组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
腺苷二磷酸（ADP）；样品基质：酶反应缓冲液或代谢反应体系（原文未限定血清、尿液等具体生物样品）
检测原理
该传感器以 ParM 蛋白作为识别与换能单元。ParM 上两个 Asp 突变为 Cys 并共价连接 TMR 罗丹胺染料。在 apo 态，两个 TMR 标记位点距离较近，罗丹胺可形成二聚体并通过激子耦合/二聚猝灭使荧光降低。ADP 结合 ParM 后引起蛋白构象变化，使两个 TMR 距离增大，二聚猝灭解除，荧光强度增加。随着 ADP 浓度升高，ADP 结合态比例增加，荧光信号增强；由于 ADP Kd 约 30 μM，亚化学计量传感器在中微摩尔范围仍可响应。ATP 虽结构相似，但结合后构象/荧光响应弱，因此对 ATP 选择性超过 100 倍。该体系无酶催化放大，信号直接来自蛋白构象变化与染料距离依赖荧光。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数；仅报告 ADP Kd 约 30 μM、ADP 结合荧光增强约 15 倍、对 ATP 选择性 >100 倍。
效应效果
该传感器对 ADP 相对 ATP 的选择性超过 100 倍，ADP 结合引起约 15 倍荧光增强，ADP Kd 约 30 μM。较弱的 Kd 使亚化学计量传感器在中微摩尔 ADP 范围仍呈增强响应，适合简单单试剂实时检测 ADP 生成反应。相比早期基于核苷酸二磷酸激酶的传感器，它避免测量 ADP:ATP 比例且对 ATP 干扰更低；相比第二个 ParM 香豆素传感器，Kd 更弱，减少高浓度传感器需求。但结合/解离动力学较慢，不适合快速单轮反应；作者认为其可用于监测 ATP 酶、激酶等产生 ADP 的代谢反应，并指出基因编码报告器等可补充细胞内实时定位检测。
传感器的构成
- 识别/换能元件：ParM 蛋白，细菌肌动蛋白同源蛋白，结合 ADP 后发生构象变化，作为生物识别与荧光信号转导单元
- 突变连接位点：ParM 上两个 Asp 突变为 Cys，提供与罗丹胺染料共价连接的位点
- 信号标记物：tetramethylrhodamine（TMR）罗丹胺染料，双标记于 ParM，apo 态靠近形成二聚猝灭，ADP 结合态远离而荧光增强
- 被测物：ADP（腺苷二磷酸），结合 ParM 后驱动构象变化并产生荧光响应
中文摘要
本文评论并介绍一种用于检测腺苷二磷酸（ADP）的简单荧光生物传感器。ADP 是许多代谢反应的产物，实时检测 ADP 可用于监测 ATP 酶、激酶等反应进程。传统耦合酶法步骤较多且存在多个潜在干扰点，而单试剂生物传感器可提供更简单的实时检测。该领域的主要难点在于 ADP 与 ATP 结构高度相似，酶反应体系中 ATP 常大量过量，因此传感器需对 ADP 强响应而对 ATP 低响应。近期 Kunzelmann 和 Webb 报道了一种基于 ParM 蛋白标记四甲基罗丹胺（TMR）的 ADP 荧光传感器，ADP 结合使荧光增强约 15 倍，对 ATP 的选择性超过 100 倍。该传感器利用 ParM 在 apo 态与 ADP 结合态之间的构象变化改变两个 TMR 染料的距离，从而解除二聚猝灭并增强荧光；其 ADP Kd 约 30 μM，较早期传感器更弱，有利于亚化学计量传感器在中微摩尔范围响应。文章同时指出其结合/解离动力学较慢，不适合快速单轮反应，并比较了抗体、适配体及基因编码报告器等 ADP/ATP 检测策略。
英文摘要
A simple ADP biosensor would be of broad usefulness in monitoring the large number of metabolic processes that produce ADP. Several new systems have been recently described including one in the current issue of ACS Chemical Biology that provides a simple readout of the ADP concentration without significant interference by ATP.