嗅觉受体（ORs）是A类G蛋白偶联受体（GPCRs）中最大的亚家族，但已解析的三维结构很少。为有效发现新型气味分子并阐明其结合模式及激活/失活机制，需要基于结构的虚拟筛选和更深入的构象认识。本文提出一种结合AlphaFold2、分子模拟和虚拟筛选的协议，用于构建目标嗅觉受体OR9Q2与激动剂结合时的激活态模型。研究定义了配体稳定持续...
动物能够以高灵敏度和选择性识别环境中数十万种气味。随着生物嗅觉研究进展，科学家从动物嗅觉系统中提取多种生物材料，并将其与不同换能器集成，形成大量气味生物传感器。这些传感器继承了生物体的感知能力，具有优异检测性能。本文主要介绍基于动物嗅觉系统物质的气味生物传感器，系统描述并比较了器官/组织型、细胞型和蛋白型生物传感器的代表性实例，包括...
人工化学感官器件在工业、安防和医学中具有广泛应用。动物嗅觉系统探测环境化学性质所表现出的速度、灵敏度和选择性，为这些器件的设计提供了灵感。本综述考察了天然嗅觉系统的分子与细胞组分如何被整合到人工化学传感器，即生物电子传感器中，重点讨论与信号转导系统结合的生物学材料。文章分析了不同生物化学感官材料作为器件核心时的优势与局限，并评估了不...
动物嗅觉系统依赖蛋白质，尤其是嗅觉受体（ORs）和气味结合蛋白（OBPs），作为天然传感单元识别气味分子。近年进展表明，这些蛋白质也可作为气相生物传感器中的分子识别单元，用于检测挥发性有机化合物（VOCs）。此外，气味分子与ORs或OBPs之间的相互作用，为设计具有可调选择性的肽段提供了重要灵感。本文综述了采用生物识别单元（ORs、...
膜蛋白是生物膜的核心功能组分，在嗅觉、味觉等环境刺激识别中起关键作用，其对目标分子的高特异性显著优于传统人工传感器。本综述系统介绍利用膜蛋白功能构建生物传感器的最新进展，并将现有体系分为脂质双分子层平台和细胞平台。在脂质双分子层平台中，膜蛋白被嵌入磷脂双分子层，作为生物分子与传感器件之间的桥梁；其中生物纳米孔被广泛用作传感元件，通过...
在生物传感系统中，嗅觉受体位点可被气味分子激活，生物相互作用经信号转导级联转化为电信号，导致离子通道开放、纤毛内产生电流并使膜去极化。本文提出一种新研究，利用相同位点单层吸附模型确定嗅觉频带，并通过嗅觉响应表达式描述静态与动态灵敏度。了解嗅觉感觉神经元中受体位点尺寸有助于理解分子结构与生物活性之间的关系。微受体和介受体主要通过物理吸...
生物电子鼻是一种结合生物受体与智能化学传感器阵列的系统，用于识别气体和蒸气，模拟哺乳动物嗅觉，可在极低浓度下灵敏、特异识别挥发性有机化合物（VOCs）。嗅觉由嗅觉系统完成，吸入的嗅素接触含嗅觉受体（ORs）的嗅上皮。由于能模拟生物嗅觉，仿生电子鼻已用于复杂环境中多种重要化合物检测。近年来，生物传感器系统结合纳米电子技术与嗅觉受体本身...
生物体如何检测环境中的特定挥发性化合物，以及由此产生感知和行为反应的神经处理机制，长期以来是科学研究的热点。早期嗅觉研究主要依赖对完整动物进行电生理测量。人类嗅觉受体（OR）基因家族的发现推动了多种细胞学检测体系的发展，这些体系主要用于对哺乳动物和昆虫嗅觉受体进行“去孤儿化”鉴定。相关研究显著深化了对嗅觉分子基础的认识；目前对脊椎动...
鱼类如何在大体积水体中检测痕量分子尚不清楚，推测其可能利用嗅觉受体识别水溶性化合物。斑马鱼仅有98个功能嗅觉受体，却能选择性检测并识别水中多种化合物，这一现象仍难以解释。本文研究鱼类嗅觉的生化与分子机制，报道了一种生物工程斑马鱼嗅觉受体OR131-2的研究。该受体从HEK293S四环素诱导表达系统中亲和纯化获得。共聚焦显微镜显示，受...
嗅觉受体（OR）是 G 蛋白偶联受体，负责识别气味分子，但此前难以大规模制备有功能的 OR 蛋白。本文建立了一种哺乳动物表达系统，用于大规模生产和纯化功能性 OR。作者从四环素诱导的 HEK293S 细胞系中纯化人嗅觉受体 hOR17-4，并通过生物反应器悬浮培养扩大产量，经免疫亲和层析和尺寸排阻层析获得 >10 mg 单体 hOR...