Ligify 2.0: a web server for predicted small molecule biosensors.
原核转录因子（TF）可作为小分子生物传感器，在生物技术应用广泛，但多数 TF 的配体仍未知。Ligify 利用基因组背景与酶反应数据库预测 TF 的对应效应分子。本文报道 Ligify 2.0，一个用于 Ligify 预测的现代交互式网页服务器。作者系统评估 Rhea 酶反应数据库中 10965 个小分子与 TF 的关联，最终生成 ...
Ligify: Automated Genome Mining for Ligand-Inducible Transcription Factors.
原核转录因子可被改造为配体诱导的基因表达生物传感器，但已有配体范围极为有限。为扩展该范围，作者开发了 Ligify，一个利用酶反应数据库信息预测可响应用户定义化学物质的转录因子的网页应用。候选转录因子被整合到自动生成的质粒序列中，该质粒被设计为在目标化学物质存在时表达 GFP。基准分析表明，Ligify 正确预测了 100 个已验证...
Snowprint: a predictive tool for genetic biosensor discovery.
生物工程师日益依赖配体诱导型转录调控因子实现基因表达的化学响应控制，但可用调控因子数量有限。虽然可从基因组中挖掘新型调控因子，但其 DNA 特异性认识不足使遗传设计复杂化。本文提出 Snowprint，一种简单而强大的生物信息学工具，用于预测调控因子-操作子相互作用。基准测试表明，对于来自 9 个门、跨越 5 个不同结构家族的实验验...
An antibody-based molecular switch for continuous small-molecule biosensing.
本文提出一种可推广的连续小分子生物传感器设计策略，将现有抗体改造为目标响应“抗体开关”，实现实时、免样品制备的光学检测。通过 DNA 支架将抗体与分子竞争物连接，目标抗原与竞争物发生竞争性结合，引起支架构象切换；在抗体表面引入供体荧光基团、在 DNA 支架近竞争物端引入受体荧光基团，利用 FRET 荧光比变化反映目标浓度变化。作者以...
Electrochemiluminescence of Semiconductor Quantum Dots and Its Biosensing Applications: A Comprehensive Review.
电化学发光（ECL）是由电化学反应触发的化学发光，因无需外部光源、背景低、时空可控，在生物传感和成像中具有重要价值。半导体量子点（QDs）作为新兴 ECL 发光体，相比传统分子发光体具有更高发光效率和可调发射波长，有望提升 ECL 生物传感器的灵敏度与通量。本文系统综述了以半导体 QDs 为发光体的 ECL 研究进展：首先讨论不同共...
A Metasurface Plasmonic Analysis Platform Combined with Gold Nanoparticles for Ultrasensitive Quantitative Detection of Small Molecules.
与食品中药物残留相关的食品安全问题日益受到关注。小分子药物残留分析通常依赖质谱、薄层色谱或酶联免疫吸附测定（ELISA），但这些方法或灵敏度与准确性有限，或耗时、昂贵且需要专业设备和熟练操作。为此，作者开发了一种纳米杯阵列增强超表面等离子体共振（MetaSPR）芯片结合金纳米颗粒（AuNPs）的小分子检测平台（MSPRAN）。该平台...
10.1021/acsomega.3c01741
遗传编码生物传感器系统可在活细胞中运行，是检测与定量多种小分子的通用、廉价且可转移工具。本综述介绍了当前最先进的生物传感器设计与组装，包括转录因子、核糖开关和酶偶联装置、高度工程化荧光探针以及新兴双组分系统。文章重点强调通过生物信息学辅助策略解决导致生物传感器在体内无法达到性能标准的情境问题。优化后的生物传感回路可用于高灵敏度监测分...
Sensbio: an online server for biosensor design.
基于变构转录因子（aTF）的生物传感器可用于为多种应用构建遗传电路。文献和在线数据库中包含数百个经实验验证的分子-转录因子配对，但相关知识分散且常不完整。此外，与生物体内可产生的化合物数量相比，已知存在TF-化合物相互作用的化合物比例很低。因此，需要新工具帮助研究者发现新的潜在TF-配体配对。本文提出Sensbio，一种计算工具，通...
GroovDB: A Database of Ligand-Inducible Transcription Factors.
遗传生物传感器是合成生物学中的核心元件。配体诱导型原核转录因子被广泛用于高通量筛选、动态反馈调控、多层逻辑门以及诊断应用。为给工程应用提供可靠且可检索的资源，作者开发了 GroovDB（https://groov.bio），一个可在线访问的配体诱导型转录因子数据库。该数据库收录构建化学响应遗传回路所需的关键信息，包括生物传感器蛋白序...
Advances in engineering and optimization of transcription factor-based biosensors for plug-and-play small molecule detection.
转录因子（TF）生物传感器已应用于蛋白质工程、动态控制、环境检测和即时诊断等生物技术领域。由于可检测配体范围广且模块化程度高，这类传感器是有前景的分析工具；但针对特定应用设计具有所需配体特异性、灵敏度、动态范围和操作范围的传感器仍具挑战，且不同宿主间正交性受细胞背景影响而受限。本文综述了用于即插即用式小分子检测的 TF 生物传感器在...
Strategies for Improving Small-Molecule Biosensors in Bacteria.
近年来，小分子生物传感器在合成生物学与生物化学研究中日益重要，相关新应用不断涌现。然而，许多细菌小分子生物传感器的实际效用受到功能不足的限制，包括工作范围、动态范围和化学特异性不理想。本文系统综述了细菌细胞内已知的小分子生物传感器机制类型，并总结了用于优化不同功能参数的工程策略。文中讨论了直接改造传感器基因的方法，如定向进化、结构/...
RE-SELEX: restriction enzyme-based evolution of structure-switching aptamer biosensors.
适配体因能高亲和、高选择识别小分子，被广泛用于小分子生物传感器。结构切换适配体可将靶标诱导的构象变化直接转化为功能输出，但传统SELEX通常不筛选产生显著构象变化所需的序列，已有修饰选择方法又受固定化步骤限制。本文报道一种基于限制性内切酶的同相结构切换适配体选择方法（RE-SELEX），利用EcoRI-HF对双链识别位点的切割活性，...
Gold nanoparticle-assisted SELEX as a visual monitoring platform for the development of small molecule-binding DNA aptasensors.
为解决传统指数富集系统进化（SELEX）中耗时长且难以直观监控的问题，本文报道了金纳米粒子辅助 SELEX（GNP-SELEX）作为可视化、校对和自监控平台，并将其应用于小分子结合单链 DNA（ssDNA）适配体传感器的开发。通过各轮次间金纳米粒子的比色变化，GNP-SELEX 无需靶标修饰或额外监控步骤，即可快速判断靶标特异性适配...
Transcription Factor Based Small-Molecule Sensing with a Rapid Cell Phone Enabled Fluorescent Bead Assay.
近期，变构转录因子（TF）被鉴定为体外传感中一类新型生物识别元件：通过指示TF与其对应DNA之间结合亲和力的差异，可表现出对分析物的剂量依赖性响应。本文报道了一种模块化微球生物传感器设计，可应用于TF-DNA-分析物体系。DNA功能化微球可实现高效混合与空间分离；标记有TF的半导体量子点（QD）则作为明亮荧光指示剂，分别指示TF-D...
Graphene/aptamer probes for small molecule detection: from in vitro test to in situ imaging.
小分子是分子生物学、环境、医学和食品工业中的关键检测对象，但因其识别困难，尤其在细胞或动物体内等复杂样品中难以定量。石墨烯/适配体探针凭借高选择性、高灵敏度、低成本以及可用于活细胞或动物体内探测的潜力，为小分子定量提供了新途径。本文综述了石墨烯/适配体探针用于小分子检测的研究进展，重点介绍其设计与开发，以及基于荧光、电化学、比色、化...
Predicting Future Prospects of Aptamers in Field-Effect Transistor Biosensors.
适配体因对蛋白、小分子、寡核苷酸、金属离子、病毒和细胞等目标具有高特异性与选择性，已成为生物传感中重要的识别元件。场效应晶体管（FET）作为换能器，可将生物识别事件引起的界面电荷变化转换为电学信号，具有无标记、超灵敏和低成本等优势。然而，FET 适配体传感器在生理环境中仍受高离子强度导致的 Debye 屏蔽、非特异性结合以及低电荷小...
High-Resolution Scanning of Optimal Biosensor Reporter Promoters in Yeast.
本文报道了一种用于酵母全细胞生物传感器报告启动子的高分辨率扫描策略。作者以酿酒酵母为宿主，构建 VanO、BenO 和 PcaO 操作子在不同位置相对转录起始位点排列的启动子文库，分别由 pTEF1 或 pCYC1 启动子骨架承载，并驱动绿色荧光蛋白（GFP）报告基因表达。通过引入转录因子 VanR、BenM 和 PcaQ，研究香草...
Evolution-guided engineering of small-molecule biosensors.
变构转录因子（aTFs）作为配体特异性生物传感器，可实时监测、筛选和调控细胞代谢，但其特异性及配体浓度与输出信号之间的转移函数常需优化。本文提出一种通用高通量方法，在酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 中进化原核 aTF 的特异性和转移函数。通过对效应结合域（EBD）进行单轮错误 PCR 突变，并结合多种开关...
Innovative engineering and sensing strategies for aptamer-based small-molecule detection.
适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）在体外筛选得到的核酸亲和试剂，已作为离子、小分子和蛋白质等靶标检测的生物识别元件受到广泛关注。过去三十年，适配体传感领域发展迅速，但面向小分子检测的高性能传感器仍难以满足诊断、环境监测和法医分析等应用需求，主要瓶颈在于通用传感平台开发复杂以及小分子检测灵敏度不足。本文综述了适配体小分子检测的...
Creation of stable and strictly regulated enzyme switch for signal-on immunodetection of various small antigens.
本文报道了一种基于融合蛋白的均相免疫检测系统，用于小分子抗原的信号开启型检测。该系统以抗体可变区（VH/VL）作为识别元件，并分别连接界面突变β-葡萄糖醛酸酶（GUSm）作为报告酶；小分子抗原结合后诱导可变区二聚化，使原本无活性的GUSm二聚体进一步组装为活性四聚体，从而催化荧光底物产生荧光信号。此前GUSm因热稳定性差及可能由自发...