Optimised nanobody-based quenchbodies for enhanced protein detection.
淬灭抗体（quenchbody）是标记荧光团的抗体，其荧光强度在结合抗原后增强，在生物传感器开发中具有重要前景。基于纳米抗体的淬灭抗体因体积小、表达容易、稳定性高、可快速进化且易于蛋白工程而尤为吸引人。然而，现有用于蛋白质检测的设计动态范围有限，荧光增强通常仅为1.1–1.4倍。本研究鉴定了纳米抗体互补决定区（CDR）中决定淬灭抗体...
Customization of Ethylene Glycol (EG)-Induced BmoR-Based Biosensor for the Directed Evolution of PET Degrading Enzymes.
塑料垃圾持续威胁生态系统和人类健康。尽管塑料降解酶性能提升，但缺乏高通量筛选（HTS）工具限制酶工程应用。本研究开发基于 BmoR 的荧光全细胞生物传感器，检测聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）降解产物乙二醇（EG），用于 PET 降解酶定向进化。通过荧光激活细胞分选（FACS）辅助转录因子工程，定制 EG 响应型 BmoR 突变体，提...
Development of an miRFP680-Based Fluorescent Calcium Ion Biosensor Using End-Optimized Transposons.
开发新的或改进的单荧光蛋白生物传感器（SFPB），尤其近红外激发/发射，对生物成像很重要。为加速 SFPB 开发，作者报道末端优化的修饰转座子，用于将荧光蛋白随机插入分析物结合域或反之，以最小化连接 linker 长度。较短 linker 可增强结合域构象变化向荧光蛋白发色团荧光调制的变构耦合。概念验证中，末端修饰 Mu 转座子将环...
A genetically encoded biosensor to monitor dynamic changes of c-di-GMP with high temporal resolution.
实时、高时间分辨地监测信号分子和代谢物变化是理解动态生物系统的关键。本文利用定向进化策略，开发了一种用于细菌普遍第二信使环二鸟苷酸（c-di-GMP）的基因编码比率型生物传感器。c-di-GMP 调控运动性、表面附着、毒力与持留等重要过程。所得传感器 cdGreen2 能在单细胞水平忠实追踪 c-di-GMP，并在长时间成像中保持高...
Directed Evolution of Near-Infrared Serotonin Nanosensors with Machine Learning-Based Screening.
本研究采用一种新策略改进血清素响应的单链DNA包裹单壁碳纳米管（ssDNA-SWCNT）纳米传感器，将定向进化与机器学习预测相结合，以迭代优化传感器的灵敏度与选择性。在三轮提高血清素灵敏度的筛选中，研究显著提升了传感器性能，使荧光响应较原始序列增强约2.5倍。随后，针对血清素与多巴胺结构高度相似的问题，通过两轮选择性优化，实现了血清...
Tunable T7 Promoter Orthogonality on T7RNAP for
融合脱氨酶的T7 RNA聚合酶（T7RNAP）为体内靶标特异性酶进化提供了同时完成DNA修饰与筛选的工具。本研究通过调节T7RNAP与T7启动子之间的结合效率，建立了名为dT7-Muta的新平台，用于基因诱变。概念验证中，利用dT7-Muta改变sfGFP的荧光分布，并通过流式细胞术筛选突变体。作为功能验证，作者对来自土曲霉（Asp...
Coupling a Live Cell Directed Evolution Assay with Coevolutionary Landscapes to Engineer an Improved Fluorescent Rhodopsin Chloride Sensor.
荧光蛋白传感器在活细胞中的应用加速了对生物氯离子过程的理解。利用实验室引导进化可生成并多样化具有不同性质的传感器。我们此前发现，来自 Gloeobacter violaceus 的荧光质子泵视紫红质 wtGR 可改造为氯离子荧光传感器：在 wtGR 与青色荧光蛋白（CFP）融合体的席夫碱反离子位点引入 D121V 突变，得到 GR1...
NADPH biosensor-based identification of an alcohol dehydrogenase variant with improved catalytic properties caused by a single charge reversal at the protein surface.
醇脱氢酶（ADHs）可用于还原性生物转化生产手性醇。本研究基于 NADPH 生物传感器 pSenSox 和荧光激活细胞分选（FACS），对乳酸乳杆菌来源的 NADPH 依赖型醇脱氢酶 LbADH 进行高通量筛选，寻找将 2,5-己二酮还原为 (2R,5R)-己二醇活性更高的变体。通过易错 PCR 构建约 1.4×10^6 个克隆的随...
Directed Evolution to Engineer Monobody for FRET Biosensor Assembly and Imaging at Live-Cell Surface.
监测细胞表面酶活性具有挑战性，因为基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器在转运和膜整合方面效率较低。为此，作者开发了一种供体与受体分离、可在原位组装的混合生物传感器。通过整合定向进化与序列-功能分析，作者工程化了一种 monobody 变体 PEbody，使其能够特异性结合藻红蛋白 R-PE。PEbody 可用于可视化细胞间连...
Design Principles for SuCESsFul Biosensors: Specific Fluorophore/Analyte Binding and Minimization of Fluorophore/Scaffold Interactions.
量化蛋白在活系统中的位置与浓度对理解其功能至关重要。SuCESsFul（支架偶联环境敏感荧光团）生物传感器将分析物识别与荧光信号转导整合于同一分子，可在高时空分辨率下检测目标蛋白，但其开发长期依赖大量经验筛选。作者系统表征了超过400种由不同蛋白分析物、结合支架和环境敏感荧光团组成的传感器，发现仅少数组合具有大于2倍的荧光动态范围。...
Synthetic RNA switches for yeast metabolic engineering: screening recombinant enzyme libraries.
定向进化是提升低活性酶催化能力的重要策略，尤其适用于酶被改造以接受新底物或适应新环境的情形。由于酶活性强烈依赖其微环境，筛选条件应尽量接近最终应用场景。当目标酶需要在活细胞内发挥作用时，RNA 生物传感器可将难以直接测量的代谢表型，即目标小分子的生成，与易于检测的荧光表型相连接，从而在活细胞内实现高通量筛选。本文介绍了一种基于合成 ...