在哺乳动物细胞中，第二信使2',3'-环鸟苷酸-腺苷酸（2',3'-cGAMP）由胞质DNA感受器cGAS产生，随后结合STING并触发干扰素反应，因此cGAS-cGAMP-STING通路在病原识别、癌症和自身免疫疾病中具有重要作用。然而，该通路缺乏适合高通量分析的直接检测工具。作者基于GEMM-II核糖开关支架，通过结构指导的理性...
线粒体毒性正成为严重健康后果的重要机制。本研究利用已报道的氧生物传感器高通量平台，对176种环境化学物质进行线粒体毒性筛选。在RGC-5大鼠视网膜神经节细胞中，通过384孔氧传感器板监测荧光变化，评估化合物对线粒体氧消耗的影响。结果确认已知线粒体毒素（如鱼藤酮）的作用，并发现新的线粒体解偶联剂，如2,2'-亚甲基双(4-氯酚)和五氯...
基于蛋白的荧光生物传感器可用于研究健康与疾病中的细胞信号转导，但在自动化实验室中的应用受到限制。作者开发了两种可在标准荧光酶标仪上稳定运行的活细胞检测体系，分别用于检测二酰甘油（DAG）和环磷酸腺苷（cAMP）。DAG 传感器采用 mNeonGreen 荧光蛋白与 DAG 结合域融合，经杆状病毒转导进入 HEK293T 细胞，在 G...
由于通路工程方法通常缺乏高通量筛选工具，我们开发了一种名为中间物传感器辅助推拉策略（InterSPPS）的新策略，通过引入靶向关键通路中间物的生物传感器实现通路顺序优化。作为概念验证，我们构建了 L-色氨酸（L-Trp）生物传感器，并用于优化脱氧紫罗兰素（deoxyviolacein）生物合成通路；该通路被分为两个模块，L-Trp ...
聚焦黏附激酶（FAK）是转移性癌症的潜在治疗靶点。本文报道了一种用于 FAK 的直接荧光活性探针的设计、合成与优化，并将其应用于 FAK 抑制剂筛选。作者发现，磷酸化敏感磺酰胺氧喹啉荧光团（Sox）在肽链中的位置会显著影响 FAK 肽探针性能。优化后的 FAKtide-S2 探针在实时荧光活性检测中重现性高（Z′=0.91），可检测...
肝细胞癌（HCC）转移表型可通过抑制Rho相关蛋白激酶（ROCK）酶活性而减轻。本文报道了一种用于直接检测ROCK活性的荧光探针的设计、合成与评价。该探针采用磷酸化敏感的磺酰胺氧啉（Sox）荧光基团，当邻近氨基酸被磷酸化时，通过螯合增强荧光（CHEF，激发360 nm、发射485 nm）使荧光增强，从而可直接实时监测肽底物磷酸基团加...
在药物评价中，多细胞肿瘤球体等三维模型具有重要价值，但监测其中 DNA 损伤响应（DDR）通路的激活仍是挑战。本文报道了一种荧光生物传感器 DDR-Act-FP，通过监测 p21 启动子的 p53 依赖性激活来检测 DDR 激活。作者将 p21/CIP1 启动子驱动的 mRFP 荧光蛋白报告系统稳定导入 HCT116 细胞，证明表达...
本文报道了一种阳离子共轭聚噻吩聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT），并将其用于光动力抗菌化疗（PACT）光敏剂（PSs）的高通量筛选。PMNT 能够依据不同的荧光猝灭效率对细菌数量进行定量检测。当体系中存在无效光敏剂时，光动力灭活细菌的效率较低，细菌会呈指数生长，并通过静电...
基于荧光蛋白突变体之间 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器已广泛用于生理学与生物化学研究，但许多 FRET 传感器在亚最优实验条件下 FRET 变化较小，测量困难。当前领域的重要任务之一是开发新的优化策略。本文报道了通过细菌菌落大规模筛选突变体 FRET 传感器文库来优化 FRET 变化的方法。作者优化了传感器表达...
构建高效微生物细胞工厂生产可替代生物燃料烷烃的主要瓶颈之一是缺乏快速检测烷烃的方法。本文开发了一种遗传组装的荧光生物传感器，用于快速、原位监测重组大肠杆菌细胞内烷烃合成。作者将来自 Acinetobacter baylyi ADP1 的烷烃响应调控蛋白 AlkR 与 PalkM 启动子，以及来自 Pseudomonas oleovo...
环磷酸腺苷（cAMP）是重要的第二信使，胞内 cAMP 水平定量是 G 蛋白偶联受体（GPCR）研究的关键。Gs 或 Gi 偶联 GPCR 激活腺苷酸环化酶（AC）后，分别升高或降低胞内 cAMP。本文建立了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的实时 cAMP 高通量筛选（HTS）检测法，用于在活细胞中鉴定和表征 Gs...
本研究开发了一种用于间变性淋巴瘤激酶（ALK）活性的新型时间分辨发光生物传感器检测方法。作者采用简便策略，将已知 ALK 底物改造为肽生物传感器 ALAStide，使其在 ALK 磷酸化后可敏化铽离子（Tb3+）发光。未磷酸化肽对 Tb3+ 发光无明显贡献，磷酸化后发光增强约5.5倍，形成分析基础。通过 Job 法和结合实验确定 p...
生物传感器可用于在体内监测多种蛋白行为，但新传感器的开发与表征往往耗时费力。在传感器设计过程中，需要评估不同结构对特异性、亮度和荧光响应的影响。本文描述一种在 96 孔板格式下使用自动化显微镜进行生物传感器验证的高通量方法。该方法将生物传感器与能够刺激或抑制其报告活性的上游蛋白共表达，从而确定传感器最大激活态与失活态之间的差异，并考...
尽管数百种激酶抑制剂处于药物发现和临床前阶段，FDA 批准的激酶抑制剂数量仍明显偏低，反映出激酶抑制剂开发面临的挑战。以 ATP 竞争性抑制剂靶向蛋白激酶是经典策略，但 ATP 结合位点高度保守，常导致抑制剂选择性差。为解决该问题，作者开发了一种高通量筛选技术，可鉴别通过结合激酶结构域变构口袋而稳定非活性激酶构象的抑制剂。本文描述如...
人类最多表达20种多肽GalNAc转移酶（T1–T20），它们定位于高尔基体并启动黏蛋白型O-糖基化。该酶家族调控大量分泌途径蛋白，特定亚型失调与癌症、家族性肿瘤性钙质沉着症、血脂异常等疾病相关，但目前缺乏监测其活性的分子探针，也没有有效的广谱或亚型特异性抑制剂。本文报道了用于T2和T3亚型的蛋白基荧光传感器，二者均在分泌途径中转运...
重新利用具有线粒体功能效应的美国食品药品监督管理局（FDA）批准药物，可能缩短线粒体疾病药物开发的关键路径。本研究改进了基于生物传感器的线粒体氧消耗检测方法，并在Leber遗传性视神经病变（LHON）和脆性X相关震颤/共济失调（FXTAS）细胞模型中识别出线粒体功能缺陷。作者利用该平台对1600个临床使用药物组成的化合物库进行筛选。...
定向进化是提升低活性酶催化能力的重要策略，尤其适用于酶被改造以接受新底物或适应新环境的情形。由于酶活性强烈依赖其微环境，筛选条件应尽量接近最终应用场景。当目标酶需要在活细胞内发挥作用时，RNA 生物传感器可将难以直接测量的代谢表型，即目标小分子的生成，与易于检测的荧光表型相连接，从而在活细胞内实现高通量筛选。本文介绍了一种基于合成 ...
本研究利用双色肌浆/内质网钙泵（SERCA）生物传感器和新型高通量荧光寿命读板仪（FLT-PR），建立了一种用于筛选扰动 SERCA 结构的小分子的高精度活细胞检测体系。该体系将红色荧光蛋白（RFP）融合于 SERCA N 端，将绿色荧光蛋白（GFP）融合于 N 域内部环，并在可单层或悬浮生长的 HEK 细胞系中稳定表达。通过 FL...
利用遗传编码荧光或生物发光生物传感器在活细胞中进行化合物筛选，是鉴定特定信号事件新型调控分子的有效策略。活细胞筛选可保持完整信号网络，因此不仅针对单一目标分子，还可发现信号网络中任何能够调节该事件的分子；同时只有细胞可渗透或作用于细胞表面受体的化合物会被识别为命中，从而减少后续细胞渗透性优化。本文提供在96孔板中使用遗传编码生物传感...
本文报道了用于设计小分子感应别构核酶的计算方法，这些核酶可作为具有 NOT 或 YES 布尔逻辑功能的逻辑门。作者通过建模 RNA 二级结构，将茶碱适配体与扩展型锤头核酶融合，获得在生理相关条件下具有 1.3 min−1 高切割速率的茶碱感应核酶；该核酶对茶碱高度特异，不响应仅相差一个甲基的咖啡因。嘌呤感应核酶则通过将最小锤头核酶与...