A synthetic enzyme built from DNA flips 107 lipids per second in biological membranes

脂质双层 DNA 生物膜 DNA纳米技术 DNA折纸 膜生物物理学 生物物理学 双层 化学 合成生物学 纳米技术 生物化学 生物 材料科学 计算生物学
作者
Alexander Ohmann,Chen-Yu Li,Christopher Maffeo,Kareem Al Nahas,Kevin N. Baumann,Kerstin Göpfrich,Jejoong Yoo,Ulrich F. Keyser,Aleksei Aksimentiev
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:9 (1) 被引量:98
标识
DOI:10.1038/s41467-018-04821-5
摘要

Mimicking enzyme function and increasing performance of naturally evolved proteins is one of the most challenging and intriguing aims of nanoscience. Here, we employ DNA nanotechnology to design a synthetic enzyme that substantially outperforms its biological archetypes. Consisting of only eight strands, our DNA nanostructure spontaneously inserts into biological membranes by forming a toroidal pore that connects the membrane's inner and outer leaflets. The membrane insertion catalyzes spontaneous transport of lipid molecules between the bilayer leaflets, rapidly equilibrating the lipid composition. Through a combination of microscopic simulations and fluorescence microscopy we find the lipid transport rate catalyzed by the DNA nanostructure exceeds 107 molecules per second, which is three orders of magnitude higher than the rate of lipid transport catalyzed by biological enzymes. Furthermore, we show that our DNA-based enzyme can control the composition of human cell membranes, which opens new avenues for applications of membrane-interacting DNA systems in medicine.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Strawberry应助正直的雨双采纳,获得10
刚刚
niceday123发布了新的文献求助10
刚刚
片刻窘境完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
平常毛衣发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Xyy发布了新的文献求助10
1秒前
ding应助VVV采纳,获得10
1秒前
axn关闭了axn文献求助
1秒前
1秒前
纯真的新柔完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
leave完成签到,获得积分10
2秒前
lv发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
Hello应助Yang采纳,获得10
3秒前
4秒前
子车茗应助Xu采纳,获得50
4秒前
Orange应助兴奋的绿竹采纳,获得10
4秒前
我的法尼玛完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
木嘛木嘛发布了新的文献求助30
5秒前
科研通AI6.2应助年轻天德采纳,获得10
5秒前
无情灰狼完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
等待书雪完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
sally发布了新的文献求助10
6秒前
Yolo发布了新的文献求助10
6秒前
choiyxh发布了新的文献求助10
6秒前
波比冰苏打完成签到,获得积分10
6秒前
贪玩手链完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
巫雍完成签到,获得积分10
7秒前
llll完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
J1Ang发布了新的文献求助10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6396653
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8212009
关于积分的说明 17397328
捐赠科研通 5450139
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2880688
邀请新用户注册赠送积分活动 1857333
关于科研通互助平台的介绍 1699577