Bottom-Up Construction of a Minimal System for Cellular Respiration and Energy Regeneration

ATP合酶 ATP水解 生物化学 线粒体 化学渗透 三磷酸腺苷 NAD+激酶 呼吸链 生物物理学 细胞生物学 细胞呼吸 化学 生物 ATP酶
作者
Olivier Biner,Justin G. Fedor,Zhan Yin,Judy Hirst
出处
期刊:ACS Synthetic Biology [American Chemical Society]
卷期号:9 (6): 1450-1459 被引量:75
标识
DOI:10.1021/acssynbio.0c00110
摘要

Adenosine triphosphate (ATP), the cellular energy currency, is essential for life. The ability to provide a constant supply of ATP is therefore crucial for the construction of artificial cells in synthetic biology. Here, we describe the bottom-up assembly and characterization of a minimal respiratory system that uses NADH as a fuel to produce ATP from ADP and inorganic phosphate, and is thus capable of sustaining both upstream metabolic processes that rely on NAD+, and downstream energy-demanding processes that are powered by ATP hydrolysis. A detergent-mediated approach was used to co-reconstitute respiratory mitochondrial complex I and an F-type ATP synthase into nanosized liposomes. Addition of the alternative oxidase to the resulting proteoliposomes produced a minimal artificial "organelle" that reproduces the energy-converting catalytic reactions of the mitochondrial respiratory chain: NADH oxidation, ubiquinone cycling, oxygen reduction, proton pumping, and ATP synthesis. As a proof-of-principle, we demonstrate that our nanovesicles are capable of using an NAD+-linked substrate to drive cell-free protein expression. Our nanovesicles are both efficient and durable and may be applied to sustain artificial cells in future work.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
fcy发布了新的文献求助10
刚刚
眯眯眼的完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
Heaven发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
博修发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
852应助gsddd采纳,获得30
3秒前
搜集达人应助予三千笔墨采纳,获得10
3秒前
3秒前
专注的智宸完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
优秀的问枫完成签到,获得积分10
5秒前
素人发布了新的文献求助10
6秒前
万能图书馆应助mmxq采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
畔畔应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Jason应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
学霸颖发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
filili发布了新的文献求助10
8秒前
善良的映之完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得70
9秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
10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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7686664
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9249863
关于积分的说明 19959415
捐赠科研通 7259666
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289576
关于科研通互助平台的介绍 2446550
邀请新用户注册赠送积分活动 2294090