生物电子合成平台可实现类似开关的细胞信号的精确控制

细胞使用各种信号分子来调节神经,免疫和血管系统。其中,一氧化氮(NO)和氨(NH₃)起着重要作用,但是它们的化学不稳定性和气态性质使它们难以在外部产生或控制。

来源:英国物理学家网首页
信用:Angewandte Chemie(2025)。 doi:10.1002/ange.202508192
angewandte chemie

细胞使用各种信号分子来调节神经,免疫和血管系统。其中,一氧化氮(NO)和氨(NH₃)起着重要作用,但是它们的化学不稳定性和气态性质使它们难以在外部产生或控制。

一个KAIST研究团队已经开发了一个平台,该平台在施加的电信号下从单个前体的原位产生特定的信号分子,从而实现了类似开关的细胞响应的开关,精确的时空控制。这种方法可以为未来的医疗技术(例如电气,电遗传学和个性化细胞疗法)提供基础。

由化学和生物分子工程系的Jimin Park教授领导的研究团队与Jihan Kim教授合作开发了一个生物电气合成平台,该平台能够仅使用电信信号生产一氧化氮或氨。该平台可以控制细胞响应的时机,空间范围和持续时间。

一氧化氮

这些发现发表在Angewandte Chemie中。

已发布

受涉及亚硝酸盐还原的酶的启发,研究人员实施了一种电化学策略,该策略有选择地生产单个前体硝酸盐(NO2⁻)的一氧化氮或氨。通过更改催化剂,分别使用铜溶血 - 硫硫催化剂(CU2MOS4)和掺入铁的催化剂(FeCums4)从亚硝酸盐中产生氨或一氧化物。

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通过电化学测量和计算机模拟,该团队揭示了FeCumos4催化剂中的Fe位点更强地结合一氧化氮的中间体,将产品选择性转移到一氧化氮方面。在相同的电气条件下,含有FE的催化剂优先产生一氧化氮,而CU2MOS4催化剂有利于氨的产生。

电化学测量