蛋白激酶在调控细胞过程中发挥关键作用，实时可视化其活性对理解信号动态至关重要。基因编码荧光生物传感器已成为研究激酶活性的有力工具，但由于缺乏合适底物肽，许多激酶的传感器开发仍具挑战。本文提出一种鉴定肽底物的新方法，并通过开发蛋白激酶N（PKN）活性传感器验证其有效性。该方法鉴定出一条新的PKN底物肽，并优化用于荧光传感器设计。所得传...
蛋白激酶C（PKC）家族由三个调控方式不同的亚家族组成，长期以来被认为是多种细胞功能的关键。然而，PKC 酶在不同亚细胞位置如何被调控，尤其是在内质网、溶酶体和 Par 信号复合体等新兴信号枢纽，仍不清楚。本文报道了一种高灵敏度的激发比率型 C 激酶活性报告器 ExRai-CKAR2，可检测亚细胞 PKC 活性的微小变化。将 ExR...
自首个基于荧光共振能量转移（FRET）的钙指示剂Cameleon问世以来，多种遗传编码生物传感器（GEB）被用于在活细胞中时空分辨地监测离子浓度、细胞状态和酶活性等生理参数。FRET依赖供体与受体荧光蛋白间光谱重叠和非辐射能量转移，当传感域与目标分子相互作用引起构象变化时，供体-受体距离改变，从而改变FRET效率。现有GEB优化常需...
CDK6激酶与CDK4共同调控G1期细胞周期进程，但在转录、血管生成和代谢中具有细胞、组织和发育特异性功能。尽管CDK6是潜在肿瘤生物标志物和治疗靶点，目前仍缺乏在复杂环境中评估其活性的方法。本研究报道了一种源自6-磷酸果糖激酶（PFKP）的荧光肽生物传感器CDKACT6，通过荧光强度敏感变化报告CDK6激酶活性。该传感器可剂量依赖...
蛋白激酶表达与活性增强是肿瘤细胞增殖和癌症进展的关键，相关激酶形成复杂互作网络。为评估激酶抑制剂对信号网络的影响，作者建立了基于荧光共振能量转移（FRET）生物传感器的高内涵成像方法，用于在两种三阴性乳腺癌（TNBC）细胞系 HCC1806 和 Hs578T 中定量检测 ERK 和 AKT 活性。首先利用 EGF 刺激及不同 MEK...
蛋白激酶信号网络严格调控细胞增殖、迁移和存活等过程，也是癌症发生与进展的核心。能够直接在活细胞中揭示激酶信号时空动态的遗传编码荧光生物传感器，正越来越多地用于研究癌细胞和肿瘤组织切片中的激酶信号。这些传感器可在原位可视化生物过程，保留天然生物学背景，并提供细胞内定位与动态的详细信息。本文首先综述激酶活性生物传感器的常见设计策略，包括...
细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）在细胞周期进程和转录调控中起关键作用，其过度激活与癌症相关。然而，在生理背景下连续、敏感地测量其活性或药物抑制的方法有限。为此，作者设计了一种模块化荧光蛋白生物传感器CDKACT，通过CDK/周期蛋白磷酸化引起荧光强度实时变化来报告激酶活性。该传感器由组蛋白H1来源的CDK底物肽序列（引入唯一半胱氨...
基于荧光、可基因编码的生物传感器是实时分析生物过程的常用工具。过去几十年，可基因编码生物传感器的数量及其可监测的生物学过程类型迅速增加。本文旨在向读者介绍生物传感器开发的一般原则与实践，并突出生物传感器如何帮助阐明生物学功能中的关键问题。文章重点讨论用于监测激酶活性的传感器，并以其说明传感器设计中的常见考量。文中还描述了激酶和第二信...
基于荧光蛋白（FP）的生物传感器可实时监测活细胞内酶活性，但第一代 FRET 型激酶传感器通常荧光响应较低，优化过程费时费力。本文报道利用高通量大肠杆菌菌落筛选策略优化激酶 FRET 生物传感器。作者构建 pUADE 双表达质粒，在 Ptac 启动子下表达传感器变体，在 PBAD 启动子下表达组成型激酶；通过 L-阿拉伯糖诱导激酶表...
蛋白质的翻译后修饰（PTMs）是细胞信号网络中几乎所有动态过程的关键机制。基于荧光蛋白（FPs）的遗传编码报告分子是时空可视化细胞参数的有力工具。因此，常用模块化生物传感器设计已被改造，用于生成多种蛋白基指示器，以监测活细胞中不同 PTM 或相应酶活性，为单个 PTM 的动力学与调控功能提供新的生物学认识。本综述描述聚焦 PTM 的...
本文报道了一种以金纳米颗粒（Au NPs）为信号转导探针的电化学发光（ECL）生物传感器，用于蛋白激酶活性与抑制分析。半胱氨酸终止的 kemptide 通过 Au-S 键固定于金电极表面，巯基乙酸封闭非特异性位点。在硫代三磷酸腺苷（ATP-γ-S）存在下，蛋白激酶A（PKA）催化 kemptide 磷酸化，在丝氨酸残基引入硫代磷酸基...
信号转导研究因遗传编码FRET生物传感器的快速发展而发生范式转变。这类传感器利用一对适合FRET的荧光蛋白，将激酶磷酸化或第二信使浓度变化等信号事件转化为融合蛋白的构象变化，并通过供体与受体荧光强度比的变化进行实时检测。激酶活性报告器通常由激酶特异性底物、磷酸氨基酸结合域和两侧荧光蛋白组成；第二信使传感器则依赖配体结合域在结合Ca2...