| 
							
      					 | 
  					 
  					
    					 | 
   					 
   										
    					Cystine oligomers successfully attached to peptide cysteine-rich fibrils  | 
  					 
  					  										
						Christian Bortolini,Mingdong Dong( ) | 
					 
															
						| Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO), Aarhus University, Aarhus C 8000, Denmark | 
					 
										
						 | 
					 
				 
				
				
					
						
							
								
									
		
		 
          
          
            
              
				
								                
													
													    | 
													    	
														 | 
													 
													
													
													
														
															
													
													    | 
													     		                            						                            																	    Abstract  Amyloid peptides are renowned to be related to neurodegenerative diseases, however, a fruitful avenue is to employ them as high-performance nanomaterials. These materials benefit from the intrinsic outstanding mechanical robustness of the amyloid backbone made of b-strands. In this work, we exploited amyloid-like fibrils as functional material to attach pristine L-cysteine aggregates (cystine oligomers) and gold nanoparticles, without the need of templating compounds. This work will open new avenues on functional materials design and their realisation. 
																										     | 
														 
																												
												        														
															| Keywords 
																																																				cysteine  
																		  																																				peptide fibrils  
																		  																																				gold nanoparticles  
																		  																																				amyloids  
																		  																																				oligomers  
																		  																																				nanomaterials  
																																			  
															 | 
														 
																												
														 																											    														
															| 
																																Corresponding Author(s):
																Mingdong Dong   
																													     		
													     	 | 
														 
																																										
															| 
																																														Online First Date: 25 January 2016   
																																														Issue Date: 29 February 2016
																														 | 
														 
														 
                                                         | 
														 
														 
														
														
														
												 
												
												
                                                    
													
								             
                                             
            
					            
								            								            
								            								                                                        
								            
								                
																																												
															| 1 | 
															 
														     Bortolini  C, Liu  L, Gronewold  T M A, Wang  C, Besenbacher  F, Dong  M D. The position of hydrophobic residues tunes peptide self-assembly. Soft Matter, 2014, 10(31): 5656–5661
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1039/C4SM01065E
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 2 | 
															 
														     Paramonov  S E, Jun  H W, Hartgerink  J D. Self-assembly of peptide-amphiphile nanofibers: The roles of hydrogen bonding and amphiphilic packing. Journal of the American Chemical Society, 2006, 128(22): 7291–7298
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1021/ja060573x
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 3 | 
															 
														     Liu  L, Busuttil  K, Zhang  S, Yang  Y L, Wang  C, Besenbacher  F, Dong  M D. The role of self-assembling polypeptides in building nanomaterials. Physical Chemistry Chemical Physics, 2011, 13(39): 17435–17444
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1039/c1cp21338e
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 4 | 
															 
														     Huang  J F, Sun  I W. Fabrication and surface functionalization of nanoporous gold by electrochemical alloying/dealloying of Au-Zn in an ionic liquid, and the self-assembly of L-cysteine monolayers. Advanced Functional Materials, 2005, 15(6): 989–994
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1002/adfm.200400382
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 5 | 
															 
														     Bortolini  C, Liu  L, Li  Z S, Thomsen  K, Wang  C, Besenbacher  F, Dong  M D. Identification of cysteine-rich peptide-fiber by specific cysteine-Au nanoparticles binding on fiber surface. Advanced Materials Interfaces, 2014, 9: 1400133
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1002/admi.201400133
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 6 | 
															 
														     Djalali  R, Chen  Y, Matsui  H. Au nanowire fabrication from sequenced histidine-rich peptide. Journal of the American Chemical Society, 2002, 124(46): 13660–13661
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1021/ja028261r
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 7 | 
															 
														     Banerjee  I A, Yu  L T, Matsui  H. Cu nanocrystal growth onpeptide nanotubes by biomineralization: Size control of cunanocrystals by tuning peptide conformation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2003, 100(25): 14678–14682
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1073/pnas.2433456100
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 8 | 
															 
														     Kasotakis  E, Mossou  E, Adler-Abramovich  L, Mitchell  E P, Forsyth  V T, Gazit  E, Mitraki  A. Design of metal-binding sites onto self-assembled peptide fibrils. Biopolymers, 2009, 92(3): 164–172
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1002/bip.21163
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 9 | 
															 
														     Lindgren  M, Hallbrink  M, Prochiantz  A, Langel  U. Cell-penetrating peptides. Trends in Pharmacological Sciences, 2000, 21(3): 99–103
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1016/S0165-6147(00)01447-4
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 10 | 
															 
														     Richard  J P, Melikov  K, Vives  E, Ramos  C, Verbeure  B, Gait  M J, Chernomordik  L V, Lebleu  B. Cell-penetrating peptides. A reevaluation of the mechanism of cellular uptake. Journal of Biological Chemistry, 2002, 2  78(1): 585–590
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1074/jbc.M209548200
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 11 | 
															 
														     Walker  L C, Jucker  M. Amyloid by default. Nature Neuroscience, 2011, 14(6): 669–670
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1038/nn.2853
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 12 | 
															 
														     Dobson  C M. Protein folding and misfolding. Nature, 2003, 426(6968): 884–890
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1038/nature02261
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 13 | 
															 
														     Knowles  T P J, Buehler  M J. Nanomechanics of functional and pathological amyloid materials. Nature Nanotechnology, 2011, 6(8): 469–479
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1038/nnano.2011.102
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 14 | 
															 
														     Shorter  J, Lindquist  S. Prions as adaptive conduits of memory and inheritance. Nature Reviews. Genetics, 2005, 6(6): 435–450
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1038/nrg1616
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 15 | 
															 
														     Hauser  C A E, Maurer-Stroh  S, Martins  I C. Amyloid-based nanosensors and nanodevices. Chemical Society Reviews, 2014, 43(15): 5326–5345
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1039/C4CS00082J
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 16 | 
															 
														     Knowles  T P, Fitzpatrick  A W, Meehan  S, Mott  H R, Vendruscolo  M, Dobson  C M, Welland  M E. Role of intermolecular forces in defining material properties of protein nanofibrils. Science, 2007, 318(5858): 1900–1903
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1126/science.1150057
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 17 | 
															 
														     Luhrs  T, Ritter  C, Adrian  M, Riek-Loher  D, Bohrmann  B, Doeli  H, Schubert  D, Riek  R. 3D structure of Alzheimer’s amyloid-β(1-42) fibrils. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2005, 102(48): 17342–17347
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1073/pnas.0506723102
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 18 | 
															 
														     Bortolini  C, Jones  N C, Hoffmann  S V, Wang  C, Besenbacher  F, Dong  M D. Mechanical properties of amyloid-like fibrils defined by secondary structures. Nanoscale, 2015, 7(17): 7745–7752
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1039/C4NR05109B
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 19 | 
															 
														     Scheibel  T, Parthasarathy  R, Sawicki  G, Lin  X M, Jaeger  H, Lindquist  S L. Conducting nanowires built by controlled self-assembly of amyloid fibers and selective metal deposition. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2003, 100(8): 4527–4532
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1073/pnas.0431081100
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 20 | 
															 
														     Miles  A J, Janes  R W, Brown  A, Clarke  D T, Sutherland  J C, Tao  Y, Wallace  B A, Hoffmann  S V. Light flux density threshold at which protein denaturation isinduced by synchrotron radiation circular dichroismbeamlines. Journal of Synchrotron Radiation, 2008, 15(4): 420–422
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1107/S0909049508009606
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 21 | 
															 
														     Miles  A J, Hoffmann  S V, Tao  Y, Janes  R W, Wallace  B A. Synchrotron radiation circular dichroism (SRCD) spectroscopy: New beamlines and new applications in biology. Spectroscopy-an International Journal, 2007, 21(5-6): 245–255
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1155/2007/282713
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 22 | 
															 
														     Whitmore  L, Wallace  B A. DICHROWEB, an online server for protein secondary structure analyses from circular dichroism spectroscopic data. Nucleic Acids Research, 2004, 32: 668–673
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1093/nar/gkh371
														     															     															     															 | 
																  
																														
															| 23 | 
															 
														     Whitmore  L, Wallace  B A. Protein secondary structure analyses from circular dichroism spectroscopy: Methods and reference databases. Biopolymers, 2008, 89(5): 392–400
														     														     	 
														     															     		https://doi.org/10.1002/bip.20853
														     															     															     															 | 
																  
																																										 
								             
                                             
								                                                        
                                            
                                            
								                                                        
								                                                        
                                            
                                            
                                            
								            
												
											    	
											        	 | 
											        	Viewed | 
											         
													
											        	 | 
											        	 | 
											         
											      	
												         | 
												        
												        	Full text 
												          	
												         | 
											        	
												        	
												        	 
												        	
												          	 
												          	
												          	
														 | 
													 
													
												         | 
												         | 
													 
													
												         | 
												        
												        	Abstract 
												          	
														 | 
												        
															
															 
															
															
												         | 
													 
													
												         | 
												         | 
													 
													
												         | 
												        Cited  | 
												        
												        	
												         | 
													 
													
												         | 
												         | 
												         | 
													 
													
													    |   | 
													    Shared | 
													       | 
												  	 
												  	
													     | 
													     | 
													     | 
											  		 
											  		
													    |   | 
													    Discussed | 
													       | 
												  	 
											 
											 
								         
                                        
  
									 | 
								 
							 
						 | 
					 
				 
			
		 |