使用纳米孔实时记录酶反应的动态催化异质性
Meng-Yin Li1,2, Hongyan Niu1, Jie Jiang1
1Molecular Sensing and Imaging Center, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|May 12, 2025
概括
蛋白质纳米孔可以追踪单个DNA分子上的外核酶I (Exo I) 酶活性. 这揭示了依赖序列的DNA分裂以及损伤如何改变酶反应,为细胞过程提供了新的见解.
科学领域:
- 生物化学和分子生物学
- 纳米技术和生物物理学
背景情况:
- 细胞酶反应通过复杂的动态和异质性驱动生物分子多样性.
- 在单个分子水平上了解酶动力学对于破译细胞机制至关重要.
研究的目的:
- 使用蛋白纳米孔系统监测单链DNA (ssDNA) 上的外核酶I (Exo I) 活性.
- 在单个分子层面上阐明Exo I的ssDNA的时间动态和裂变路径.
- 研究DNA损伤对Exo I酶活性的影响.
主要方法:
- 使用蛋白质纳米孔对均质和异质短单链DNA (ssDNA) 作用的外核酶I (Exo I) 的实时监测.
- 单分子测量与过渡动力分析相结合.
- 对完整的和受损的DNA基质的酶反应过程的评估.
主要成果:
- 通过Exo I证明了短ssDNA分子 (<15nt) 的逐步,依赖序列的裂变,与批量测量模型不同.
- 通过Exo I确定了异质的ssDNA裂变和释放途径.
- 显示受损的DNA不可逆转地改变了Exo I酶反应过程.
结论:
- 蛋白质纳米孔技术可以实时单分子分析酶动力学和基质相互作用.
- 埃克索I显示短ssDNA的序列依赖裂变,突出显示了批量测试的局限性.
- 纳米孔分析为研究酶机制提供了一个强大的平台,包括DNA损伤的影响和在多酶级联研究中的潜在应用.
