Light-triggered enzymatic reactions in nested vesicle reactors.
Light-triggered enzymatic reactions in nested vesicle reactors.
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DOI：
10.1038/s41467-018-03491-7
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发表时间：
2018-03-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Ces O
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hindley JW;Elani Y;McGilvery CM;Ali S;Bevan CL;Law RV;Ces O
细胞大小的囊泡作为微型 pL 反应容器和在自下而上的合成生物学中作为人造细胞的底盘都具有巨大的潜力。在这两个领域中，光响应模块的引入提供了更多的功能，例如，通过时空控制启动囊泡内部的酶反应。在这里，我们报告了一个由嵌套囊泡组成的系统，其中内部隔室充当光传感器，通过丁二炔聚合诱导的孔形成来响应紫外线照射，从而引发酶促反应。演示了外部隔室中荧光β-半乳糖苷酶底物的受控释放和水解，其中反应速率可以通过改变紫外线暴露时间来调节。这种细胞状嵌套微反应器结构可用于从生物催化到药物输送的领域。类似俄罗斯套娃的嵌套囊泡，每个囊泡都含有不同的化学反应成分，可以用作微反应器。在这里，作者开发了一种系统，其中可以通过紫外线照射来诱导成分的混合。
Cell-sized vesicles have tremendous potential both as miniaturised pL reaction vessels and in bottom-up synthetic biology as chassis for artificial cells. In both these areas the introduction of light-responsive modules affords increased functionality, for example, to initiate enzymatic reactions in the vesicle interior with spatiotemporal control. Here we report a system composed of nested vesicles where the inner compartments act as phototransducers, responding to ultraviolet irradiation through diacetylene polymerisation-induced pore formation to initiate enzymatic reactions. The controlled release and hydrolysis of a fluorogenic β-galactosidase substrate in the external compartment is demonstrated, where the rate of reaction can be modulated by varying ultraviolet exposure time. Such cell-like nested microreactor structures could be utilised in fields from biocatalysis through to drug delivery. Matryoshka doll-like, nested vesicles, each containing a different ingredient to a chemical reaction, can serve as microreactors. Here, the authors developed a system in which mixing of the ingredients can be induced by irradiation with ultraviolet light.
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