A versatile nano display platform from bacterial spore coat proteins.
A versatile nano display platform from bacterial spore coat proteins.
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DOI：
10.1038/ncomms7777
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发表时间：
2015-04-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Ramamurthi, Kumaran S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, I-Lin;Narayan, Kedar;Castaing, Jean-Philippe;Tian, Fang;Subramaniam, Sriram;Ramamurthi, Kumaran S.
休眠的细菌孢子被包裹在厚厚的蛋白质外壳中，即“外壳”，其中含有约 70 种不同的蛋白质。这层外壳保护孢子免受环境侵害，是生物学中最耐用的静态结构之一。由于外壳蛋白之间存在广泛的交联，这种结构难以进行详细的生化分析，因此其组装方式的分子细节在很大程度上是未知的。在这里，我们在由二氧化硅珠支撑的球形膜顶部重建涂层的基底层，以产生人造孢子状颗粒。我们报告说，这些合成的孢子壳包裹的脂质双层（SSHEL）组装并聚合成静态结构，模仿枯草芽孢杆菌孢子形成过程中的体内基底层组装。此外，我们证明 SSHEL 可以很容易地用小分子和蛋白质进行共价修饰。我们认为 SSHEL 可能是临床环境中药物和疫苗的多功能展示平台，或者是中和污染物以进行环境修复的酶的展示平台。 细菌孢子的密集交联的蛋白质外壳是生物学中最耐用的静态结构之一。吴等人。在膜包被的珠子上重建细菌孢子衣的基底层，并产生具有治疗潜力的共价修饰的孢子样颗粒。
Dormant bacterial spores are encased in a thick protein shell, the ‘coat', which contains ∼70 different proteins. The coat protects the spore from environmental insults, and is among the most durable static structures in biology. Owing to extensive cross-linking among coat proteins, this structure has been recalcitrant to detailed biochemical analysis, so molecular details of how it assembles are largely unknown. Here, we reconstitute the basement layer of the coat atop spherical membranes supported by silica beads to create artificial spore-like particles. We report that these synthetic spore husk-encased lipid bilayers (SSHELs) assemble and polymerize into a static structure, mimicking in vivo basement layer assembly during sporulation in Bacillus subtilis. In addition, we demonstrate that SSHELs may be easily covalently modified with small molecules and proteins. We propose that SSHELs may be versatile display platforms for drugs and vaccines in clinical settings, or for enzymes that neutralize pollutants for environmental remediation. The densely crosslinked protein coats of bacterial spores are among the most durable static structures in biology. Wu et al. reconstitute the basement layer of a bacterial spore coat on membrane-coated beads, and generate covalently-modified spore-like particles with therapeutic potential.
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