Umwandlung von Escherichia coli Proteomembranen in artifizielle Chloroplasten durch molekulare Photokatalyse

Alexander K. Mengele; Dominik Weixler; Sebastian Amthor; Bernhard J. Eikmanns; Gerd M. Seibold; Sven Rau

doi:10.1002/ange.202114842

Umwandlung von Escherichia coli Proteomembranen in artifizielle Chloroplasten durch molekulare Photokatalyse

Translated title of the contribution: Transforming Escherichia coli Proteomembranes into Artificial Chloroplasts Using Molecular Photocatalysis

Alexander K. Mengele, Dominik Weixler, Sebastian Amthor, Bernhard J. Eikmanns, Gerd M. Seibold^*, Sven Rau^*

^*Corresponding author for this work

Ulm University

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Abstract

In der lichtabhängigen Reaktion der Photosynthese koppeln grüne Pflanzen photoinduzierte Kaskaden von Redoxreaktionen mit transmembranen Protonentransfers um Reduktionsäquivalente und chemische Energie in Form von NADPH (Nikotinamidadenindinukleotidphosphat) und ATP (Adenosintriphosphat) zu erzeugen. Wir imitieren diese grundlegenden Prozesse durch Kombination von molekularen Rutheniumpolypyridinkomplexen und invertierten Vesikeln, die aus Escherichia coli gewonnen werden. Bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht führt das Zusammenspiel von photokatalytischer Nikotinamidreduktion und enzymatischer, membranlokalisierter Atmung zur gleichzeitigen Bildung der beiden biologisch aktiven Cofaktoren NADH (Nikotinamidadenindinukleotid) und ATP. Dieses anorganisch-biologische Hybridsystem ahmt daher die Cofaktor-bereitstellende Funktion eines aktiven Chloroplasten nach.

Translated title of the contribution	Transforming Escherichia coli Proteomembranes into Artificial Chloroplasts Using Molecular Photocatalysis
Original language	German
Article number	e202114842
Journal	Angewandte Chemie
Volume	134
Issue number	11
Number of pages	8
ISSN	0044-8249
DOIs	https://doi.org/10.1002/ange.202114842
Publication status	Published - 2022

Keywords

Biocatalysis
Cofactors
Photosynthesis
Photocatalysis
Synthetic biology

Access to Document

10.1002/ange.202114842Licence: CC BY-NC-ND

FulltextAccepted author manuscript, 1.48 MB
FulltextFinal published version, 970 KBLicence: CC BY-NC-ND

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@article{1a369cbbcee24c73bd01ce2a9866e743,

title = "Umwandlung von Escherichia coli Proteomembranen in artifizielle Chloroplasten durch molekulare Photokatalyse",

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author = "Mengele, {Alexander K.} and Dominik Weixler and Sebastian Amthor and Eikmanns, {Bernhard J.} and Seibold, {Gerd M.} and Sven Rau",

year = "2022",

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TY - JOUR

T1 - Umwandlung von Escherichia coli Proteomembranen in artifizielle Chloroplasten durch molekulare Photokatalyse

AU - Mengele, Alexander K.

AU - Weixler, Dominik

AU - Amthor, Sebastian

AU - Eikmanns, Bernhard J.

AU - Seibold, Gerd M.

AU - Rau, Sven

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - In der lichtabhängigen Reaktion der Photosynthese koppeln grüne Pflanzen photoinduzierte Kaskaden von Redoxreaktionen mit transmembranen Protonentransfers um Reduktionsäquivalente und chemische Energie in Form von NADPH (Nikotinamidadenindinukleotidphosphat) und ATP (Adenosintriphosphat) zu erzeugen. Wir imitieren diese grundlegenden Prozesse durch Kombination von molekularen Rutheniumpolypyridinkomplexen und invertierten Vesikeln, die aus Escherichia coli gewonnen werden. Bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht führt das Zusammenspiel von photokatalytischer Nikotinamidreduktion und enzymatischer, membranlokalisierter Atmung zur gleichzeitigen Bildung der beiden biologisch aktiven Cofaktoren NADH (Nikotinamidadenindinukleotid) und ATP. Dieses anorganisch-biologische Hybridsystem ahmt daher die Cofaktor-bereitstellende Funktion eines aktiven Chloroplasten nach.

AB - In der lichtabhängigen Reaktion der Photosynthese koppeln grüne Pflanzen photoinduzierte Kaskaden von Redoxreaktionen mit transmembranen Protonentransfers um Reduktionsäquivalente und chemische Energie in Form von NADPH (Nikotinamidadenindinukleotidphosphat) und ATP (Adenosintriphosphat) zu erzeugen. Wir imitieren diese grundlegenden Prozesse durch Kombination von molekularen Rutheniumpolypyridinkomplexen und invertierten Vesikeln, die aus Escherichia coli gewonnen werden. Bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht führt das Zusammenspiel von photokatalytischer Nikotinamidreduktion und enzymatischer, membranlokalisierter Atmung zur gleichzeitigen Bildung der beiden biologisch aktiven Cofaktoren NADH (Nikotinamidadenindinukleotid) und ATP. Dieses anorganisch-biologische Hybridsystem ahmt daher die Cofaktor-bereitstellende Funktion eines aktiven Chloroplasten nach.

KW - Biocatalysis

KW - Cofactors

KW - Photosynthesis

KW - Photocatalysis

KW - Synthetic biology

U2 - 10.1002/ange.202114842

DO - 10.1002/ange.202114842

M3 - Tidsskriftartikel

SN - 0044-8249

VL - 134

JO - Angewandte Chemie

JF - Angewandte Chemie

IS - 11

M1 - e202114842

ER -

Umwandlung von Escherichia coli Proteomembranen in artifizielle Chloroplasten durch molekulare Photokatalyse

Abstract

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