Optimization of IspS
酶稳定性常限制微生物生产高附加值化学品和商用酶。作者前期发现，来自 Ipomoea batatas 的异戊二烯合酶 IspSib 热稳定性差，严重限制工程大肠杆菌中异戊二烯生产。本研究通过定向进化提高 IspSib 热稳定性。首先构建三组分蛋白折叠系统 lac′-IspSib-′lac，将 IspSib 的折叠稳定性与氨苄青霉素抗性...
Crystal structure of thermostable acetaldehyde dehydrogenase from the hyperthermophilic archaeon Sulfolobus tokodaii.
醛脱氢酶（ALDH）广泛存在于自然界，在醛类解毒中发挥重要作用。环境中醛类可来自不完全燃烧以及油漆、油毡和清漆等排放物，其中乙醛具有致癌性和毒性。来自超嗜热古菌Sulfolobus tokodaii的热稳定ALDH对乙醛具有高活性，并可能用于乙醛生物传感器。该酶具有独特的广适性，其晶体结构可为催化机制和应用研究提供新见解。然而，此前...
Discovery of Thermostable, Fluorescently Responsive Glucose Biosensors by Structure-Assisted Function Extrapolation.
从序列准确预测蛋白功能仍具挑战。周质结合蛋白（PBP）超家族在细菌中普遍存在，并常通过基因重复产生大量旁系同源物，使功能预测困难。工程化大肠杆菌葡萄糖/半乳糖结合蛋白（ecGBP）已作为无试剂荧光传感器在体外和体内用于葡萄糖检测。为开发更稳健的传感器，本文报道发现保留葡萄糖介导构象耦合荧光响应的热稳定同源物。作者提出基于结构的结构辅...
Thermostability enhancement of l-glutamate oxidase from Streptomyces sp. NT1 by full consensus protein design.
热稳定的 L-谷氨酸氧化酶（LGOX）可用于 L-谷氨酸（L-Glu）检测试剂盒、α-酮戊二酸酶法合成及生物传感器开发，但提高热稳定性的蛋白工程常伴随酶活下降。本研究采用基于序列的全共识（Fc）蛋白设计，在不降低活性的前提下提高中温菌 Streptomyces sp. NT1 来源 LGOX（LGOXNT1）的熔解温度（Tm）。在 ...
Increasing thermal stability and improving biodistribution of VEGFR2-binding affibody molecules by a combination of in silico and directed evolution approaches.
血管内皮生长因子（VEGF）配体家族及其与VEGF受体（VEGFRs）的相互作用在病理性与生理性血管生成中均发挥重要作用。因此，靶向该信号通路的激动剂和拮抗剂配体在基础生物学研究以及治疗和诊断开发中具有潜力。本研究通过计算机模拟与定向进化相结合的方法，工程化改造结合VEGFR2的Affibody分子，以提高其热稳定性、复性能力和体内...
Increased thermal stability of a glucose oxidase biosensor under high hydrostatic pressure.
本文报道高压静压（HHP）、电化学生成邻苯二胺纳米薄膜固定化以及戊二醛交联对葡萄糖氧化酶（GOx）热稳定性的影响。作者将 GOx 包埋于电聚合邻苯二胺（PoPD）薄膜中，制备第一代安培葡萄糖生物传感器，并在 70 ℃、不同压力下进行热失活动力学研究。结果显示，在 70 ℃和常压下，固定化 GOx 的拟一级失活速率常数仅为溶液中 GO...
Ultrafast fabrication of thermally stable protein-coated silver iodide nanoparticles for solid-state superionic conductors.
固态离子导体是电池和传感器等电化学器件的关键组成部分。纳米碘化银（AgI）因室温超离子电导而成为最有前景的离子导体之一。近年来，蛋白质被用作有机模板以获得高性能固态离子导体，并拓展其在生物传感器中的应用。本文报道了一种前所未有的超快光化学合成方法，利用超耐热细菌β-葡萄糖苷酶制备热稳定的蛋白包覆AgI纳米颗粒（NPs），用于固态电解...
Domain communication in Thermotoga maritima Arginine Binding Protein unraveled through protein dissection.
底物结合蛋白是一类在代谢物跨膜选择性转运中发挥关键作用的蛋白家族，其功能依赖于两个结构域的相对运动。本文以海栖热袍菌精氨酸结合蛋白（TmArgBP）为模型，通过蛋白切割研究该家族中的域间通讯。将 TmArgBP 切割为 D1 和 D2 两个结构域，并采用多种实验与计算技术系统表征其稳定性、晶体结构、精氨酸识别能力及动力学。结果表明，...
Carboxymethylated Dextran-Modified N-Heterocyclic Carbene Self-Assembled Monolayers on Gold for Use in Surface Plasmon Resonance Biosensing.
表面化学是多种生物传感应用的关键使能因素。基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器通常采用硫醇化学作为金基底与功能生物传感表面之间的连接层，但已有研究表明，此类传感表面在氧气存在下易发生氧化/降解，以往提高稳定性的努力进展有限。作为替代方案，近期在金表面沉积N-杂环卡宾（NHC）自组装单分子层（SAM）的研究显示出显著潜力。本文报道...
Ancestral Protein Reconstruction and Circular Permutation for Improving the Stability and Dynamic Range of FRET Sensors.
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的小分子生物传感器可在复杂细胞环境中以高时空分辨率监测小分子信号。FRET 传感器通常由一对荧光蛋白与合适的识别域（如溶质结合蛋白 SBP 超家族成员）融合构建。然而，天然 SBP 热稳定性低，可能限制生理条件下成像；其 N/C 端位置也可能不利于荧光蛋白融合，从而限制传感器动态范围。本...
Method for rapid optimization of recombinant GPCR protein expression and stability using virus-like particles.
近年来，稳定并结晶 GPCR 的创新方法推动了 GPCR 晶体结构解析，并使纯化受体可用于生物物理和生化配体结合实验。然而，为适配这些技术，蛋白优化过程漫长，需要反复表达、溶解、纯化和功能分析数十至数百个蛋白变体。本文报道一种新颖且通用的方法，在 HEK293 细胞产生的病毒样颗粒（VLP）中平行筛选数百个 GPCR 变体的蛋白产量...
Structural dynamics of a single-chain Fv antibody against (4-hydroxy-3-nitrophenyl)acetyl.
蛋白质结构动力学对理解结构-功能关系至关重要。抗体可通过亲和力成熟增强与抗原的结合。本研究设计并表达了一种针对(4-羟基-3-硝基苯基)乙酰基（NP）的单链Fv（scFv）抗体C6，其轻链可变区与重链可变区由(GGGGS)3连接肽连接。scFv在大肠杆菌包涵体中表达，经尿素溶解和逐步透析复性，并用抗原亲和柱纯化。作者采用分析超离心、...
"Stable-on-the-Table" Biosensors: Hemoglobin-Poly (Acrylic Acid) Nanogel BioElectrodes with High Thermal Stability and Enhanced Electroactivity.
为实现环境友好且高稳定、高电活性的生物电极，本文报道一种基于酶-聚合物纳米凝胶的简单、低成本、可高压灭菌的高灵敏生物传感器。将亚甲血红蛋白（Hb）包裹于高分子量聚丙烯酸（PAA，MW 450k）中形成 Hb-PAA-450k 纳米凝胶，在蒸汽灭菌条件（122 °C、10 min、17–20 psi）下长时间暴露后，Hb 结构和过氧化...
Biochemical and Structural Properties of a Thermostable Mercuric Ion Reductase from Metallosphaera sedula.
汞离子还原酶（MerA）是汞解毒酶，经进化获得对二价汞离子（Hg2+）的高特异性，并催化其还原为挥发性更强、毒性更低的单质汞（Hg0）。本文对嗜热古菌 Metallosphaera sedula 来源的 MerA 进行了生化与结构表征。M. sedula MerA 具有热稳定性，在 97°C 长时间孵育后仍保持活性。37°C 下，与...
Comparative study of thermal stability of magnetostrictive biosensor between two kinds of biorecognition elements.
本研究制备了两种针对鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）的磁致伸缩生物传感器，分别将多克隆抗体或丝状噬菌体作为生物识别元件固定于磁致伸缩传感平台。传感器在25 ℃、45 ℃和65 ℃条件下储存，并按预定时间暴露于1 mL、1×10^9 cfu/mL的鼠伤寒沙门氏菌水溶液，随后用HP网络分析仪测量共振频率偏移...
Enzyme immobilisation on amino-functionalised multi-walled carbon nanotubes: structural and biocatalytic characterisation.
本研究旨在探究纳米材料上固定化酶的结构与功能，以深入理解酶-纳米材料相互作用并指导功能蛋白-纳米材料偶联物的设计。作者首先用浓硫酸/硝酸混合酸处理多壁碳纳米管（MWNTs），再与乙二胺（EDA）在 HATU 偶联剂作用下进行氨基功能化，以提高其溶解性和生物相容性；采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）表征功能化程度。...
G-quadruplexes form ultrastable parallel structures in deep eutectic solvent.
G-四联体DNA具有高度多态性，其构象转变参与多种重要生命事件。这些可控且多样的结构也使G-四联体DNA成为催化剂、生物传感器和DNA基构筑材料的有前景候选。目前，基于G-四联体DNA的应用大多局限于水相体系。由于许多化学反应和器件需要在严格无水甚至高温条件下进行，在水相外开展G-四联体DNA研究具有挑战性和意义。本文系统研究了10...
L-proline dehydrogenases in hyperthermophilic archaea: distribution, function, structure, and application.
染料偶联 L-脯氨酸脱氢酶（ProDH）在人工电子受体存在下催化 L-脯氨酸氧化为 Δ1-吡咯啉-5-羧酸（P5C）。该酶与 NAD(P) 依赖的 P5C 脱氢酶共同广泛分布于细菌和真核生物中，参与 L-脯氨酸向 L-谷氨酸的代谢。近十年来，在超嗜热古菌中鉴定出三种分子组成不同于已知 ProDH 的新型酶：第一种为异源四聚体 αβγ...
Isolation and characterisation of Ebolavirus-specific recombinant antibody fragments from murine and shark immune libraries.
埃博拉病毒属可引起人和非人灵长类暴发，病死率最高可达90%。为在临床和环境样品中快速、灵敏、特异地检测这些病原体，需要稳健的免疫检测试剂。本研究以扎伊尔埃博拉病毒免疫小鼠和护士鲨，分别构建小鼠单链抗体（scFv）和鲨源新抗原受体可变区（IgNAR V）重组抗体库，并通过噬菌体展示生物筛选获得候选抗体。这是首次报道护士鲨针对颗粒性抗原...
Structural characterization of the organic solvent-stable cholesterol oxidase from Chromobacterium sp. DS-1.
胆固醇氧化酶因广泛用于临床样本、血清和食品中胆固醇的生物传感器检测而具有重要商业价值。提高该酶对温度及不同溶剂条件的稳定性，对提升其应用可靠性与适用性至关重要。本文报道了来自 Chromobacterium sp. DS-1 的胆固醇氧化酶（CHOLOX）的晶体结构。与以往已表征的胆固醇氧化酶不同，该酶尽管来源于中温菌，仍能在有机溶...