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功能化DNA-原始蛋白纳米孔产生具有可编程尺寸选择性的大型跨膜通道

Qi Shen ^1,2,3, Qiancheng Xiong ^1,2, Kaifeng Zhou ³

⁰Department of Cell Biology, Yale School of Medicine, 333 Cedar Street, New Haven, Connecticut 06520, United States.

Journal of the American Chemical Society +

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2022年十二月28日

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概括

研究人员使用pneumolysin (PLY) 和DNA原型设计了大型功能性DNA蛋白纳米孔. 这些混合纳米孔在膜中创建22纳米通道,使得生物传感和纳米医学的宏分子交换成为可能.

科学领域

生物物理
合成生物学
纳米技术

背景情况

DNA原型使生物传感器和合成细胞的可编程纳米孔工程成为可能.
创建大型 (> 10 nm),功能性的,穿孔膜的纳米孔仍然是一个挑战.

研究的目的

开发混合DNA-蛋白质纳米孔以创建大型的功能性跨膜通道.
研究这些新型混合纳米孔的特性和应用.

主要方法

使用细菌毒素pneumolysin (PLY) 和DNA原型来构建混合纳米孔.
组装的PLY-DNA-原形复合体, 针对富含胆固醇的膜.
孔径大小和巨分子跨孔脂质体的转移.

主要成果

在脂质体和红细胞中成功形成均大小的混合纳米孔 (~22 nm内径).
已证明促进了宏分子 (8-22 nm) 的交换,转移速率取决于大小.
通过将DNA环装饰为控制扩散的核波林来展示可编程性.

结论

PLY-DNA-原始混合纳米孔是研究大分子的跨膜运输的通用工具.
这些混合纳米孔为分析化学,合成生物学和纳米医学提供了新的可能性.