• 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

从头设计的蛋白质组装无膜细胞器。

Assembling membraneless organelles from de novo designed proteins.

机构信息

School of Chemistry, University of Bristol, Bristol, UK.

School of Biochemistry, University of Bristol, Bristol, UK.

出版信息

Nat Chem. 2024 Jan;16(1):89-97. doi: 10.1038/s41557-023-01321-y. Epub 2023 Sep 14.

DOI:10.1038/s41557-023-01321-y
PMID:37710047
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10774119/
Abstract

Recent advances in de novo protein design have delivered a diversity of discrete de novo protein structures and complexes. A new challenge for the field is to use these designs directly in cells to intervene in biological processes and augment natural systems. The bottom-up design of self-assembled objects such as microcompartments and membraneless organelles is one such challenge. Here we describe the design of genetically encoded polypeptides that form membraneless organelles in Escherichia coli. To do this, we combine de novo α-helical sequences, intrinsically disordered linkers and client proteins in single-polypeptide constructs. We tailor the properties of the helical regions to shift protein assembly from arrested assemblies to dynamic condensates. The designs are characterized in cells and in vitro using biophysical methods and soft-matter physics. Finally, we use the designed polypeptide to co-compartmentalize a functional enzyme pair in E. coli, improving product formation close to the theoretical limit.

摘要

近年来从头设计蛋白质领域取得了重大进展,设计出了多种多样的离散从头蛋白质结构和复合物。该领域面临的一个新挑战是直接在细胞中使用这些设计来干预生物过程并增强自然系统。自下而上设计的微隔间和无膜细胞器等自组装物体就是这样的一个挑战。在这里,我们描述了在大肠杆菌中设计无膜细胞器的方法。为此,我们将从头设计的α-螺旋序列、固有无序的连接子和客户蛋白组合在单个多肽构建体中。我们调整螺旋区域的性质,使蛋白质组装从被阻止的组装转变为动态凝聚物。这些设计在细胞内和体外都使用生物物理方法和软物质物理学进行了表征。最后,我们使用设计的多肽将功能酶对共分区化在大肠杆菌中,使产物形成接近理论极限。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/74a9ca164be7/41557_2023_1321_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/8bc69b8b4b9a/41557_2023_1321_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/204448d01db9/41557_2023_1321_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/3c0d332119ba/41557_2023_1321_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/74a9ca164be7/41557_2023_1321_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/8bc69b8b4b9a/41557_2023_1321_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/204448d01db9/41557_2023_1321_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/3c0d332119ba/41557_2023_1321_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/0ec3/10774119/74a9ca164be7/41557_2023_1321_Fig4_HTML.jpg

相似文献

1
Assembling membraneless organelles from de novo designed proteins.从头设计的蛋白质组装无膜细胞器。
Nat Chem. 2024 Jan;16(1):89-97. doi: 10.1038/s41557-023-01321-y. Epub 2023 Sep 14.
2
Macromolecular crowding: chemistry and physics meet biology (Ascona, Switzerland, 10-14 June 2012).大分子拥挤现象:化学与物理邂逅生物学(瑞士阿斯科纳,2012年6月10日至14日)
Phys Biol. 2013 Aug;10(4):040301. doi: 10.1088/1478-3975/10/4/040301. Epub 2013 Aug 2.
3
Self-Assembling Polypeptides in Complex Coacervation.自组装多肽在复杂凝聚中的应用。
Acc Chem Res. 2024 Feb 6;57(3):386-398. doi: 10.1021/acs.accounts.3c00689. Epub 2024 Jan 22.
4
The de novo design of α-helical peptides for supramolecular self-assembly.从头设计用于超分子自组装的 α-螺旋肽。
Curr Opin Biotechnol. 2019 Aug;58:175-182. doi: 10.1016/j.copbio.2019.03.017. Epub 2019 Apr 28.
5
Phase-Separated Synthetic Organelles Based on Intrinsically Disordered Protein Domain for Metabolic Pathway Assembly in .基于无序蛋白结构域的相分离合成细胞器用于. 中的代谢途径组装
ACS Nano. 2023 Jun 13;17(11):10806-10816. doi: 10.1021/acsnano.3c02333. Epub 2023 May 16.
6
Biomolecular Condensates: Structure, Functions, Methods of Research.生物分子凝聚物:结构、功能、研究方法。
Biochemistry (Mosc). 2024 Jan;89(Suppl 1):S205-S223. doi: 10.1134/S0006297924140116.
7
Formation and functionalization of membraneless compartments in Escherichia coli.大肠杆菌中无膜隔间的形成和功能化。
Nat Chem Biol. 2020 Oct;16(10):1143-1148. doi: 10.1038/s41589-020-0579-9. Epub 2020 Jun 29.
8
Biological soft matter: intrinsically disordered proteins in liquid-liquid phase separation and biomolecular condensates.生物软物质:液-液相分离和生物分子凝聚物中的固有无序蛋白质。
Essays Biochem. 2022 Dec 16;66(7):831-847. doi: 10.1042/EBC20220052.
9
Biomolecular condensates formed by designer minimalistic peptides.由设计的极简肽形成的生物分子凝聚物。
Nat Commun. 2023 Jan 26;14(1):421. doi: 10.1038/s41467-023-36060-8.
10
Dipping contacts - a novel type of contact site at the interface between membraneless organelles and membranes.浸泡式接触——无膜细胞器与膜界面的新型接触位点。
J Cell Sci. 2023 Dec 15;136(24). doi: 10.1242/jcs.261413. Epub 2023 Dec 27.

引用本文的文献

1
Phase separation of PGL-3 driven by structured domains that oligomerize and interact with terminal RGG motifs.由寡聚化并与末端RGG基序相互作用的结构化结构域驱动的PGL-3相分离。
bioRxiv. 2025 Jun 24:2025.06.23.660947. doi: 10.1101/2025.06.23.660947.
2
Grafted Coiled-Coil Peptides as Multivalent Scaffolds for Protein Recognition.作为用于蛋白质识别的多价支架的嫁接卷曲螺旋肽
ACS Chem Biol. 2025 Jun 20;20(6):1309-1318. doi: 10.1021/acschembio.5c00137. Epub 2025 Jun 5.
3
Nonspecific interactions can lead to liquid-liquid phase separation in coiled-coil proteins models.

本文引用的文献

1
Time-tagged ticker tapes for intracellular recordings.用于细胞内记录的时间标记标记纸带。
Nat Biotechnol. 2023 May;41(5):631-639. doi: 10.1038/s41587-022-01524-7. Epub 2023 Jan 2.
2
Recording of cellular physiological histories along optically readable self-assembling protein chains.沿光可读取的自组装蛋白质链记录细胞生理历史。
Nat Biotechnol. 2023 May;41(5):640-651. doi: 10.1038/s41587-022-01586-7. Epub 2023 Jan 2.
3
Molecular and environmental determinants of biomolecular condensate formation.生物分子凝聚物形成的分子和环境决定因素。
非特异性相互作用可导致卷曲螺旋蛋白模型中的液-液相分离。
bioRxiv. 2025 May 15:2025.05.09.653163. doi: 10.1101/2025.05.09.653163.
4
Tandem-repeat proteins introduce tuneable properties to engineered biomolecular condensates.串联重复蛋白为工程化生物分子凝聚物引入了可调节的特性。
Chem Sci. 2025 May 5. doi: 10.1039/d5sc00903k.
5
Toward Design Principles for Biomolecular Condensates for Metabolic Pathways.代谢途径生物分子凝聚物的设计原则
Adv Biol (Weinh). 2025 May;9(5):e2400672. doi: 10.1002/adbi.202400672. Epub 2025 Apr 7.
6
A globular protein exhibits rare phase behavior and forms chemically regulated orthogonal condensates in cells.一种球状蛋白表现出罕见的相行为,并在细胞中形成化学调控的正交凝聚物。
Nat Commun. 2025 Mar 12;16(1):2449. doi: 10.1038/s41467-025-57886-4.
7
Interfacing bacterial microcompartment shell proteins with genetically encoded condensates.将细菌微区室外壳蛋白与基因编码凝聚物相连接。
Protein Sci. 2025 Mar;34(3):e70061. doi: 10.1002/pro.70061.
8
Structured protein domains enter the spotlight: modulators of biomolecular condensate form and function.结构化蛋白质结构域成为焦点:生物分子凝聚体形成和功能的调节剂。
Trends Biochem Sci. 2025 Mar;50(3):206-223. doi: 10.1016/j.tibs.2024.12.008. Epub 2025 Jan 17.
9
Recent advances in the synthesis and application of biomolecular condensates.生物分子凝聚物的合成与应用的最新进展。
J Biol Chem. 2025 Feb;301(2):108188. doi: 10.1016/j.jbc.2025.108188. Epub 2025 Jan 13.
10
Artificial metalloenzyme assembly in cellular compartments for enhanced catalysis.用于增强催化作用的细胞区室中的人工金属酶组装体。
Nat Chem Biol. 2025 May;21(5):779-789. doi: 10.1038/s41589-024-01819-7. Epub 2025 Jan 8.
Nat Chem Biol. 2022 Dec;18(12):1319-1329. doi: 10.1038/s41589-022-01175-4. Epub 2022 Nov 18.
4
Synthetic protein condensates for cellular and metabolic engineering.用于细胞和代谢工程的合成蛋白质凝聚物
Nat Chem Biol. 2022 Dec;18(12):1330-1340. doi: 10.1038/s41589-022-01203-3. Epub 2022 Nov 18.
5
The material properties of a bacterial-derived biomolecular condensate tune biological function in natural and synthetic systems.细菌衍生的生物分子凝聚物的材料特性调节自然和合成系统中的生物学功能。
Nat Commun. 2022 Sep 26;13(1):5643. doi: 10.1038/s41467-022-33221-z.
6
DeepBacs for multi-task bacterial image analysis using open-source deep learning approaches.基于开源深度学习方法的多任务细菌图像分析 DeepBacs
Commun Biol. 2022 Jul 9;5(1):688. doi: 10.1038/s42003-022-03634-z.
7
Formation of versus Recruitment to RNA-Rich Condensates: Controlling Effects Exerted by Peptide Side Chain Identity.富含 RNA 的凝聚体的形成与募集:由肽侧链特性产生的控制作用。
J Am Chem Soc. 2022 Jun 15;144(23):10386-10395. doi: 10.1021/jacs.2c02222. Epub 2022 May 31.
8
Engineering Self-Assembling Protein Nanoparticles for Therapeutic Delivery.工程自组装蛋白纳米颗粒用于治疗性递药。
Bioconjug Chem. 2022 Nov 16;33(11):2018-2034. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.2c00030. Epub 2022 Apr 29.
9
Liquid-liquid phase separation as an organizing principle of intracellular space: overview of the evolution of the cell compartmentalization concept.液-液相分离作为细胞内空间组织的原则:细胞区室化概念的演化概述。
Cell Mol Life Sci. 2022 Apr 20;79(5):251. doi: 10.1007/s00018-022-04276-4.
10
Coiled coils 9-to-5: rational design of α-helical barrels with tunable oligomeric states.卷曲螺旋9到5:具有可调寡聚状态的α-螺旋桶的合理设计。
Chem Sci. 2021 Apr 13;12(20):6923-6928. doi: 10.1039/d1sc00460c. eCollection 2021 May 26.