卡里翁病由巴尔通体（Bartonella bacilliformis）感染引起，虽可用抗生素治疗，但未治疗时病死率可高达约90%。现有诊断方法受限、灵敏度不足或依赖难以在流行区获得的实验室设备。电化学适配体（E-AB）生物传感器具有便携、灵敏和快速报告小分子/蛋白靶标的特点，可填补这一需求。本研究开发了一种用于检测 Pap31 的 ...
蛋白构象开关广泛用于生物传感，通常由结合靶配体的输入域和产生光学读出的输出域组成。设计此类开关的核心挑战在于通过构象变化将输入与输出信号耦合。本文构建了一种生物传感器：输入域结合诱导折叠驱动输出域构象转变，在体外产生六倍绿到黄比率荧光变化，在培养细胞中产生35倍强度荧光增加。输入域为环状重排FK506结合蛋白（cpFKBP），结合F...
多巴胺是重要神经递质。2018年报道了一种高亲和力多巴胺DNA适配体，但其结合与折叠机制尚不清楚，制约传感器设计。本文采用无标记等温滴定量热（ITC）系统研究该适配体二级结构，将其分为四个区域并逐一检验，确认两个茎区，第三茎区实际为环的一部分。截短实验显示，原始适配体在25°C的Kd为2.2±0.3 μM；缩短1或2个碱基对后Kd分...
人源瞬时受体电位A1（hTRPA1）离子通道又称山葵受体，是多种潜在有害刺激的生物传感器。它可被包括亲电化合物N-甲基马来酰亚胺（NMM）在内的多种化学物质激活，但激活机制尚未完全阐明。本研究利用质谱法，在三种不同NMM浓度下对hTRPA1的共价标记位点进行定位和定量，并以相同方式评估了缺乏大N端锚蛋白重复结构域（ARD）的功能性截...
端粒酶活性是重要的肿瘤生物标志物，其检测对癌症诊断和治疗具有重要意义。本文报道了一种基于构象开关的均相荧光生物传感器，用于检测端粒酶活性。作者对 RNA 适配体 Spinach 进行重新设计，在其 5′端扩展并使其折叠为失活构象，从而阻止与小分子荧光团 5-difluoro-4-hydroxybenzylidene imidazol...
基于稳健蛋白支架的组合文库现已能高效生成可结合任意预定靶蛋白的人工蛋白。αRep 是一类基于 α-螺旋索蛋白重复支架的人工蛋白家族，其筛选出的特异性结合蛋白聚集倾向低，为多结构域构建中的生物传感器设计提供了新的蛋白质工程机会。本文探索了两种基于 αRep 结构的人工双域蛋白的性质，并利用生物物理方法详细表征其结构与功能。结果表明，两...
利用便携式pH计监测环介导等温扩增（LAMP）反应中氢离子（H+）浓度变化来检测生物分子的方法具有快速、便携的优点，但受pH计分辨率限制，灵敏度较低，难以满足痕量分析需求。本文构建了一种新型电化学生物传感器，用于高灵敏检测家蚕微孢子虫（Nosema bombycis）基因DNA PTP1。该传感器以PTP1为模板进行LAMP反应，将...
生物传感器可用于疾病生物标志物识别以及活细胞内特定分子时空分布检测。当前主要挑战是如何将生物识别域与输出模块功能偶联，使结合事件转化为可见且可定量的信号，例如 Förster 共振能量转移（FRET）。多数设计依赖结合蛋白与靶标相互作用后发生构象变化，但天然具有此类变构机制的蛋白很少，且构象变化常不足以产生足够大的供体-受体距离变化...
顺铂是用于多种恶性肿瘤治疗的代表性细胞毒性抗肿瘤金属药物。本文设计了一种无酶放大平台，利用目标物自主触发过程形成血红素/G-四链体 DNAzyme 超三明治结构，用于顺铂检测。由于血红素/G-四链体 DNAzyme 超三明治结构包含多个血红素/G-四链体 DNAzyme 单元，可获得放大的电化学信号。顺铂与所设计血红素/G-四链体 ...
基于适配体的生物传感器为蛋白的高性能、特异性检测提供了前景。血栓素结合适配体（TBA）是一种可形成G-四链体的DNA序列，在生物传感器构型中常在一端进行延长，以提高分析性能。本文研究了TBA在5′端延长对其结构和稳定性的影响。圆二色光谱表明，TBA在所有研究的阳离子（Ba2+、Ca2+、K+、Mg2+、Na+、NH4+、Sr2+以及...
本研究设计了一种基于固定化茎环结构探针的电化学 DNA 生物传感器，用于堆肥降解过程中铜绿假单胞菌 16S 核糖体 RNA（rRNA）的酶促检测。探针 5′ 端修饰硫醇、3′ 端修饰生物素，通过自组装固定于金电极表面。无目标时探针呈闭合茎环构象；目标核酸杂交后诱导构象打开，使 3′ 端生物素与链霉亲和素-辣根过氧化物酶（HRP）结合...
丁型肝炎病毒（HDV）核酶能在人细胞环境中有效工作，是开发基因失活系统的理想候选分子。新一代 SOFA-HDV 核酶通过引入特异性开/关适配体（SOFA）模块，显著提高了核酶的特异性和切割活性。与 RNA 干扰和锤头核酶不同，SOFA-HDV 核酶用于反式切割特定 RNA 的设计过程尚未经历系统优化。本研究旨在改进并明确 SOFA-...
电化学适配体（E-AB）传感器将适配体-配体识别与电化学读出相结合，可在无需外源试剂和洗涤步骤的情况下直接检测全血、食品和土壤提取物等复杂样品中的目标物。该类传感器依赖电极固定探针适配体在目标结合后发生构象变化，从而改变共价连接的氧化还原标签与电极之间的电子交换效率。然而，传统适配体筛选通常不选择构象开关结构，因此需要重新工程化适配...
结合诱导的生物分子开关在自然界和生物技术中广泛用于检测化学基团并将识别事件转换为有用输出。本文表明，这类开关的热力学可由一个简单的三态群体转移模型定量描述：非结合、非信号态与具有结合能力的信号态之间存在预先平衡，目标结合使平衡向信号态移动。因此，其性能受开关热力学内在权衡决定：有利于非结合构象的开关平衡常数可增大信号变化，但会降低表...
RCC1是Ran GTP酶唯一已知的鸟苷酸交换因子，在核质运输、纺锤体组装和核膜重建中发挥关键作用。RCC1通过DNA与组蛋白的双模式结合染色质，结合缺陷会导致染色体错误分离；apo-Ran可增强其染色质结合，但机制不清。本文证明RCC1 N端1–20氨基酸尾对DNA结合必不可少，却抑制组蛋白结合；apo-Ran显著促进RCC1与D...