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一种基于脲酶的pH光开关:实现光到pH转换的通用途径。

A Urease-Based pH Photoswitch: A General Route to Light-to-pH Transduction.

作者信息

Ivanov Nikita M, Slivkov Alexandar I, Huck Wilhelm T S

机构信息

Institute for Molecules and Materials, Radboud University, Heyendaalseweg 135, 6525AJ, Nijmegen, The Netherlands.

出版信息

Angew Chem Int Ed Engl. 2025 Jan 15;64(3):e202415614. doi: 10.1002/anie.202415614. Epub 2024 Nov 6.

DOI:10.1002/anie.202415614
PMID:39263723
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11735890/
Abstract

New approaches for the integration of chemical and physical stimuli to control the dynamics of artificial enzymatic reaction networks (ERNs) are needed. Here, we present a general approach to convert a light stimulus into a time-programmed pH response. We developed and characterized a panel of photoswitchable inhibitors of urease. Urease activity, now regulated by light via the photoinhibitors, leads to an increase in pH upon hydrolysis of urea into ammonia. Careful choice of characteristics of light, and concentrations of enzyme, substrate, and photoinhibitor, allowed us to control the timing of the pH transition. Furthermore, as all enzymes have an activity-pH profile, the urease photoinhibitor system can be used to regulate the activities of other enzymes in small reaction networks.

摘要

需要新的方法来整合化学和物理刺激,以控制人工酶反应网络(ERNs)的动力学。在此,我们提出了一种将光刺激转化为时间编程pH响应的通用方法。我们开发并表征了一组脲酶的光开关抑制剂。脲酶活性现在通过光抑制剂由光调节,在尿素水解成氨时导致pH升高。仔细选择光的特性以及酶、底物和光抑制剂的浓度,使我们能够控制pH转变的时间。此外,由于所有酶都有一个活性-pH曲线,脲酶光抑制剂系统可用于调节小反应网络中其他酶的活性。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/2767/11735890/e3cb1b4f679f/ANIE-64-e202415614-g007.jpg
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