, San Francisco, CA, USA 2014.
I. Ivani, P. D. Dans, A. Noy, A. Pérez, I. Faustino, A. Hospital, J. Walther, P. Andrio, R. Goñi, A. Balaceanu, Nat Methods 2016, 13, 55.
C. J. Dickson, B. D. Madej, Å. A. Skjevik, R. M. Betz, K. Teigen, I. R. Gould, R. C. Walker, J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 865.
W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, M. L. Klein, J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
M. Frisch, G. Trucks, H. Schlegel, G. Scuseria, M. Robb, J. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. Petersson, H. Nakatsuji, X. Li, M. Caricato, A. Marenich, J. Bloino, B. G. Janesko, R. Gomperts, B. Mennucci, H. P. Hratchian, J. V. Ortiz, A. F. Izmaylov, J. L. Sonnenberg, D. Williams-Young, F. Ding, F. Lipparini, F. Egidi, J. Goings, B. Peng, A. Petrone, T. Henderson, et al., Gaussian 09 revision D. 01, Gaussian Inc., Wallingford, CT, USA 2009.
a) U. Essmann, L. Perera, M. L. Berkowitz, T. Darden, H. Lee, L. G. Pedersen, J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577;
b) T. Darden, D. York, L. Pedersen, J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
a) S. Jo, T. Kim, V. G. Iyer, W. Im, J. Comput. Chem. 2008, 29, 1859;
b) S. Jo, T. Kim, W. Im, PLoS One 2007, 2, e880;
c) S. Jo, J. B. Lim, J. B. Klauda, W. Im, Biophys. J. 2009, 97, 50.
a) W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten, J. Mol. Graph. 1996, 14, 33;
b) J. Hsin, A. Arkhipov, Y. Yin, J. E. Stone, K. Schulten, Curr. Protoc. Bioinform. 2008, 24, 5.