本文以生物素–链霉亲和素体系为概念验证，报道了一种可捕获目标蛋白的理性设计金表面功能化生物传感器。作者开展多尺度模拟，以阐明链霉亲和素在四种不同生物素化金表面上的结合机制：布朗动力学模拟用于揭示链霉亲和素在表面的优先初始取向，经典分子动力学模拟用于优化结合构象，并研究结合过程中的基本作用力与结合动力学。实验上采用带耗散监测的石英晶体...
小汗液因其非侵入、可周期性获取且与血浆相关性有限，是生理与代谢生物标志物可穿戴生物传感器设计的理想替代诊断体液。本文旨在建立小汗液的 in silico 分子模型，以辅助葡萄糖、皮质醇等候选分析物的传感器开发。研究首先验证分子动力学中常用水模型，采用 TIP3P 与 SPC/E 两种三站点刚性水模型，并结合 CHARMM36m 力场...
本研究报道了一类双吲哚马来酰亚胺（Bisindolylmaleimides, BIMs）化合物作为钙调蛋白（calmodulin, CaM）潜在抑制剂的分子水平相互作用。BIMs 是源自斯他唑星（staurosporine）的药物原型，其中 BIM II、IV、VII、X 和 XI 首次被提出并报道为可能的 CaM 抑制剂。研究采用...
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...
荧光标记的溶质结合蛋白可因配体结合而改变荧光输出，被广泛用于多种生物传感器。作者此前开发了“计算识别非干扰连接位点”（CINC）方法，利用分子动力学模拟快速设计和构建蛋白–荧光团偶联型生物传感器。本文报告了用于CINC的改进计算评分算法FScore2.0，并据此构建了一组寡半乳糖醛酸检测生物传感器。该算法重点分析蛋白空载态与配体结合...
计算方法可显著辅助核酸荧光实验，既能提供研究体系构象与相互作用的原子级细节，也能准确模拟基本参数。基于荧光的光学生物传感器在严重疾病临床诊断中具有高特异性潜力，许多设计依赖 Förster 共振能量转移（FRET）。目前实验方法依赖若干理论假设，这些假设会根本影响结果。若获得详细的原子级概览或重要模拟参数，可改善对计算的理解并给出更...
荧光标记的溶质结合蛋白可因配体结合而改变荧光输出，已被用于多种生物传感器。传统方法常需对多个标记位点和多种荧光团进行试错筛选，过程费时，并可能降低配体结合亲和力或改变特异性。本文提出计算识别非破坏性偶联位点（CINC）方法，用于简化荧光团偶联位点的筛选。CINC 利用蛋白结构动力学性质，识别在偶联荧光团后仍能于配体结合时产生荧光变化...
本研究利用 hCaM-M124C-mBBr 荧光生物传感器和分子动力学（MD）模拟，考察四种钙调蛋白（CaM）相关肽在不同钙当量下与 CaM 的相互作用。由于该生物传感器灵敏度高，作者根据每种肽在不同钙当量下的荧光滴定结果计算了五个解离常数（Kd），发现钙饱和度与 Calspermin、nNOS 和 skMLCK 肽亲和力呈正相关；...