Spatiotemporal Organization of Nanoreactors in Artificial Cells by Liquid–Liquid Phase Separation for Regulation of Cascade Enzymatic Reactions

纳米反应器 人工细胞 微型反应器 人工酶 辣根过氧化物酶 级联 级联反应 化学 葡萄糖氧化酶 脂质体 纳米技术 基质(水族馆) 生物物理学 合成生物学 千分尺 合成膜 相(物质) 双水相体系 组合化学 扩散 水溶液 酶催化 材料科学 微粘度 纳米颗粒 光遗传学 微流控 表面改性 固定化酶 模块化设计
作者
Xiaohan Zhou,Shushan Mo,Zhenzhen Wang,Wei Xu,X. Wang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (13): e11184-e11184
标识
DOI:10.1002/smll.202511184
摘要

Living cells regulate biochemical reactions through compartmentalization, achieving high efficiency by precisely controlling spatial and temporal factors. Inspired by this principle, we developed multicompartmentalized artificial cells using liquid-liquid phase separation (LLPS) to regulate cascade enzymatic reactions. Glucose oxidase (GOx) and horseradish peroxidase (HRP) were separately encapsulated into PEGylated and non-PEGylated liposomes, forming enzyme-loaded nanoreactors. These nanoreactors were assembled within a PEG/dextran aqueous two-phase system, allowing controlled spatial arrangement of nanoreactors. Depending on PEGylation, liposomes localized either at the microdroplet interface or inside the lumen, creating four distinct artificial cell models in one step. Among them, the organization with GOx-loaded liposomes at the interface (Models 1 and 2) exhibited the highest catalytic efficiency. This enhancement arose from improved substrate accessibility, reduced diffusion barriers, and optimized nanoreactor separation. Other models with less favorable spatial arrangements showed slower reaction rates. Our results highlight how spatial organization within artificial cells can critically influence cascade reaction performance. This modular and biomimetic strategy offers a versatile platform for designing synthetic cells, programmable biocatalysts, and functional microreactors for applications in biosensing, metabolic engineering, and therapeutics.
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
虚幻谷雪完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
慕青应助妩媚的沛白采纳,获得10
1秒前
huihui发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
ssgg发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
ljj完成签到,获得积分10
4秒前
baobaot完成签到,获得积分10
5秒前
所所应助万金油采纳,获得10
5秒前
领导范儿应助周一采纳,获得10
5秒前
小蘑菇应助万金油采纳,获得10
5秒前
Kao应助etqs24采纳,获得10
5秒前
JamesPei应助万金油采纳,获得10
5秒前
无花果应助万金油采纳,获得10
5秒前
Lbc完成签到,获得积分10
5秒前
xiatian完成签到,获得积分10
5秒前
所所应助万金油采纳,获得10
5秒前
天天快乐应助万金油采纳,获得10
6秒前
6秒前
Hello应助万金油采纳,获得10
6秒前
朴素乌龟应助万金油采纳,获得10
6秒前
小马甲应助万金油采纳,获得10
6秒前
科研通AI2S应助万金油采纳,获得10
6秒前
7秒前
Night完成签到,获得积分10
7秒前
张思媛完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
几乎完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
妞妞叫小南完成签到,获得积分10
9秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
小马甲应助huihui采纳,获得10
9秒前
9秒前
水母发布了新的文献求助30
10秒前
田様应助生信好难采纳,获得80
10秒前
科研通AI6.2应助111采纳,获得10
10秒前
syr完成签到,获得积分10
11秒前
小王子发布了新的文献求助200
11秒前
Jasper应助魁梧的缘分采纳,获得10
12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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 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 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 7756286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9302641
关于积分的说明 20270606
捐赠科研通 7339502
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3311482
关于科研通互助平台的介绍 2462355
邀请新用户注册赠送积分活动 2324928