Modular Input-Output Biosensor Design Using
基于蛋白的生物传感器相比传统分析方法具有独特优势，可在最少样品制备下实时检测目标分析物。然而，将分子识别高效耦合到可靠输出信号仍是生物传感器设计的关键挑战。本文提出利用从头设计蛋白开关平台 LOCKR 的即插即用策略，可将结合事件直接转导为定义明确的信号输出。LOCKR 架构支持模块化重构：识别域可替换以检测所需分析物，报告模块可互...
Engineering protein and DNA tools for creating DNA-dependent protein switches.
可开关蛋白能响应配体结合、pH、温度或光等输入，在失活（OFF）与激活（ON）构象间转换。CRISPR系统中的Cas核酸酶是典型例子，其活性由特定DNA或RNA序列结合调控。虽然Cas酶中寡核苷酸结合调控生物活性的机制复杂且高度特异，但蛋白工程与DNA工程的进展使这种控制模式可引入其他酶。本章重点介绍结合这两类工程手段构建生物传感器...
Protein sensors combining both on-and-off model for antibody homogeneous assay.
基于变构酶响应目标结合并快速改变酶活性的蛋白传感器是均相检测的潜在工具，但构建时难以获得高信噪比（S/N）。高信噪比对于区分信号与背景至关重要，而不同个体血清样本的背景差异可能很大。本文基于模块化荧光素酶 NanoLuc 设计了一种新型生物传感器 NanoSwitch。该传感器可在 45 min 内直接检测 1 μl 血清中的抗体，...
Converting a Periplasmic Binding Protein into a Synthetic Biosensing Switch through Domain Insertion.
所有生物传感平台都依赖两个核心：对特定分析物的特异性生化识别，以及将该识别事件转换为可检测信号。现有多数技术使用被动结合蛋白，需要洗涤步骤、专用试剂和昂贵仪器。为克服这些限制，蛋白质工程策略被用于开发新型蛋白开关/执行器，其可在小分子结合后改变活性状态。合成蛋白开关通常通过域插入将编码传感蛋白的基因与编码执行蛋白的基因融合，使信号分...
Blueprints for Biosensors: Design, Limitations, and Applications.
生物传感器正在推动分析检测领域的重要进展，并与合成生物学的发展相互促进。生物传感器能够快速、特异性地检测多种分子，在工业、医学、生态和科学研究中具有广泛应用。生物传感器设计方法与其应用一样多样，主要类别包括核酸、蛋白质和转录因子。每一类传感器都依据目标应用和最佳性能参数具有不同优势与局限。具体而言，传感器设计必须考虑配体特异性、灵敏...
DNA-Specific Biosensors Based on Intramolecular β-Lactamase-Inhibitor Complex Formation.
序列特异性响应寡核苷酸输入触发的合成蛋白开关，为寡核苷酸生物分子系统与网络的读出提供了重要工具。本文介绍了一种高度模块化的方法，用于可逆地控制 TEM1-β-内酰胺酶与其抑制剂蛋白 BLIP 之间复合物的 DNA 导向组装与解离。通过将每种蛋白偶联到独特的柄寡核苷酸，加入互补单链 DNA 模板后，酶-抑制剂对通过非共价方式组装，导致...
Construction of Allosteric Protein Switches by Alternate Frame Folding and Intermolecular Fragment Exchange.
交替框架折叠（AFF）和蛋白/片段交换（FREX）是用于在无固有变构性质的蛋白中工程化变构构象变化的相关技术。其主要目的之一是将普通结合蛋白转化为生物分子开关，使输入事件转化为光学或功能读出。本章提供将任意结合蛋白改造为具有FRET输出的荧光生物传感器的指南。由于AFF和FREX机制基于蛋白结构与稳定性的普遍原理，而非目标蛋白特有属...