Nanobiomolekulare Multiproteinarchitekturen zur Etablierung von schaltbaren Signalketten auf Elektroden

Feifel, Sven C.; Kapp, Andreas; Ludwig, Roland; Lisdat, Fred

doi:10.1002/ange.201310437

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“…The layered assemblies showed a remarkably efficient electron transport from the substrate in solution to the electrode over long distances in the z ‐direction . Similar work with electroactive multilayer assemblies of redox proteins, carried out by the Lisdat research group, led to the development of nano‐biomolecular multiprotein clusters on electrodes for the formation of a switchable cascade, wherein two different enzymes (laccase and cellobiose dehydrogenase) were connected with Cyt c by means of carboxy‐modified silica nanoparticles . The system was used as a sensor for the measurement of lactose and oxygen.…”

Section: Cascades On Particlesmentioning

confidence: 83%

Cascades in Compartments: En Route to Machine‐Assisted Biotechnology

et al. 2017

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Biological compartmentalization is a fundamental principle of life that allows cells to metabolize, propagate, or communicate with their environment. Much research is devoted to understanding this basic principle and to harness biomimetic compartments and catalytic cascades as tools for technological processes. This Review summarizes the current state-of-the-art of these developments, with a special emphasis on length scales, mass transport phenomena, and molecular scaffolding approaches, ranging from small cross-linkers over proteins and nucleic acids to colloids and patterned surfaces. We conclude that the future exploration and exploitation of these complex systems will largely benefit from technical solutions for the integrated, machine-assisted development and maintenance of a next generation of biotechnological processes. These goals should be achievable by implementing microfluidics, robotics, and added manufacturing techniques supplemented by theoretical simulations as well as computer-aided process modeling based on big data obtained from multiscale experimental analyses.

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Section: Cascades On Particlesmentioning

confidence: 83%

Cascades in Compartments: En Route to Machine‐Assisted Biotechnology

et al. 2017

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“…Ähnliche Arbeiten mit elektroaktiven Mehrschichtanordnungen von Redoxproteinen wurden von Lisdat und Mitarbeitern durchgeführt . Sie entwickelten nanobiomolekulare Mehrenzymcluster auf Elektroden, um schaltbare Kaskaden aufzubauen, in denen zwei verschiedene Enzyme (Laccase und Cellobiose‐Dehydrogenase) durch Cyt c verbunden wurden, das auf carboxymodifizierten Siliciumoxidträgern immobilisiert war . Das System wurde als Sensor zur Messung von Lactose und Sauerstoff eingesetzt.…”

Section: Kaskaden Auf Partikelnunclassified

Kaskaden in Kompartimenten: auf dem Weg zu maschinengestützter Biotechnologie

et al. 2017

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Biologische Kompartimentierung ist ein fundamentales Prinzip des Lebens, das Zellen den Stoffwechsel, die Vermehrung und die Kommunikation mit ihrer Umgebung ermöglicht. Es wird viel am Verständnis dieses grundsätzlichen Prinzips geforscht, um biomimetische Kompartimente und katalytische Kaskaden als Hilfsmittel für den technologischen Fortschritt zu nutzen. Dieser Aufsatz fasst den aktuellen Stand der Entwicklung zusammen und legt besondere Schwerpunkte auf die Größenordnung der Systeme, den Stofftransport und die Anordnung katalytischer Einheiten mithilfe von molekularen Gerüsten. Dabei reicht das Spektrum von kleinen Vernetzern über Proteine und Nucleinsäuren bis zu Kolloiden und strukturierten Oberflächen. Die Schlussfolgerung lautet, dass die zukünftige Erforschung und Anwendung dieser komplexen Systeme stark von technischen Lösungen profitieren wird, die eine integrierte, maschinengestützte Entwicklung und Durchführung einer nächsten Generation biotechnologischer Prozesse ermöglichen. Dieses Ziel sollte durch Implementierung von Mikrofluidik, Robotik und ergänzenden Fertigungsverfahren erreichbar sein und maßgeblich durch Simulationen und computergestützte Prozessmodellierung auf Basis von “Big Data” aus multiskalaren experimentellen Analysen ergänzt werden.

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Interprotein Electron Transfer between FeS‐Protein Nanowires and Oxygen‐Tolerant NiFe Hydrogenase

et al. 2017

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Self-assembled redox protein nanowires have been exploited as efficient electron shuttles for an oxygen-tolerant hydrogenase.Anintra/inter-protein electron transfer chain has been achieved between the iron-sulfur centers of rubredoxin and the FeSc luster of [NiFe] hydrogenases.[ NiFe] Hydrogenases entrapped in the intricated matrix of metalloprotein nanowires achieve as table,m ediated bioelectrocatalytic oxidation of H 2 at low-overpotential.Supportinginformation and the ORCID identification number(s) for the author(s) of this article can be found under: https://doi.

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Nanobiomolekulare Multiproteinarchitekturen zur Etablierung von schaltbaren Signalketten auf Elektroden

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