Cloneable inorganic nanoparticles.
Cloneable inorganic nanoparticles.
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可克隆的无机纳米颗粒。
DOI：
10.1039/d3cc01319g
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发表时间：
2023-07-11
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当限定的蛋白质/肽(或其组合)控制和限定无机纳米颗粒的合成时，结果是可克隆纳米颗粒(CNP)。这是因为蛋白质序列/结构/功能是在DNA中编码的，因此纳米粒子的物理化学性质也在DNA中编码。因此，可克隆纳米颗粒范式可以被认为是分子生物学中心教条(如DNADNA、→、→、蛋白质、→)的延伸；对编码CNP的DNA的修饰可以改变CNP的最终性质。无机离子氧化还原酶(如汞还原酶、碲酸盐还原酶等)可以选择和还原特定的无机含氧阴离子和配位络合物，产生零价沉淀。其他蛋白质/多肽(通常与母体氧化还原酶基因相连)作为配体，指导纳米颗粒的大小、形状、晶体结构和其他性质。编码CNP的DNA可以重组转移到任何生物体中。理想情况下，这使得重组生产具有相同定义的物理化学性质的CNPs成为可能。这类CNP在分子成像、生物修复、催化和生物加工等领域具有广泛的应用价值。在这篇专题文章中，我们详细介绍和定义了CNP的概念，并追溯了我们创造可克隆纳米Se颗粒(CSeNP)的故事。我们还介绍了我们的更初步的工作，我们预计会产生可克隆的半导体量子点、可克隆的Te纳米颗粒和其他CNP配方。我们重点介绍了CNPs在细胞电子显微镜中的应用，并将这种方法与其他可克隆的成像对比方法进行了比较。当限定的蛋白质/肽(或其组合)控制和限定无机纳米颗粒的合成时，结果是可克隆纳米颗粒(CNP)。
When a defined protein/peptide (or combinations thereof) control and define the synthesis of an inorganic nanoparticle, the result is a cloneable NanoParticle (cNP). This is because the protein sequence/structure/function is encoded in DNA, and therefore the physicochemical properties of the nanoparticle are also encoded in DNA. Thus the cloneable nanoparticle paradigm can be considered as an extension of the central dogma of molecular biology (e.g. DNA → mRNA → protein → cNP); modifications to the DNA encoding a cNP can modify the resulting properties of the cNP. Inorganic ion oxidoreductases (e.g., mercuric reductase, tellurite reductase, etc.) can select and reduce specific inorganic oxyanions and coordination complexes, creating zerovalent precipitates. Other proteins/peptides (often genetically concatenated to the parent oxidoreductase) serve as ligands, directing the size, shape, crystal structure and other properties of the nanoparticle. The DNA encoding a cNP can be recombinantly transferred into any organism. Ideally, this enables recombinant production of cNPs with the same defined physiochemical properties. Such cNPs are of interest for applications ranging from molecular imaging, bio-remediation, catalysis, and biomining. In this Feature Article we detail and define the cNP concept, and retrace the story of our creation of a cloneable Se NanoParticle (cSeNP). We also describe our more preliminary work that we expect to result in cloneable semiconductor quantum dots, cloneable Te nanoparticles, and other cNP formulations. We highlight the application of cNPs in cellular electron microscopy and compare this approach to other cloneable imaging contrast approaches. When a defined protein/peptide (or combinations thereof) control and define the synthesis of an inorganic nanoparticle, the result is a cloneable NanoParticle (cNP).
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