Harnessing Escherichia coli's Native Machinery for Detection of Vitamin C (Ascorbate) Deficiency.
Harnessing Escherichia coli's Native Machinery for Detection of Vitamin C (Ascorbate) Deficiency.
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DOI：
10.1021/acssynbio.2c00335
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发表时间：
2022-11-18
影响因子：
4.7
通讯作者：
Styczynski, Mark P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Piorino, Fernanda;Styczynski, Mark P.
维生素C （l -抗坏血酸）缺乏症是一个全球公共卫生问题，在资源有限的地区最为普遍，因此需要一种廉价的检测平台。在这里，我们描述了工程全细胞和无细胞抗坏血酸生物传感器的努力。这两种传感器都使用了与抗坏血酸代谢产物结合并调节转录的蛋白UlaR。全细胞传感器可以检测到较低的、生理上相关的抗坏血酸浓度，我们将其归因于磷酸转移酶系统（PTS）的完整功能，该系统将抗坏血酸运输过细胞膜并使其磷酸化形成UlaR的配体。我们使用了多种策略来增强无细胞PTS功能（之前很少受到关注），提高了无细胞传感器的性能，但全细胞传感器仍然更敏感。这些努力证明了全细胞传感器在检测由PTS转化的抗坏血酸等分子方面的优势，同时也证明了需要像PTS这样的膜结合成分的无细胞传感器的原理。这些结果为将来在现场部署形式的临床相关生物流体中使用抗坏血酸传感器奠定了基础。
Vitamin C (L-ascorbate) deficiency is a global public health issue most prevalent in resource-limited regions, creating a need for an inexpensive detection platform. Here, we describe efforts to engineer whole-cell and cell-free ascorbate biosensors. Both sensors used the protein UlaR, which binds to a metabolite of ascorbate and regulates transcription. The whole-cell sensor could detect lower, physiologically relevant concentrations of ascorbate, which we attributed to intact functionality of a phosphotransferase system (PTS) that transports ascorbate across the cell membrane and phosphorylates it to form UlaR’s ligand. We used multiple strategies to enhance cell-free PTS functionality (which has received little previous attention), improving the cell-free sensor’s performance, but the whole-cell sensor remained more sensitive. These efforts demonstrated an advantage of whole-cell sensors for detection of molecules—like ascorbate—transformed by a PTS, but also proof of principle for cell-free sensors requiring membrane-bound components like the PTS. These results set the stage for future implementation of ascorbate sensors for clinically relevant biofluids in field-deployable formats.
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影响因子：
8.4
作者：
McNerney MP;Styczynski MP
通讯作者：
Styczynski MP
影响因子：
4.6
作者：
Kwon YC;Jewett MC
通讯作者：
Jewett MC
DOI：
10.3791/50762
发表时间：
2013-09-16
期刊：
Journal of visualized experiments : JoVE
影响因子：
--
作者：
Sun ZZ;Hayes CA;Shin J;Caschera F;Murray RM;Noireaux V
通讯作者：
Noireaux V
影响因子：
48
作者：
Gibson, Daniel G.;Young, Lei;Smith, Hamilton O.
通讯作者：
Smith, Hamilton O.
影响因子：
3.2
作者：
Yew, WS;Gerlt, JA
通讯作者：
Gerlt, JA