心血管疾病每年导致约47万例死亡，其中心肌梗死占49.2%，人肌钙蛋白I（cTnI）是诊断心肌梗死的关键生物标志物。基于肽的生物识别元件具有合成容易、成本低、稳定性好和分子量小等优点，是开发快速、高效、选择性cTnI检测方法的潜在候选，但相关研究仍不足。为此，本研究采用生物信息学方法设计新的cTnI生物传感器候选肽，并提出新的计算优...
皮质醇是评估压力的可靠生物标志物，推动通过外泌汗液检测它的可穿戴传感器研究。由于汗液中皮质醇含量极低，通常为8–140 ng/mL，开发此类生物传感器需要具有合适灵敏度和选择性的生物受体。本文提出一种系统仿生方法和半自动高通量筛选工具，用于快速选择生物受体，替代从头计算肽学设计。首先从蛋白质数据库筛选候选蛋白，通过分子对接和Auto...
由 SARS-CoV-2 引发的新冠疫情使伊维菌素（IVM）能否用于预防和治疗该病毒成为国际争议焦点。IVM 是 FDA 批准的抗寄生虫药，并显示一定抗病毒活性。本研究旨在利用氨基丙基硅烷（APS）疏水生物传感器模拟 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）与人体血管紧张素转换酶 2（ACE2）受体之间的疏水相互作用，考察 RBD...
细菌中特化的传感机制使其能在高度异源污染环境中以高选择性识别同源配体，并将这些配体用作能源。本文通过整合全原子计算机模拟、生化实验和等温滴定量热（ITC）测量，阐明了酚生物传感器 MopR 在配体进入过程中的复合选择机制的分子基础。结果表明，MopR 的配体进入路径上存在一组策略性布置的选择性过滤，它们像检查点一样，根据芳香配体的化...
对氙核磁共振（Xe NMR）生物传感器中能量学与动力学进行微观描述在实验上较难实现。本文在显式水溶剂中对原型 Xe@cryptophane-A（CrA）生物传感器体系进行了分子动力学（MD）和元动力学（MTD）模拟。作者计算了氙的非共价结合自由能，识别了氙的包合/解离机制，并计算了水分子在溶液与宿主空腔之间的交换动力学。研究首次识别...
转录因子通过结合基因组DNA的特定区域调控基因活性，其选择性依赖于特异性与非特异性相互作用的精细平衡，但二者难以同时定量。本文利用反射幻影界面（Reflective Phantom Interface, RPI）——一种基于光学反射率的无标记生物传感器——研究酿酒酵母基因调控因子Gal4的N端结构域与含或不含有其共识序列的双链DNA...
果糖肽氧化酶（FPOX）目前用于酶法检测血液样本中糖化血红蛋白和糖化白蛋白的浓度，二者是糖尿病的生物标志物。然而，FPOX 不能直接作用于糖化蛋白，因此现有酶法检测需要先对目标蛋白进行蛋白水解消化。为提高糖尿病检测酶法的速度并降低成本，本研究采用理性设计策略，结合 Rosetta 设计和分子动力学模拟，工程化改造一种具有更宽催化位点...
人神经保护肽 humanin（HN）是一种近期在阿尔茨海默病（AD）人脑中检出的线性 24 氨基酸肽。HN 在体外可特异性抑制由 β-淀粉样蛋白（Aβ）肽以及家族性 AD 相关淀粉样前体蛋白（APP）及其基因突变诱导的神经元死亡，因而被视为 AD 潜在治疗先导结构，但其分子机制尚不清楚。本研究通过亲和质谱和分子建模鉴定 HN 与 A...