实体瘤普遍能够逃避接触抑制增殖（CIP），即在细胞间接触发生时停止增殖的保护机制。Merlin 是一种 ERM 样蛋白，对 CIP 具有关键调控作用，并在多种癌症中频繁失活，因此是肿瘤生物学中重要的肿瘤抑制因子。尽管 Merlin 在癌症中的作用已被广泛研究，但由于其缺乏固有催化活性且频繁发生构象变化，一直是难以研究的蛋白。为应对这...
肿瘤坏死因子（TNF）在类风湿关节炎、克罗恩病等炎症和自身免疫疾病中起重要作用。TNF通过与TNFR1或TNFR2结合发挥效应，因此小分子疗法需选择性抑制TNFR1以避免副作用。近期，我们构建了时间分辨荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于高通量筛选调节TNFR1构象的小分子，并鉴定出可抑制受体激活但效力较低的zafirluk...
瞬时受体电位经典通道（TRPC）是参与钙离子稳态调控的膜蛋白，其功能受G蛋白偶联受体（GPCR）调节。本研究构建了两种分子内生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器，即GFP10-TRPC7-RLucII和RLucII-TRPC7-GFP10，用于在受体激活后监测TRPC7构象变化。作者先在HEK293细胞中瞬时表达不同GPCR和...
蛋白质功能常依赖配体诱导的构象变化，但常规生物物理筛选通常不能直接揭示配体如何影响其功能。本文开发了一种高通量第二谐波产生（SHG）生物传感器，用于实时检测与蛋白结合后诱导构象变化的片段并识别动态区域。作者以乙酰胆碱结合蛋白（AChBP）为模型，建立野生型和六个单半胱氨酸突变体的多孔板SHG检测体系，并通过胺基或马来酰亚胺化学偶联第...
G-四联体（G4）是由富含鸟嘌呤核酸序列形成的非经典二级结构，在端粒维持、转录和DNA复制等体内过程中发挥重要作用。G4主要有平行、反平行和混合三种拓扑构型，通常由K+、Na+等金属阳离子通过鸟嘌呤四联体中心配位而稳定。由于同一G4序列在不同环境条件下可形成不同构象，研究者开发了多种基于G4的传感器，且许多适配体折叠为G4结构，使其...
等离激元纳米结构被用于多种分析技术，以检测化学和生物物种，其中也包括气味结合蛋白（OBP）及其与气味分子相互作用的表征。由于气味分子分子量低，常规表面等离子共振（SPR）难以直接检测，因此需要采用其他等离激元传感模式。本章提供基于两种利用 OBP 与亲和伙伴特异性结合后发生构象变化的实验指南。首先讨论用 SPR 监测生物分子构象变化...
许多膜受体受营养物质调控，但单一受体如何整合多种营养信号仍不清楚。钙敏感受体（CaSR）可被钙离子和多种氨基酸等调节，是维持细胞外钙稳态的关键 G 蛋白偶联受体。本研究开发了一种无细胞时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）构象型 CaSR 生物传感器，通过精确控制环境营养物浓度，解析受体激活伴随的主要构象变化。该体系显示，Ca2...
蛋白质的功能、活性与相互作用高度依赖其三维结构，并常受效应物结合和环境变化调控。组织转谷氨酰胺酶（Transglutaminase 2, TG2）是一种多功能蛋白，可被核苷酸和 Ca2+ 别构调控，二者触发相反的构象变化。本文引入 switchSENSE 作为 TG2 表征工具，提供蛋白构象与分析物结合动力学的新见解。作者首次测定了...
汞离子（Hg2+）是普遍存在的环境污染物，其检测对公共健康至关重要。本研究通过构建汞感应转录因子 MerR 与增强型黄色荧光蛋白（EYFP）的蛋白融合体，开发了一种新型荧光生物传感器。Hg2+ 诱导 MerR 发生构象变化，并将该变化转导为荧光信号变化。随着 Hg2+ 浓度升高，生物传感器蛋白的荧光强度降低，在 0.5–40 nM ...
肌动蛋白细胞骨架的重排部分依赖于Rho家族小GTP酶在局部动态激活与失活。SWAP70可结合并激活小GTP酶RAC1，同时结合丝状肌动蛋白和PIP3。本研究构建了一种编码型生物传感器，利用Förster共振能量转移（FRET）在活细胞中实时显示SWAP70的构象变化。该传感器将mTurquoise和Venus分别融合于SWAP70两...
Src 激酶在细胞迁移、机械感知、促分裂与抗凋亡信号中发挥关键作用，其异常激活常见于多种肿瘤。非活性 Src 呈紧凑构象，由 SH2 域结合磷酸化 Tyr527、SH3 域结合 CD linker 及激酶域等分子内相互作用维持；活性 Src 呈开放构象。作者利用这一空间调控机制，构建了基因编码的荧光共振能量转移（FRET）Src 生...
细菌周质结合蛋白（PBP）在配体结合后会发生显著构象变化，可被用于监测配体浓度。构建此类生物传感器的常用策略是采用 Förster 共振能量转移（FRET）信号：在 PBP 上连接两个荧光蛋白（FP）或两个不同颜色的有机荧光染料，使光学读出信号与配体浓度相关。本研究在单分子水平比较了基于大肠杆菌葡萄糖/半乳糖结合蛋白 MglB 的荧...
Pin1是一种肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase），通过识别并结合磷酸化蛋白调控其活性与稳定性。Pin1由PPIase结构域和WW结构域组成，二者均对其功能必不可少，但二者在结合磷酸化蛋白后如何发生行为变化尚不清楚。本研究构建了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器CPinY，其结构为CFP-Pin1-YFP_cp195融...
Slingshot 是一类调控细胞骨架动力学的磷酸酶，其活性在不同生理背景下受到严格调控；异常升高的 Slingshot 活性与癌症、阿尔茨海默病和血管疾病等多种人类疾病相关，因此特异性抑制剂具有治疗潜力。然而，Slingshot 的催化机制及其被肌动蛋白激活的酶学基础仍不清楚。本文报道人源 Slingshot2（SSH2）N 端区...
本文报道了分子信标（MB）探针构象变化对倏逝波光子传感器识别核酸目标寡核苷酸影响的实验研究。研究采用基于硅光子带隙（PBG）结构的高灵敏度光子传感器，MB探针通过5′端巯基固定于传感器表面，并在3′端附近引入生物素基团，以选择性结合链霉亲和素（streptavidin, St）。通过比较St标记与未标记MB探针在目标寡核苷酸检测中的...
本文构建了一种用于亚砷酸盐检测的电化学生物传感器，利用氧化石墨烯辅助原位生成普鲁士蓝纳米颗粒作为增强氧化还原信号标签。首先，5′-巯基标记的(GT)21单链DNA通过Au-S键自组装在金电极表面。氧化石墨烯可通过π-π堆积与单链DNA相互作用，并促进其表面生成具有电化学活性的普鲁士蓝纳米颗粒。无亚砷酸盐时，大量氧化石墨烯/普鲁士蓝纳...
近年来，少数具有 Na+ 特异性的 RNA 切割 DNAzyme 被报道，并从 NaA43 和 Ce13d DNAzyme 中鉴定出 Na+ 适配体；这些 DNAzyme 及其嵌入适配体已被用于 Na+ 检测。本研究利用荧光共振能量转移（FRET）考察 Ce13d DNAzyme 的 Na+ 依赖性折叠。当 FRET 供体和受体分别...
钼和钨以可溶性氧阴离子形式经细菌和古菌的高亲和 ATP 结合盒（ABC）转运系统摄取，其中组分 A（ModA/TupA）是细胞区分 MoO4^2−、WO4^2− 及其他相似氧阴离子的第一道选择门。本文报道了来自阿拉斯加脱硫杆菌 G20 的 apo-TupA 蛋白的生化表征及 1.4 Å 分辨率晶体结构。小角 X 射线散射（SAXS）...
微管相关蛋白Tau是一种天然无序蛋白，参与多种神经退行性疾病（tauopathies），并在神经原纤维缠结中聚集。Tau如何从结合微管的状态转变为易聚集状态，以及tauopathy相关突变如何影响其在细胞中的行为仍不清楚。为此，作者开发了一种基于全长Tau蛋白的遗传编码FRET生物传感器（CST），用于在活细胞中实时监测Tau构象变...
Src 家族酪氨酸激酶 p56Lck（Lck）的活性受 Tyr394 和 Tyr505 磷酸化调控。Tyr394 磷酸化和 Lck 构象开放被认为激活激酶，而 Tyr505 磷酸化形成关闭、失活构象。作者利用高灵敏度 FRET 生物传感器 TqLck-V2 和荧光寿命成像显微镜（FLIM），在未经刺激和 T 细胞受体（TCR）刺激后...