NERNST:一种基因编码的比度非破坏性传感工具,用于估计细菌,植物和动物系统中的NADP (H) 氧化还原状态
Pamela E Molinari1, Adriana R Krapp1, Andrea Weiner1
1Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-UNR/CONICET), Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario (UNR), 2000, Rosario, Argentina.
Nature communications
|June 6, 2023
概括
研究人员开发了一种新的生物传感器NERNST,用于测量活细胞中的尼古丁胺胺二核酸 (NADP(H)) 氧化还原状态. 该工具估计了不同生物体的细胞能量可用性和代谢动态.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 尼古丁胺胺氨基二核酸 (NADP(H)) 对于细胞氧化还原稳定至关重要,影响生物合成,调节和抗氧化剂防御.
- 现有的生物传感器测量NADP+或NADPH水平,但无法评估关键的NADP (H) 反氧化状态,这是细胞能量的关键指标.
- NADP (H) 反氧化状态影响许多代谢途径和细胞功能.
研究的目的:
- 设计和表征一种基因编码的生物传感器,用于估计生物系统中的NADP (H) 反氧化状态 (ENADP (H)).
- 提供一个实时监测细胞代谢动态和能量可用性的工具.
- 为了使生物化学,生物技术和生物医学研究更广泛的应用.
主要方法:
- 一个比度生物传感器,NERNST的开发,通过将一个氧化还原敏感的绿色光蛋白 (roGFP2) 与一个NADPH-thioredoxin还原酶C模块融合.
- 利用roGFP2部分的氧化降解来选择性地监测NADP (H) 氧化还原状态.
- 测试NERNST在细菌,植物和动物细胞中的功能和应用,包括像质体和线粒体这样的有机细胞.
主要成果:
- 在各种细胞环境中,NERNST成功地估计了NADP (H) 氧化还原平衡,包括细菌,植物和哺乳动物细胞.
- 生物传感器用于监测细菌生长,植物应激反应,细胞代谢挑战和斑马鱼受伤期间的NADP (H) 动态.
- 在不同的生物体和亚细胞区间证明了广泛的适用性.
结论:
- NERNST是一个多功能和功能性的生物传感器,用于评估NADP (H) 氧化还原状态 in vivo.
- 这个工具为细胞能量代谢和氧化还原平衡提供了新的见解.
- NERNST在促进包括生物技术和医学在内的多个领域的研究方面具有重大潜力.
