微管（MT）动态受微管相关蛋白（MAPs）和微管蛋白翻译后修饰（PTMs）精细调控。本文报道了两种遗传编码的寡聚化微管结合蛋白 OligoMT 与 OligoTIP，用于活细胞内实时可视化和操控微管行为。OligoMT 由 p73 寡聚化结构域（OD）与 CLIP170 微管结合结构域（MTBD）融合而成，可作为可靠标记物标记微管骨...
Ras 小 GTPase 在癌症中常发生突变并驱动肿瘤发生。近年靶向 Ras 药物及膜上功能机制研究取得进展。Ras 在质膜上非随机组织为蛋白-脂质复合物，即纳米簇；纳米簇仅含少数 Ras 蛋白，对招募 Raf 等下游效应子至关重要。若用荧光蛋白标记，纳米簇中 Ras 的密集堆积可通过 Förster/荧光共振能量转移（FRET）分...
DNA传感器可作为高通量筛选小分子酶抑制剂的有效工具。由于酶在复杂生物通路中发挥作用，筛选时需同时评估期望与不希望出现的抑制效应。本文报道了一种基于酪氨酸DNA磷酸二酯酶1（TDP1）和拓扑异构酶1（TOP1）特异性DNA传感器的双传感器筛选系统，用于体外筛选能抑制TDP1但不影响TOP1活性的药物。TDP1的主要功能是修复TOP1...
配体可诱导G蛋白偶联受体（GPCR）形成多种构象，这些构象决定不同信号级联及行为后果。5-羟色胺2A受体（5-HT2AR）是经典致幻剂、非典型抗精神病药和神经可塑性促进剂的重要靶点，但现有方法难以在体内外直接评估其构象变化。本研究基于5-HT2AR结构开发了遗传编码荧光传感器psychLight，将受体第三胞内环替换为循环置换绿色荧...
全球新冠疫情暴发及严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）快速传播对人类健康构成重大威胁。人源血管紧张素转换酶2（hACE2）与SARS-CoV-2刺突糖蛋白受体结合域（RBD）的结合是启动感染的关键机制。尽管该蛋白相互作用十分重要，但目前仍缺乏在细胞水平观察其活性的检测方法。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET...
G蛋白偶联受体Frizzled1-10（FZD1-10）是介导19种哺乳动物分泌型Wingless/Int-1脂糖蛋白（WNTs）诱导胞内信号的分子检查点。尽管这些信号组分在健康与疾病中至关重要，但由于缺乏合适的生物物理技术，目前对WNT/FZD选择性、受体激活机制以及单个配体/受体对介导的胞内信号传播了解有限。本研究开发了基于荧光...
组胺H3受体（H3R）是治疗多种中枢神经系统疾病的重要药物靶点，但现有筛选方法多依赖高度放大的胞内信号事件，不仅不能直接反映H3R调节，还易产生假阳性和假阴性。为此，作者基于生物发光共振能量转移（BRET）原理设计了分子内H3R构象生物传感器，将NanoLuciferase（Nluc）和HaloTag分别融合至H3R的C端和第三胞内...
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...
Tau 蛋白聚集是 tau 蛋白病共同病理特征，其积累与细胞毒性和神经元退行性变直接相关。由于缺乏监测 Tau 聚集的合适方法，相关治疗研究进展缓慢。本研究建立了一种基于活细胞的检测体系，用于检测和定量活细胞内 Tau 聚集。该体系采用分子内 FRET 生物传感器 CST，可监测不同细胞条件下 Tau 聚集的分子动态。作者筛选了能够...
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...
组胺H3受体（H3R）激活参与记忆和认知过程，阻断H3R可延缓阿尔茨海默病、精神分裂症和嗜睡症等神经疾病进展，但目前缺乏直接检测H3R激活的方法。本文报道一种新型分子内荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于实时可视化H3R激活。作者将青色荧光蛋白（CFP）融合于人H3R C端，并将黄色荧光蛋白（YFP）插入第三胞内环，构建mG...
大麻素受体1（CB1）主要表达于神经系统，调控学习记忆、疼痛和能量代谢，但缺乏直接测量其激活的方法。本研究构建了一种CB1分子内荧光共振能量转移（FRET）传感器，通过监测第三胞内环与C端尾之间的结构变化来测量CB1激活。CB1激动剂诱导FRET信号随时间和浓度增加，对应第三胞内环与C端尾距离缩短，并伴随胞内Ca2+动员、cAMP积...
本研究针对α-葡萄糖苷酶抑制剂在糖尿病治疗中的广泛应用，首次建立了一种基于氮掺杂碳点（N-doped CDs）酶激活内滤效应（IFE）的简便、灵敏荧光检测方法，用于检测α-葡萄糖苷酶活性。氮掺杂碳点通过一步水热法合成，具有绿色荧光发射，荧光量子产率为30%，作为信号输出。在α-葡萄糖苷酶催化下，4-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷（N...
尽管胰岛素分泌检测需求迫切，目前仍缺乏可靠方法测量单个细胞胰岛素释放。作者开发了一种基因编码报告分子 RINS1，基于前胰岛素与超折叠绿色荧光蛋白（sfGFP）及 mCherry 的融合，用于监测胰岛素分泌。RINS1 在 MIN6 β 细胞中表达后可被正常加工，生成单标记胰岛素组分。出乎意料的是，葡萄糖或药物刺激 β 细胞胰岛素分...
C类β-内酰胺酶快速出现促使开发特异性抑制剂。为加速有效C类β-内酰胺酶抑制剂开发，作者提出利用近期开发的V211Cf荧光β-内酰胺酶生物传感器，在药物筛选中快速分析AmpC β-内酰胺酶与其抑制剂的相互作用。V211Cf中的荧光素可报告AmpC β-内酰胺酶活性位点局部环境变化，因此其对底物/抑制剂的荧光响应能够提供酶与底物/抑制...
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...
本研究利用DNA标记金纳米颗粒（AuNPs）构建光学纳米生物传感器，用于体外监测卡铂（carboplatin）与DNA的相互作用。卡铂是一种细胞毒性药物，在有效剂量下可产生肾毒性。该传感器基于荧光共振能量转移（FRET）原理：DNA标记AuNPs暴露于卡铂后，卡铂与DNA结合并引起复合物构象变化，使荧光分子或荧光/猝灭分子间距离减小...