NitrOFF:一种发明的光生物传感器,用于照亮活细胞中的酸盐运输

科学领域:

• 生物化学
• 分子生物学
• 细胞生物学

背景情况:

• 酸盐在人类生理学中起着双重作用,既是污染物,又是与氧化相关的营养物质.
• 对于酸盐生物学的基本理解,特别是吸收和储存,是有限的.
• 由于缺乏合适的生物传感器,对哺乳动物细胞中的酸盐进行实时成像是具有挑战性的.

研究的目的:

• 设计一种基因编码的光生物传感器,用于实时监测哺乳动物细胞中的酸盐.
• 描述生物传感器对酸盐结合的反应及其基础结构机制.

主要方法:

• 通过合并EGFP和NreA酸盐识别域设计和设计了一个生物传感器 (NitrOFF).
• 通过7轮的定向进化, 引入15种突变来优化生物传感器.
• 确定了阿波和酸盐结合的NitrOFF的X射线晶体结构.
• 评估了NitrOFF在HEK293细胞中监测酸盐吸收的有用性.

主要成果:

• 开发了一种生物传感器NitrOFF,该生物传感器具有约9μM的K_d的关闭强度反应.
• 在酸盐结合时,X射线晶体学发现了显著的形状变化 (68.4°),由链接螺旋形成驱动.
• 结构重组通过脱离一个关键链来改变EGFP的光,从而有效地灭光.
• 证明了NitrOFF在人类胚胎细胞中监测外源酸盐吸收的能力.

结论:

• NitrOFF是一种高效的光生物传感器,用于量化细胞内酸盐水平.
• 这些结构洞察力为了解生物传感器中酸盐诱导的全调节提供了基础.
• NitrOFF可以实时监测哺乳动物细胞中的酸盐动态,促进酸盐生物学研究.