Lamin A 丝氨酸22位点（Ser22）的广泛磷酸化（pSer22）是细胞有丝分裂的标志，可促进核膜解体；在间期，pSer22 lamin A 丰度较低，并参与力学转导、病毒感染和基因表达。已有大量证据表明，磷酸化修饰调控 lamin A 对细胞功能与命运的作用，但目前尚缺乏用于实时观察 pSer22 lamin A 动态变化的...
局灶黏附（FA）是连接细胞外基质结合整合素与肌动蛋白细胞骨架的多蛋白复合体，并传递调控细胞黏附、细胞骨架动力学和迁移的信号。尽管FA中丝氨酸/苏氨酸磷酸化比酪氨酸磷酸化更丰富，其机制仍不清楚。蛋白激酶A（PKA）在细胞黏附和迁移中发挥重要作用，且其功能高度依赖亚细胞定位。本研究证明PKA存在于分离的FA-细胞骨架复合物中，并在活细胞...
心肌肌球蛋白结合蛋白C（cMyBP-C）是肌节粗丝相关蛋白，也是治疗心衰收缩功能障碍的潜在靶点。通过小分子药物结合模拟磷酸化cMyBP-C的结构动态，可调节其构象状态并改善收缩功能。本研究开发了一种人源cMyBP-C生物传感器，用于检测磷酸化和突变引起的分子内结构变化。作者利用定点突变和时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET），在...
tau 蛋白病是一类以 tau 蛋白异常聚集为特征的神经退行性疾病。家族性病例中 MAPT 基因突变通常降低 tau 与微管的结合并促进胞质不溶性聚集。近期发现的 Q336H 突变与 Pick 病相关，体外研究显示其反而增强微管聚合，表现出与其他 tau 突变相反的特性。本研究利用构象敏感 tau 生物传感器 CST，在活细胞中表征...
板状伪足是富含F-肌动蛋白的细胞周边结构，可感知微环境。Fascin是F-肌动蛋白束化蛋白，对稳定伪足、支持黏附与迁移至关重要，并在多种人类癌症中上调，与侵袭行为和差预后相关。既往研究表明Fascin磷酸化可调控F-肌动蛋白束化及亚细胞定位，但其在伪足内动态变化的调控因素仍不清楚。本研究利用活细胞成像技术和一种Fascin构象生物传...
Rho特异性鸟苷酸解离抑制因子α（RhoGDIα）的活性受其不同氨基酸位点磷酸化的调控，这些位点可能在细胞迁移过程中局部Rho GTP酶激活中发挥关键作用。本研究旨在探讨磷酸化对剪切应力诱导的空间RhoGDIα活性的影响。基于用于活细胞检测RhoGDIα活性的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器sl-RhoGDIα，作者设计了磷酸...
围绕组氨酸激酶（HK）与同源响应调节蛋白（RR）之间核心磷酸转移步骤构建的信号转导系统存在于所有生命域中。这类系统称为双组分系统（TCS），是细菌中多组分信号通路的主要形式，但在古菌和真核生物中较少见。核心信号结构域具有模块化特征，可灵活组装为单步磷酸转移或多步磷酸接力通路；前者在细菌中占主导，后者在真核生物中更常见。双组分系统调控...
DNA磷酸化是DNA复制、修复和重组等正常细胞过程的关键事件，因此开发准确、便捷的激酶活性及其抑制检测方法具有重要意义。本文报道了一种用于T4多聚核苷酸激酶（T4 PNK）的新型电化学生物传感策略。首先将单链DNA探针固定于电极表面；在目标T4 PNK催化下，探针5'-羟基端被磷酸化，随后与氨基标记DNA探针通过特定杂交形成可连接结...
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...
微管结合蛋白tau自组装为神经毒性寡聚体、纤维和成对螺旋丝，并在细胞间传播，是阿尔茨海默病及其他tau病的关键病理过程。调控tau自组装、抑制毒性聚集体形成与扩散是潜在治疗策略。体外研究tau自组装的难点在于tau在无翻译后修饰、聚集诱导剂或预成种子时不聚集；常用肝素等多聚阴离子诱导，但可能不能代表体内由异常磷酸化驱动的tau行为。...
Fyn 激酶在血液系统和 T 细胞信号转导中发挥关键作用，但目前缺乏在活细胞中直接可视化其动态活性的工具。本研究开发并表征了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的高灵敏 Fyn 激酶生物传感器，用于在活细胞中监测 Fyn 活性。结果显示，配体结合可在小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）和 T 细胞中诱导 Fyn 激酶活性。进一步引入两种不同...
本研究开发了一种基于二氧化钛纳米管（TiO2 NTs）和滚环扩增（RCA）策略的超灵敏电化学生物传感器，用于检测T4多聚核苷酸激酶（T4 PNK）活性。固定于电极表面的T4 PNK底物探针具有5′端羟基，在ATP存在下被T4 PNK磷酸化，生成的5′磷酸基团可与TiO2 NTs结合，并进一步连接磷酸标记引物。加入环状模板、phi29...
蛋白激酶活性分析对阐明细胞信号转导、疾病诊断和药物发现具有重要意义。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯-二氧化锆-硫堇（rGO-ZrO2-Thi）纳米复合材料的新型电化学生物传感方法，用于蛋白激酶A（PKA）活性检测。该纳米复合材料通过水热法制备二氧化锆纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯（rGO-ZrO2），再经π-π堆积将硫堇（Thi）结...
本文报道了一种基于类石墨碳氮化物（g-C3N4）和硫化镉量子点（CdS QDs）的灵敏、选择性光电化学（PEC）方法，用于检测蛋白激酶A（PKA）活性。首先合成g-C3N4与金纳米粒子（AuNPs）复合物，其既作为PEC活性材料，又作为多肽固定化载体。将多肽组装于g-C3N4-AuNPs修饰的ITO电极表面，随后在腺苷5′-[γ-硫...
Lin28a 是受严格调控的 RNA 结合蛋白和多能性因子，其水平控制细胞与机体生长。Lin28a 可在转录后水平被丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路磷酸化，并通过与 HIV TAR-RNA 结合蛋白（TRBP）形成磷酸化依赖的稳定化相互作用而由低基础水平上调，但该机制的分子与时空细节尚不清楚。本研究解析 Lin28a 与 TRBP...
蛋白激酶A（PKA）可通过磷酸化底物肽或蛋白调控多种细胞生物过程。本文基于11-巯基十二烷酸封端金纳米簇（MUA-Au NCs）和氧化石墨烯（GO）开发了一种低背景噪声的荧光生物传感方法，用于检测PKA活性。该策略中，特殊设计的肽可通过Au-S键锚定在MUA-Au NCs表面，同时因静电作用吸附于GO表面。因此，以肽为桥，MUA-A...
为在持续变化的环境中存活并正常功能，细胞必须感知周围环境变化并作出相应反应。细胞通过由众多离散信号分子组成的复杂信号网络处理环境信息；网络中的各通路通常高度整合且动态变化，使细胞对单一或多种刺激作出特异且适当的反应。然而，由于许多细胞信号网络规模庞大、结构复杂，往往难以预测其在特定条件下的响应；不同通路间的串扰甚至可能产生与单独分析...
囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR，ABCC7）属于ATP结合盒（ABC）转运体家族，是氯离子和碳酸氢根等小阴离子通道，其通道活性依赖cAMP依赖性蛋白激酶A（PKA）磷酸化和CFTR-ATPase活性。本文在稳定转染人CFTR的CHO和BHK活细胞中，利用细胞外酸化速率（ECAR）和氧消耗速率（OCR）等无标记、非侵入方法，实时...
蛋白磷酸化由蛋白激酶催化，在细胞内信号转导、代谢、基因表达和免疫应答等过程中起关键作用，因此检测激酶活性对生化研究和药物发现具有重要意义。本文开发了一种基于半合成绿色荧光蛋白（GFP）磷酸化介导组装的新型荧光生物传感器，用于无标记检测蛋白激酶活性。作者合成了由GFP第10条β链（s10）与激酶底物肽组成的嵌合肽S-peptide。蛋...
本文报道了一种用于超灵敏、无标记测定蛋白激酶活性的电化学生物传感器。该传感器由金电极表面的独特肽单层构成，通过方波伏安法（SWV）识别磷酸化引起的单层有序度变化。当激酶将磷酸基团引入肽序列中部的丝氨酸残基时，磷酸基团导致肽单层无序化并形成针孔，使氧化还原探针更容易接近金电极，从而增大电化学信号。作者测得该传感器对激酶的灵敏度为 10...