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使用可调节键分布的蛋白质调节纳米粒子超级晶格结构

Janet R McMillan, Jeffrey D Brodin, Jaime A Millan

  • 1X-ray Science Division, Argonne National Laboratory , Argonne, Illinois 60439, United States.

Journal of the American Chemical Society
|January 26, 2017
PubMed
概括

通过调整蛋白质DNA修饰模式来控制纳米粒子超级晶格结构. 蛋白质上特定的DNA位置,如β-银酸酶,决定了晶体的形成,使得纳米粒子组装能够精确控制.

科学领域:

  • 纳米技术和材料科学
  • 生物结合和蛋白质工程
  • 晶体学和自组装

背景情况:

  • 控制纳米粒子自组成有序超级网对于先进材料至关重要.
  • 蛋白-DNA结合物为指导纳米粒子组装提供了多功能平台.
  • 蛋白质上的DNA修饰的分布可以影响由此产生的超级网格结构.

研究的目的:

  • 研究可调节的DNA修饰分布如何调节纳米粒子超级晶格结构.
  • 探索蛋白质-DNA结合设计在实现特定纳米粒子晶体架构中的作用.

主要方法:

  • 使用β-galactosidase (βgal) 与均分布或特定位置的寡核酸通过正交化学反应 (氨基和硫醇) 合成蛋白-DNA结合物.
  • 蛋白质-DNA与黄金纳米颗粒的结合形成了晶状超级晶格.
  • 在不同的DNA功能化条件下形成的超级晶格结构的分析.

主要成果:

  • 在βgal上均分布的DNA修饰导致体中心立方 (BCC) 纳米粒子超级网.
  • 特定位置的DNA修饰 (在囊上) 导致了AB2包装结构.
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结论:

  • 具有定义的DNA修饰模式的蛋白质是控制纳米粒子超级网架构的有效工具.
  • 蛋白质上的DNA寡核酸的分布模式显著影响纳米粒子自组结果.
  • 这项工作建立了通过蛋白质工程精确控制纳米粒子超级网结构的方法.