组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
孤儿 LuxR 家族蛋白（orphan LuxR-family proteins）、N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）；样品基质：细菌菌株及 LB 培养物（水稻根际分离株、P. aeruginosa、P. putida、C. violaceum 等）
检测原理
pMULTIAHLPROM 将 8 个含 lux-box 的 luxI 家族启动子串联于无启动子 lacZ 上游，转入待测菌后，若菌内存在孤儿 LuxR 蛋白，外源或内源 AHL 与 LuxR 结合形成 LuxR-AHL 复合物，复合物识别并结合相应 lux-box，启动 lacZ 转录。lacZ 表达产生 β-半乳糖苷酶，酶活随启动子激活程度和 AHL/LuxR 相互作用强度增加，可用 Miller 法定量。多启动子并联扩大对不同 LuxR/AHL 特异性的覆盖，转录表达提供信号放大；若 LuxR 可独立于 AHL 激活启动子，则各培养条件下均出现高酶活。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或R^2。
效应效果
验证显示 pMULTIAHLPROM 可响应相应 AHL：P. aeruginosa 中 lasI/rhlI、P. putida 中 ppuI、C. violaceum 中 cviI 启动子加 AHL 后 β-半乳糖苷酶活性显著升高。29 株非 AHL 产生水稻根际菌中，27 株在 LB 及含 1 μM C4-C12、3-oxo 或 3-OH AHL 条件下无显著升高；2 株四种条件均约 2000 mU，且与 AHL 无关，鉴定为 E. aerogenes，并经 4 种 AHL 生物传感器和 TLC 确认不产 AHL。未报告 RSD、回收率、稳定性或方法学对比。
传感器的构成
- 宿主细胞层：待测细菌菌株（如 P. aeruginosa、P. putida、C. violaceum、水稻根际分离株），提供内源 LuxR 家族蛋白与转录机制
- 载体层：pMP220 启动子探针载体，携带 pMULTIAHLPROM 构建体并经接合转移进入宿主菌
- 识别启动子层：8 个串联 luxI 家族启动子（luxI、cviI、ahlI、rhlI、cepI、phzI、traI、ppuI），含 lux-box，响应 LuxR-AHL 复合物
- 识别蛋白层：宿主内源 LuxR 家族孤儿蛋白（orphan LuxR），结合 AHL 或 AHL 类似物后激活启动子
- 报告基因层：无启动子 lacZ 基因，编码 β-半乳糖苷酶，将转录激活转化为酶活信号
- 信号读出层：Miller 法 β-半乳糖苷酶活性检测体系，测定 lacZ 表达产生的酶活
- 配体/样品层：AHL 信号分子（C4、C6、C7、C8、C10、C12 及 3-oxo/3-OH 类似物）或菌株自身信号，作为识别配体
中文摘要
本研究构建了一种多功能质粒生物传感器 pMULTIAHLPROM。作者将 8 个 luxI 家族基因启动子（luxI、cviI、ahlI、rhlI、cepI、phzI、traI 和 ppuI）串联克隆于无启动子 lacZ 报告基因上游，形成启动子探针载体。该构建体用于判断不产生 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）信号的细菌菌株中，是否存在能够响应 AHL 并激活群体感应靶基因转录的孤儿 LuxR 家族蛋白。利用 pMULTIAHLPROM 检测发现，Enterobacter aerogenes 可能含有 LuxR 家族孤儿蛋白，该蛋白可在不依赖 AHL 的情况下激活 luxI 家族启动子。该质粒为鉴定细菌中孤儿 LuxR 型群体感应调控元件提供了通用工具。
英文摘要
Eight luxI-family gene promoters (luxI, cviI, ahlI, rhlI, cepI, phzI, traI and ppuI) were cloned in tandem, upstream a promoterless lacZ gene in a promoter probe vector yielding pMULTIAHLPROM. This unique construct is useful in determining whether a bacterial strain not producing N-acyl homoserine lactone signal molecules (AHLs) possesses orphan LuxR type proteins able to respond to AHLs and activate transcription from quorum sensing target genes. Using pMULTIAHLPROM, it was demonstrated that Enterobacter aerogenes possibly contains a LuxR-family orphan able to activate luxI-family promoters independently from AHLs.