Details

Autor(en) / Beteiligte

• Simon, Anna J.
• Vallée-Bélisle, Alexis
• Ricci, Francesco
• Watkins, Herschel M.
• Plaxco, Kevin W.

Titel

Using the Population-Shift Mechanism to Rationally Introduce "Hill-type" Cooperativity into a Normally Non-Cooperative Receptor

Ist Teil von

• Angewandte Chemie, 2014-09, Vol.126 (36), p.9625-9629

Ort / Verlag

Weinheim: WILEY-VCH Verlag

Erscheinungsjahr

2014

Quelle

Wiley Blackwell Single Titles

Beschreibungen/Notizen

• Allosteric cooperativity, which nature uses to improve the sensitivity with which biomolecular receptors respond to small changes in ligand concentration, could likewise be of use in improving the responsiveness of artificial biosystems. Thus motivated, we demonstrate here the rational design of cooperative molecular beacons, a widely employed DNA sensor, using a generalizable population‐shift approach in which we engineer receptors that equilibrate between a low‐affinity state and a high‐affinity state exposing two binding sites. Doing so we achieve cooperativity within error of ideal behavior, greatly steepening the beacon’s binding curve relative to that of the parent receptor. The ability to rationally engineer cooperativity should prove useful in applications such as biosensors, synthetic biology and “smart” biomaterials, in which improved responsiveness is of value. Natürliche Biorezeptoren nutzen Kooperativität, um ihre Empfindlichkeit gegen geringe Änderungen der Ligandenkonzentration zu erhöhen. Basierend auf diesem Konzept wurde ein normalerweise nicht‐kooperativer Biosensor gezielt so verändert, dass er ein deutlich erhöhtes Ansprechverhalten aufweist (siehe Bild). Dieses Prinzip sollte für die Entwicklung von Biosensoren, molekularen Schaltkreisen und responsiven Materialien nützlich sein.