• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

使用 DNA 的分子内构象运动来设计化学反应网络。

Programming Chemical Reaction Networks Using Intramolecular Conformational Motions of DNA.

机构信息

Shanghai Key Laboratory of Green Chemistry and Chemical Processes, School of Chemistry and Molecular Engineering , East China Normal University , 500 Dongchuan Road , Shanghai , 200241 , P. R. China.

Division of Physical Biology & Bioimaging Center, Shanghai Synchrotron Radiation Facility , Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences , Shanghai 201800 , P. R. China.

出版信息

ACS Nano. 2018 Jul 24;12(7):7093-7099. doi: 10.1021/acsnano.8b02864. Epub 2018 Jun 22.

DOI:10.1021/acsnano.8b02864
PMID:29906089
Abstract

The programmable regulation of chemical reaction networks (CRNs) represents a major challenge toward the development of complex molecular devices performing sophisticated motions and functions. Nevertheless, regulation of artificial CRNs is generally energy- and time-intensive as compared to natural regulation. Inspired by allosteric regulation in biological CRNs, we herein develop an intramolecular conformational motion strategy (InCMS) for programmable regulation of DNA CRNs. We design a DNA switch as the regulatory element to program the distance between the toehold and branch migration domain. The presence of multiple conformational transitions leads to wide-range kinetic regulation spanning over 4 orders of magnitude. Furthermore, the process of energy-cost-free strand exchange accompanied by conformational change discriminates single base mismatches. Our strategy thus provides a simple yet effective approach for dynamic programming of complex CRNs.

摘要

可编程调控化学反应网络(CRNs)是开发执行复杂运动和功能的复杂分子器件的主要挑战。然而,与自然调控相比,人工 CRNs 的调控通常需要耗费大量的能量和时间。受生物 CRNs 别构调控的启发,我们在此开发了一种用于可编程调控 DNA CRNs 的分子内构象运动策略(InCMS)。我们设计了一个 DNA 开关作为调控元件,以编程衔接区域和分支迁移区域之间的距离。多个构象转变的存在导致跨越 4 个数量级的宽范围动力学调控。此外,伴随构象变化的无能量成本的链交换过程可区分单碱基错配。因此,我们的策略为复杂 CRNs 的动态编程提供了一种简单而有效的方法。

相似文献

1
Programming Chemical Reaction Networks Using Intramolecular Conformational Motions of DNA.使用 DNA 的分子内构象运动来设计化学反应网络。
ACS Nano. 2018 Jul 24;12(7):7093-7099. doi: 10.1021/acsnano.8b02864. Epub 2018 Jun 22.
2
Using Strand Displacing Polymerase To Program Chemical Reaction Networks.利用链置换聚合酶对化学反应网络进行编程。
J Am Chem Soc. 2020 May 27;142(21):9587-9593. doi: 10.1021/jacs.0c02240. Epub 2020 May 12.
3
Programming Cell Adhesion for On-Chip Sequential Boolean Logic Functions.为片上顺序布尔逻辑功能编程细胞黏附。
J Am Chem Soc. 2017 Aug 2;139(30):10176-10179. doi: 10.1021/jacs.7b04040. Epub 2017 Jul 19.
4
Nonlinear Regulation of Enzyme-Free DNA Circuitry with Ultrasensitive Switches.具有超灵敏开关的无酶DNA电路的非线性调控
ACS Synth Biol. 2019 Sep 20;8(9):2106-2112. doi: 10.1021/acssynbio.9b00208. Epub 2019 Sep 4.
5
DNA-Based Chemical Reaction Networks.基于 DNA 的化学反应网络。
Chembiochem. 2019 May 2;20(9):1105-1114. doi: 10.1002/cbic.201800721. Epub 2019 Mar 12.
6
Modeling DNA-Strand Displacement Reactions in the Presence of Base-Pair Mismatches.在碱基对错配存在的情况下进行 DNA 链置换反应的建模。
J Am Chem Soc. 2020 Jul 1;142(26):11451-11463. doi: 10.1021/jacs.0c03105. Epub 2020 Jun 22.
7
Pattern Generation with Nucleic Acid Chemical Reaction Networks.基于核酸化学反应网络的模式生成。
Chem Rev. 2019 May 22;119(10):6370-6383. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00625. Epub 2019 Mar 13.
8
Solving 0-1 Integer Programming Problem Based on DNA Strand Displacement Reaction Network.基于 DNA 链置换反应网络求解 0-1 整数规划问题
ACS Synth Biol. 2021 Sep 17;10(9):2318-2330. doi: 10.1021/acssynbio.1c00244. Epub 2021 Aug 25.
9
Regulation of DNA Strand Displacement Using an Allosteric DNA Toehold.使用变构DNA引发链对DNA链置换的调控
J Am Chem Soc. 2016 Oct 26;138(42):14076-14082. doi: 10.1021/jacs.6b08794. Epub 2016 Oct 13.
10
Programmable energy landscapes for kinetic control of DNA strand displacement.可编程能量景观用于动力学控制 DNA 链置换。
Nat Commun. 2014 Nov 10;5:5324. doi: 10.1038/ncomms6324.

引用本文的文献

1
Implementing complex nucleic acid circuits in living cells.在活细胞中实现复杂核酸电路
Sci Adv. 2025 May 2;11(18):eadv6512. doi: 10.1126/sciadv.adv6512. Epub 2025 Apr 30.
2
Predicting DNA Reactions with a Quantum Chemistry-Based Deep Learning Model.基于量子化学的深度学习模型预测 DNA 反应。
Adv Sci (Weinh). 2024 Nov;11(42):e2409880. doi: 10.1002/advs.202409880. Epub 2024 Sep 19.
3
Leveraging Steric Moieties for Kinetic Control of DNA Strand Displacement Reactions.利用立体位阻基团对 DNA 链置换反应进行动力学控制。
J Am Chem Soc. 2023 Aug 2;145(30):16691-16703. doi: 10.1021/jacs.3c04344. Epub 2023 Jul 24.
4
Programmable allosteric DNA regulations for molecular networks and nanomachines.用于分子网络和纳米机器的可编程变构DNA调控
Sci Adv. 2022 Feb 4;8(5):eabl4589. doi: 10.1126/sciadv.abl4589. Epub 2022 Feb 2.
5
Aloe derived nanovesicle as a functional carrier for indocyanine green encapsulation and phototherapy.芦荟衍生纳米囊泡作为吲哚菁绿包封和光疗的功能载体。
J Nanobiotechnology. 2021 Dec 20;19(1):439. doi: 10.1186/s12951-021-01195-7.
6
Constructing Controllable Logic Circuits Based on DNAzyme Activity.基于 DNA zyme 活性构建可控逻辑电路。
Molecules. 2019 Nov 15;24(22):4134. doi: 10.3390/molecules24224134.
7
Controlled disassembly of a DNA tetrahedron using strand displacement.利用链置换对DNA四面体进行可控拆解。
Nanoscale Adv. 2019 Mar 1;1(3):969-972. doi: 10.1039/C8NA00340H. Epub 2018 Dec 21.
8
Silver nanoparticles exert concentration-dependent influences on biofilm development and architecture.银纳米颗粒对生物膜的发展和结构具有浓度依赖性影响。
Cell Prolif. 2019 Jul;52(4):e12616. doi: 10.1111/cpr.12616. Epub 2019 May 3.
9
Live-cell imaging of octaarginine-modified polymer dots via single particle tracking.通过单颗粒示踪技术对八聚精氨酸修饰的聚合物点进行活细胞成像。
Cell Prolif. 2019 Mar;52(2):e12556. doi: 10.1111/cpr.12556. Epub 2019 Feb 1.
10
Allosteric DNAzyme-based DNA logic circuit: operations and dynamic analysis.基于别构 DNA 酶的 DNA 逻辑电路:操作与动态分析。
Nucleic Acids Res. 2019 Feb 20;47(3):1097-1109. doi: 10.1093/nar/gky1245.