journal article·2020Open access

Protein-directed crystalline 2D fullerene assemblies

Mantas Liutkus, Alicia López-Andarias, Sara H. Mejías, Javier López-Andarias, David Gil-Carton, Ferran Feixas, Sílvia Osuna, Wakana Matsuda, Tsuneaki Sakurai, Shu Seki, Carmen Atienza, Nazario Martín, Aitziber L. Cortajarena

Nanoscale· Volume 12· Issue 6

Abstract

Water soluble 2D crystalline monolayers of fullerenes grow on planar assemblies of engineered consensus tetratricopeptide repeat proteins. Designed fullerene-coordinating tyrosine clamps on the protein introduce specific fullerene binding sites, which facilitate fullerene nucleation. Through reciprocal interactions between the components, the hybrid material assembles into two-dimensional 2 nm thick structures with crystalline order, that conduct photo-generated charges. Thus, the protein-fullerene hybrid material is a demonstration of the developments toward functional materials with protein-based precision control of functional elements.
Source: openalex_inverted_index · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Fullerene Chemistry and Applications · Boron and Carbon Nanomaterials Research · Graphene research and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

CIC biomaGUNE

Paseo de Miramón 182

E-20014 Donostia-San Sebastian

Spain

Departamento de Química Orgánica I

Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Complutense de Madrid

E-28040 Madrid

CIC bioGUNE; Bizkaia Science and Technology Park

Derio

CompBioLab Group

Institut de Química Computacional i Catàlisi (IQCC) and Departament de Química

Universitat de Girona

17003 Girona

Department of Molecular Engineering

Graduate School of Engineering

Kyoto University

Japan

IMDEA-Nanoscience

Ikerbasque

Funding

FP7 People: Marie-Curie Actions · Ministerio de Ciencia e Innovación · H2020 European Research Council · Consejería de Educación, Juventud y Deporte, Comunidad de Madrid · Departament d'Innovació, Universitats i Empresa, Generalitat de Catalunya

References (57)

Show source-provided references
1. Dimonte · Biomacromolecules · 2012 · 13 · 350310.1021/bm301063m ↗
2. D. L. Kaplan , Silk Polymers: Materials Science and Biotechnology : Developed from the Workshop on Silks: Biology, Structure, Properties, Genetics Sponsored by the Division of Polymer Chemistry: Charlottesville, Virginia, January 28–29, 1993 , American chemical society , 1994
3. Hu · Mater. Today · 2012 · 15 · 20810.1016/S1369-7021(12)70091-3 ↗
4. Mejias · Colloids Surf., B · 2016 · 141 · 9310.1016/j.colsurfb.2016.01.039 ↗
5. Forstater · Langmuir · 2013 · 29 · 1501310.1021/la403414t ↗
6. Gagner · Acta Biomater. · 2014 · 10 · 154210.1016/j.actbio.2013.10.001 ↗
7. Clarke · Curr. Opin. Struct. Biol. · 2010 · 20 · 48010.1016/j.sbi.2010.07.001 ↗
8. D'Andrea · Trends Biochem. Sci. · 2003 · 28 · 65510.1016/j.tibs.2003.10.007 ↗
9. Cortajarena · ACS Chem. Biol. · 2010 · 5 · 54510.1021/cb9002464 ↗
10. Jackrel · ACS Chem. Biol. · 2010 · 5 · 55310.1021/cb900272j ↗
11. Cortajarena · Protein Sci. · 2011 · 20 · 104210.1002/pro.638 ↗
12. Mejías · Chem. Sci. · 2016 · 7 · 484210.1039/C6SC01306F ↗
13. López-Andarias · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 170403110.1002/adfm.201704031 ↗
14. Mejias · Chem. Commun. · 2019 · 55 · 331910.1039/C8CC06827E ↗
15. Aires · Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 621410.1002/anie.201813576 ↗
16. Numata · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 196110.1039/c0cc03133j ↗
17. Ousaka · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 79110.1002/anie.201611349 ↗
18. Kroto · Nature · 1985 · 318 · 16210.1038/318162a0 ↗
19. Martín · Chem. Rev. · 1998 · 98 · 252710.1021/cr9701039 ↗
20. Guldi · Acc. Chem. Res. · 2000 · 33 · 69510.1021/ar990144m ↗
21. Reed · Chem. Rev. · 2000 · 100 · 107510.1021/cr980017o ↗
22. Friedman · J. Am. Chem. Soc. · 1993 · 115 · 650610.1021/ja00068a005 ↗
23. Vance · Biophys. Chem. · 2016 · 214–215 · 2710.1016/j.bpc.2016.05.003 ↗
24. Calvaresi · ACS Nano · 2010 · 4 · 228310.1021/nn901809b ↗
25. Calvaresi · ACS Nano · 2014 · 8 · 187110.1021/nn4063374 ↗
26. Kim · Nat. Commun. · 2016 · 7 · 1142910.1038/ncomms11429 ↗
27. Marega · Adv. Funct. Mater. · 2013 · 23 · 317310.1002/adfm.201202898 ↗
28. de Leon · Chem. Phys. Lett. · 2008 · 457 · 18510.1016/j.cplett.2008.03.079 ↗
29. De Leo · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 1228110.1002/chem.201301376 ↗
30. Guldi · J. Phys. Chem. A · 1997 · 101 · 389510.1021/jp9702863 ↗
31. Hungerbuehler · J. Am. Chem. Soc. · 1993 · 115 · 338610.1021/ja00061a070 ↗
32. Pantoş · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 223810.1002/anie.200604891 ↗
33. Kratschmer · Nature · 1990 · 347 · 35410.1038/347354a0 ↗
34. Bensasson · J. Phys. Chem. · 1994 · 98 · 349210.1021/j100064a035 ↗
35. Kajander · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 1018810.1021/ja0524494 ↗
36. Kajander · Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. · 2007 · 63 · 80010.1107/S0907444907024353 ↗
37. Insuasty · Sci. Rep. · 2015 · 5 · 1415410.1038/srep14154 ↗
38. Braden · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2000 · 97 · 1219310.1073/pnas.210396197 ↗
39. Noon · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2002 · 99 · 646610.1073/pnas.022532599 ↗
40. Mejias · Nanoscale · 2014 · 6 · 1098210.1039/C4NR01210K ↗
41. Grove · J. R. Soc., Interface · 2013 · 10 · 2013005110.1098/rsif.2013.0051 ↗
42. Huffman · Phys. Today · 1991 · 44 · 2210.1063/1.881295 ↗
43. Heiney · Phys. Rev. Lett. · 1991 · 66 · 291110.1103/PhysRevLett.66.2911 ↗
44. Van Tendeloo · J. Phys. Chem. · 1992 · 96 · 742410.1021/j100197a054 ↗
45. Jin · J. Mater. Chem. · 2006 · 16 · 371510.1039/b609074e ↗
46. Shin · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 69310.1002/anie.200704182 ↗
47. Shrestha · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 58610.1021/ja3108752 ↗
48. Kim · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 3220510.1038/srep32205 ↗
49. Neretin · Russ. Chem. Rev. · 2004 · 73 · 45510.1070/RC2004v073n05ABEH000891 ↗
50. Reboredo · Chem. – Eur. J. · 2016 · 22 · 1362710.1002/chem.201602813 ↗
51. Umeyama · Chem. Lett. · 2017 · 46 · 100110.1246/cl.170306 ↗
52. De Haas · Chem. Phys. · 1982 · 73 · 3510.1016/0301-0104(82)85148-3 ↗
53. Grozema · J. Phys. Chem. Lett. · 2011 · 2 · 295110.1021/jz201229a ↗
54. Seki · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2014 · 16 · 1109310.1039/C4CP00473F ↗
55. Reid · J. Phys. D: Appl. Phys. · 2017 · 50 · 49300210.1088/1361-6463/aa9559 ↗
56. C. E. A. F. Schafmeister , W. S.Ross and V.Romanovski , LEAP , University of California , San Francisco , 1995
57. Rothenberger · J. Am. Chem. Soc. · 1985 · 107 · 805410.1021/ja00312a043 ↗