遗传编码生物传感器可将小分子配体的产生转化为适合高通量筛选或体内选择的读出信号，对优化小分子生物合成途径具有重要意义，但获得具有合适响应函数和配体偏好的传感器仍具挑战。本研究证明，连续高突变系统 OrthoRep 可有效用于进化高性能生物传感器。作者将别构转录因子 BenM 编码于 OrthoRep 上，使宿主酿酒酵母在传代过程中快...
克拉霉素（clarithromycin, CLA）是天然大环内酯红霉素（erythromycin, ErA）的改进半合成类似物。C6羟基上引入甲基使分子酸稳定性提高，成为临床有用抗生素。本文表明，生物传感器蛋白 MphR 的效应物特异性可通过进化被改造为选择性识别 CLA，从而在活细胞内报告该分子的生成。此外，进化变体的晶体结构揭示...
蛋白或微生物菌株设计的高通量表征耗时费力，限制了高性能生物催化剂的开发。转录生物传感器可将难以观察的生产表型转化为可检测信号，从而在短时间内快速表征数千个变体；但许多目标分子缺乏决定传感器特异性的特异性转录调控因子。本文提出一种结合半理性过渡配体策略与流式细胞分选（FACS）的方法，用于快速工程化生物传感器特异性。该两步策略首先将生...
生物报告器是由基因改造的活细胞组成，当目标化合物存在时产生易于测量的信号。其核心是感知蛋白或适配体，配体结合后调控报告蛋白表达。周质结合蛋白（PBP）曾被提出作为设计非天然配体识别受体的通用支架，但成功有限。本研究以大肠杆菌核糖结合蛋白（RbsB）为骨架，结合计算模拟、随机突变和报告基因筛选，优化了原本用于识别非天然配体1,3-环己...
微生物发酵中代谢异质性和代谢流动态变化限制精确控制，常导致生长受损和低产量。动态代谢工程通过设计多层多基因动态调控网络（DRN），使单个细胞根据生长和代谢物积累自主调节代谢流。本文开发生长耦合的NCOMB（柚皮素-对香豆酸-丙二酰辅酶A平衡）DRN，系统优化(2S)-柚皮素和对香豆酸响应调控通路，实时控制胞内malonyl-CoA供...
定向进化是优化蛋白质和代谢反应的有效方法，但通常需要在突变、筛选和扩增之间反复迭代，劳动密集且受初始序列空间与筛选通量限制。本文建立了一种整合连续超突变与高通量筛选的定向进化工作流，用于代谢途径酶优化。该工作流利用正交复制系统OrthoRep在酿酒酵母中持续生成目标酶变体，并采用基于转录因子的生物传感器对最佳性能变体进行高通量分选。...
甲醇脱氢酶（Mdh）是利用甲烷和甲醇作为碳源与能源的关键酶，在甲基营养和合成甲基营养中具有重要作用。NAD 依赖型 Mdh 因单亚基、可在有氧和厌氧条件下产生 NADH 而成为合成甲基营养工程的重要候选，但其催化活性低、对甲醇亲和力不足限制了应用。本研究采用基于转录因子的生物传感器，对来自 Lysinibacillus xylani...
工程抗体以提高靶标特异性、降低检测限或引入新功能，是生物传感器开发的重要方向。尽管已有多种亲和生物传感器可在不同分析物浓度下产生输出信号，但在复杂生物样品中实现可逆、连续的蛋白监测仍具挑战。本文探索利用定向进化调节高亲和抗表皮生长因子受体（EGFR）单链可变抗体片段（scFv）的解离动力学，从而在无标记结合检测中实现连续蛋白传感。研...