This paper summarizes the early research results on studying proteins and peptides at interfaces using sum frequency generation (SFG) vibrational spectroscopy. SFG studies in the C—H stretching frequency region to examine the protein side-chain behavior and in the amide I frequency region to investigate the orientation and conformation of interfacial peptides/proteins are presented. The early chiral SFG research and SFG isotope labeling studies on interfacial peptides/proteins are also discussed. These early SFG studies demonstrate the feasibility of using SFG to elucidate interfacial molecular structures of peptides and proteins in situ, which built a foundation for later SFG investigations on peptides and proteins at interfaces.
REFERENCES
1.
S. E.
Glassford
, B.
Byrne
, and S. G.
Kazarian
, Biochim. Biophys. Acta BBA Proteins Proteom.
1834
, 2849
(2013
). 2.
E.
Migliorini
, M.
Weidenhaupt
, and C.
Picart
, Biointerphases
13
, 06D303
(2018
). 3.
J. L.
Jordan
and E. J.
Fernandez
, Biotechnol. Bioeng.
101
, 837
(2008
). 4.
T.
Pleshakova
, N.
Bukharina
, A.
Archakov
, and Y.
Ivanov
, Int. J. Mol. Sci.
19
, 1142
(2018
). 5.
N.
Feliu
, M.
Hassan
, E. G.
Rico
, D.
Cui
, W.
Parak
, and R.
Alvarez-Puebla
, Langmuir
33
, 9711
(2017
).6.
C. S.
Tian
and Y. R.
Shen
, Surf. Sci. Rep.
69
, 105
(2014
). 7.
Z.
Chen
, Y. R.
Shen
, and G. A.
Somorjai
, Annu. Rev. Phys. Chem.
53
, 437
(2002
). 8.
X.
Lu
, C.
Zhang
, N.
Ulrich
, M.
Xiao
, Y. H.
Ma
, and Z.
Chen
, Anal. Chem.
89
, 466
(2017
). 9.
Z.
Chen
, Prog. Polym. Sci.
35
, 1376
(2010
). 10.
X.
Chen
, M. L.
Clarke
, J.
Wang
, and Z.
Chen
, Int. J. Mod. Phys. B
19
, 691
(2005
). 11.
S.
Roy
, P. A.
Covert
, W. R.
FitzGerald
, and D. K.
Hore
, Chem. Rev.
114
, 8388
(2014
). 12.
S.
Hosseinpour
, S. J.
Roeters
, M.
Bonn
, W.
Peukert
, S.
Woutersen
, and T.
Weidner
, Chem. Rev.
120
, 3420
(2020
). 13.
B.
Ding
, J.
Jasensky
, Y.
Li
, and Z.
Chen
, Acc. Chem. Res.
49
, 1149
(2016
). 14.
W.
Guo
, T.
Lu
, Z.
Gandhi
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. Lett.
12
, 10144
(2021
). 15.
K.
Engelhardt
, W.
Peukerta
, and B.
Braunschweig
, Curr. Opin. Colloid Interface Sci.
19
, 207
(2014
). 16.
S. J.
Ye
, F.
Wei
, H. C.
Li
, K. Z.
Tian
, and Y.
Luo
, in Advances in Protein Chemistry and Structural Biology
, edited by C. Z.
Christov
(Elsevier, Oxford, UK, 2013
), Vol. 93, p. 213
.17.
Y.
Liu
, J.
Jasensky
, and Z.
Chen
, Langmuir
28
, 2113
(2012
). 18.
L.
Fu
, Z.
Wang
, and E. C. Y.
Yan
, Int. J. Mol. Sci.
12
, 9404
(2011
). 19.
J. H.
Hunt
, P.
Guyot-Sionnest
, and Y. R.
Shen
, Chem. Phys. Lett.
133
, 189
(1987
). 20.
Q.
Du
, R.
Superfine
, E.
Freysz
, and Y. R.
Shen
, Phys. Rev. Lett.
70
, 2313
(1993
). 21.
Z.
Chen
, R.
Ward
, Y.
Tian
, F.
Malizia
, D. H.
Gracias
, Y. R.
Shen
, and G. A.
Somorjai
, J. Biomed. Mater. Res.
62
, 254
(2002
). 22.
J.
Kim
and P. S.
Cremer
, Chemphyschem
2
, 543
(2001
).23.
G.
Kim
, M.
Gurau
, J.
Kim
, and P. S.
Cremer
, Langmuir
18
, 2807
(2002
). 24.
J.
Kim
and G. A.
Somorjai
, J. Am. Chem. Soc.
125
, 3150
(2003
). 25.
J.
Wang
, S. M.
Buck
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
106
, 11666
(2002
). 26.
J.
Wang
, S. M.
Buck
, M. A.
Even
, and Z.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
124
, 13302
(2002
). 27.
J.
Wang
, Z.
Paszti
, M. A.
Even
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
108
, 3625
(2004
). 28.
S. Y.
Jung
, S. M.
Lim
, F.
Albertorio
, G.
Kim
, M. C.
Gurau
, R. D.
Yang
, M. A.
Holden
, and P. S.
Cremer
, J. Am. Chem. Soc.
125
, 12782
(2003
). 29.
H.
Yang
, S.
Yang
, J.
Kong
, A.
Dong
, and S.
Yu
, Nat. Protoc.
10
, 382
(2015
). 30.
A.
Rygula
, K.
Majzner
, K. M.
Marzec
, A.
Kaczor
, M.
Pilarczyk
, and M.
Baranska
, J. Raman Spectrosc.
44
, 1061
(2013
). 31.
J.
Wang
, M. A.
Even
, X.
Chen
, A. H.
Schmaier
, J. H.
Waite
, and Z.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
125
, 9914
(2003
). 32.
X.
Chen
, J.
Wang
, J. J.
Sniadecki
, M. A.
Even
, and Z.
Chen
, Langmuir
21
, 2662
(2005
). 33.
J. M.
Perry
, A. J.
Moad
, N. J.
Begue
, R. D.
Wampler
, and G. J.
Simpson
, J. Phys. Chem. B
109
, 20009
(2005
). 34.
K. T.
Nguyen
, S. V.
Le Clair
, S.
Ye
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
113
, 12169
(2009
). 35.
K. T.
Nguyen
, J. T.
King
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
114
, 8291
(2010
). 36.
K. T.
Nguyen
, S.V.
Le Clair
, S.
Ye
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
113
, 12358
(2009
). 37.
P.
Yang
, A.
Ramamoorthy
, and Z.
Chen
, Langmuir
27
, 7760
(2011
). 38.
A. P.
Boughton
, P.
Yang
, V. M.
Tesmer
, B.
Ding
, J. J. G.
Tesmer
, and Z.
Chen
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
108
, 15019
(2011
). 39.
X.
Chen
, J.
Wang
, A. P.
Boughton
, C. B.
Kristalyn
, and Z.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 1420
(2007
). 40.
P.
Yang
, A.
Boughton
, K. T.
Homan
, J. J. G.
Tesmer
, and Z.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
135
, 5044
(2013
). 41.
W.
Guo
et al, J. Phys. Chem. B
125
, 7706
(2021
). 42.
T.
Lu
, W.
Guo
, P. M.
Datar
, Y.
Xin
, E. N. G.
Marsh
, and Z.
Chen
, Chem. Sci.
13
, 975
(2022
). 43.
J.
Wang
, X.
Chen
, M. L.
Clarke
, and Z.
Chen
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
102
, 4978
(2005
). 44.
L.
Fu
, J.
Liu
, and E. C. Y.
Yan
, J. Am. Chem. Soc.
133
, 8094
(2011
). 45.
L.
Fu
, Z. G.
Wang
, and E. C. Y.
Yan
, Chirality
26
, 521
(2014
). 46.
L.
Fu
, Z. G.
Wang
, B. T.
Psciuk
, D. Q.
Xiao
, V. S.
Batista
, and E. C. Y.
Yan
, J. Phys. Chem. Lett.
6
, 1310
(2015
). 47.
J.
Wang
, M. L.
Clarke
, Y.
Zhang
, X.
Chen
, and Z.
Chen
, Langmuir
19
, 7862
(2003
). 48.
B.
Ding
, J. E.
Laaser
, Y.
Liu
, P.
Wang
, M. T.
Zanni
, and Z.
Chen
, J. Phys. Chem. B
117
, 14625
(2013
). 49.
B.
Ding
, A.
Panahi
, J.-J.
Ho
, J. E.
Laaser
, C. L.
Brooks
III, M. T.
Zanni
, and Z.
Chen
, J. Am. Chem. Soc.
137
, 10190
(2015
). 50.
J.
Tan
, B.
Zhang
, Y.
Luo
, and S.
Ye
, Angew. Chem. Int. Ed.
56
, 12977
(2017
). 51.
T.
Weidner
and D. G.
Castner
, Annu. Rev. Anal. Chem.
14
, 389
(2021
). 52.
J. J.
Ho
, A.
Ghosh
, T. O.
Zhang
, and M. T.
Zanni
, J. Phys. Chem. A
122
, 1270
(2018
). 2022 Published under an exclusive license by the AVS.
2022
Author(s)
You do not currently have access to this content.
