journal article·2017-10

Trends in the layer-by-layer assembly of redox proteins and enzymes in bioelectrochemistry

Fred Lisdat

Publisher page

Abstract

Summary The mini-review will shortly introduce into the different principles of layer-by-layer deposition and the approaches used for the communication of biomolecules within such architectures with electrodes. Recent developments in combining the different basic deposition principles will be shown. Here very often nanomaterials such as carbon nanotubes or graphene have increasingly been used. In order to ensure communication of enzymes in several layers with the electrode often redox polymers and, to a less extent, conducting polymers have been applied, but also the redox protein cyt c has been exploited as electron shuttle—deposited in a layered fashion. Communication to membrane proteins can be achieved via hydrophobic shuttle molecules, such as quinones, when lipid pathways are created within the structure. Besides enzymatic catalysis also photobiocatalysis has become increasingly in the focus.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Molecular Junctions and Nanostructures · Electrochemical sensors and biosensors · Electrochemical Analysis and Applications

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

References (80)

Show source-provided references
1. Feifel · Adv Biochem Eng Biotechnol · 2014 · 140 · 253
2. Hoshi · Anal Chem · 1995 · 67 · 77010.1021/ac00100a013 ↗
3. Anzai · Sens Actuators B · 1998 · 52 · 310.1016/S0925-4005(98)00248-2 ↗
4. Decher · Biosens Bioelectron · 1994 · 9 · 67710.1016/0956-5663(94)80065-0 ↗
5. De Lacey · Biotechnol Bioeng · 2000 · 68 · 110.1002/(SICI)1097-0290(20000405)68:1<1::AID-BIT1>3.0.CO;2-A ↗
6. Becker · Nature · 1976 · 259 · 40610.1038/259406a0 ↗
7. Takahashi · Anal Bioanal Chem · 2012 · 402 · 174910.1007/s00216-011-5317-4 ↗
8. Muramatsu · Anal Chim Acta · 1986 · 188 · 25710.1016/S0003-2670(00)86049-3 ↗
9. Thompson · IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Contr UFFC · 1987 · 34 · 12710.1109/T-UFFC.1987.26923 ↗
10. Hegner · FEBS Lett · 1993 · 336 · 45210.1016/0014-5793(93)80854-N ↗
11. Caruso · J Colloid Interface Sci · 1995 · 178 · 10410.1006/jcis.1996.0098 ↗
12. Willner · Adv Mater · 1993 · 5 · 91210.1002/adma.19930051206 ↗
13. Riklin · Anal Chem · 1995 · 67 · 411810.1021/ac00118a014 ↗
14. Calvo · Faraday Discuss · 2000 · 116 · 4710.1039/b001665i ↗
15. Yu · Anal Chem · 2003 · 75 · 456510.1021/ac034188r ↗
16. Wang · Bioelectrochemistry · 2001 · 53 · 20510.1016/S0302-4598(01)00095-2 ↗
17. Yoshida · Mater Sci Eng C · 2014 · 34 · 38410.1016/j.msec.2013.09.045 ↗
18. Decher · Science · 1997 · 277 · 123210.1126/science.277.5330.1232 ↗
19. Sato · Molecules · 2013 · 18 · 844010.3390/molecules18078440 ↗
20. Bonk · Biosens Bioelectron · 2009 · 25 · 73910.1016/j.bios.2009.08.017 ↗
21. Liu · Biosens Bioelectron · 2012 · 35 · 6310.1016/j.bios.2012.02.007 ↗
22. Xiang · Anal Chem · 2011 · 83 · 430210.1021/ac200564r ↗
23. Watahiki · J Mater Chem B · 2014 · 2 · 580910.1039/C4TB00676C ↗
24. Yao · J Phys Chem B · 2010 · 114 · 992610.1021/jp104360q ↗
25. Yao · J Phys Chem B · 2010 · 114 · 338010.1021/jp912203d ↗
26. Song · Int J Electrochem Sci · 2012 · 7 · 1120610.1016/S1452-3981(23)16937-9 ↗
27. Beissenhirtz · Angew Chem IE · 2004 · 43 · 435710.1002/anie.200352804 ↗
28. Chen · Anal Biochem · 2010 · 403 · 3610.1016/j.ab.2010.04.011 ↗
29. Gao · Sens Actuators B · 2011 · 153 · 21910.1016/j.snb.2010.10.034 ↗
30. Zhang · J Electrochem Soc · 2016 · 163 · F44910.1149/2.0321606jes ↗
31. Zeng · Electrochemistry · 2015 · 83 · 97910.5796/electrochemistry.83.979 ↗
32. Kondo · Tetrahedron · 1992 · 48 · 823910.1016/S0040-4020(01)80492-0 ↗
33. Li · Biosens Bioelectron · 2012 · 34 · 19110.1016/j.bios.2012.01.042 ↗
34. DeLuca · Chem Phys Chem · 2013 · 14 · 214910.1002/cphc.201300146 ↗
35. Godman · Langmuir · 2016 · 32 · 354110.1021/acs.langmuir.5b04753 ↗
36. Feng · RSC Adv · 2015 · 5
37. Pinyou · Chemistry · 2016 · 22 · 531910.1002/chem.201504591 ↗
38. Mao · JACS · 2003 · 125 · 495110.1021/ja029510e ↗
39. Flexer · J Electroanal Chem · 2010 · 646 · 2410.1016/j.jelechem.2009.11.017 ↗
40. Calvo · Phys Chem Chem Phys · 2010 · 12 · 1003310.1039/c0cp00449a ↗
41. Grattieri · J Electrochem Soc · 2015 · 162 · G8210.1149/2.0831509jes ↗
42. Wang · Langmuir · 2011 · 27 · 1118010.1021/la202018r ↗
43. Hoshi · Mater Sci Eng · 2007 · C27 · 89010.1016/j.msec.2006.10.004 ↗
44. Cosnier · Anal Bioanal Chem · 2003 · 377 · 50710.1007/s00216-003-2131-7 ↗
45. Ates · Mater Sci Eng C: Mater Biol Appl · 2013 · 33 · 185310.1016/j.msec.2013.01.035 ↗
46. Ramanavicius · Electrochim Acta · 2006 · 51 · 602510.1016/j.electacta.2005.11.052 ↗
47. Tian · Chem Mater · 2004 · 16 · 410310.1021/cm049211j ↗
48. Sarauli · J Mater Chem B · 2014 · 2 · 315110.1039/C4TB00336E ↗
49. Szot · Electrochim Acta · 2013 · 89 · 13210.1016/j.electacta.2012.10.168 ↗
50. Yuan · Electrochim Acta · 2013 · 104 · 7810.1016/j.electacta.2013.04.073 ↗
51. Celebanska · Electrochem Commun · 2011 · 13 · 117010.1016/j.elecom.2011.08.051 ↗
52. Zhao · J Mater Chem · 2011 · 21 · 1392610.1039/c1jm12060c ↗
53. Guo · Sens Actuator B · 2012 · 164 · 8210.1016/j.snb.2012.01.057 ↗
54. Guo · J Phys Chem B · 2008 · 112 · 1551310.1021/jp807452z ↗
55. Li · Electrochim. Acta · 2011 · 56 · 691910.1016/j.electacta.2011.06.023 ↗
56. Shi · Mater Sci Eng C · 2016 · 58 · 45010.1016/j.msec.2015.08.049 ↗
57. Cai · Sens Actuators B · 2013 · 181 · 57510.1016/j.snb.2013.02.050 ↗
58. Feng · J Electroanal Chem · 1995 · 394 · 14910.1016/0022-0728(95)04058-V ↗
59. Song · J Phys Chem · 1993 · 97 · 656410.1021/j100126a037 ↗
60. Beissenhirtz · Anal Chem · 2004 · 76 · 466510.1021/ac049738f ↗
61. Feifel · J Nanobiotechnol · 2011 · 9 · 5910.1186/1477-3155-9-59 ↗
62. Dronov · Angew Chem IE · 2008 · 47 · 300010.1002/anie.200704049 ↗
63. Feifel · Angew Chem IE · 2014 · 53 · 567610.1002/anie.201310437 ↗
64. Heath · Adv Funct Mater · 2017 · 2710.1002/adfm.201606265 ↗
65. Wettstein · Nanoscale · 2014 · 6 · 1377910.1039/C4NR05301J ↗
66. Stieger · Nanoscale · 2016 · 8 · 1069510.1039/C6NR00097E ↗
67. Frati · Nat Energy · 2016 · 1 · 1502110.1038/nenergy.2015.21 ↗
68. Tapia · ChemElectroChem · 2017 · 4 · 9010.1002/celc.201600506 ↗
69. Lisdat · Anal Bioanal Chem · 2013 · 405 · 373910.1007/s00216-013-6789-1 ↗
70. Zhao · Anal Chem · 2012 · 84 · 91710.1021/ac203184g ↗
71. Yu · Anal Chem · 2015 · 87 · 423710.1021/ac504456w ↗
72. Tanne · Anal Chem · 2011 · 83 · 777810.1021/ac201329u ↗
73. Johnston · Curr Opin Colloid Interf Sci · 2006 · 11 · 20310.1016/j.cocis.2006.05.001 ↗
74. Hong · Nanoscale · 2011 · 3 · 451510.1039/c1nr10575b ↗
75. Ju · Chemistry · 2017 · 23 · 336610.1002/chem.201604843 ↗
76. Farrugia · Chem Commun · 2017 · 53 · 209410.1039/C6CC09809F ↗
77. Han · Bioconjug Chem · 2017 · 28 · 63610.1021/acs.bioconjchem.6b00704 ↗
78. Mout · ACS Nano · 2017 · 11 · 345610.1021/acsnano.6b07258 ↗
79. Fu · JACS · 2012 · 134 · 551610.1021/ja300897h ↗
80. Graca · Bioelectrochemistry · 2014 · 96 · 3710.1016/j.bioelechem.2014.01.001 ↗