利用无标记光学生物传感器对蛋白-小分子结合相互作用进行高通量筛选具有挑战性，因为检测信号常与实验噪声量级相近。本文提出一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，在消除热噪声的同时实现亚皮米波长精度下的高分辨率和高灵敏度。利用该自参考 ECL 生物传感器，我们演示了多种固定化蛋白靶标与小分子结合的检测，其结合亲和力或抑制常数覆...
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...
G蛋白偶联受体（GPCRs）是细胞表面受体中最大且功能最多样的超家族，具有七次跨膜结构。GPCR信号参与视觉、味觉、嗅觉、交感/副交感神经功能、代谢和免疫调节，是多种疾病的重要治疗靶点。细胞介电谱（CDS）是一种新型无标记、实时、基于细胞的检测技术，可对外源或内源表达GPCR的细胞进行综合药理学评价。在采用CDS技术的生物传感器中，...
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...
细菌生物传感器菌株可用于抗菌化合物的发现与表征。本研究将含有 recA 启动子与绿色荧光蛋白（GFP）基因转录融合的质粒导入大肠杆菌 ΔtolC 菌株，构建了一种能够选择性感知 DNA 代谢抑制剂的生物传感器菌株。该菌株通过 SOS 应答将 DNA 代谢干扰转化为 GFP 荧光信号，并据此建立了高通量检测体系。利用该体系筛选阿斯利康...
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 ...
高通量筛选已能通过比色或荧光活性检测识别重要药物靶点的小分子调节剂，但现有非酶蛋白靶点小分子结合物检测方法要么需要标记结合伙伴，要么通量不足。本文报道一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，利用光子晶体谐振反射器作为外腔激光的波长选择元件，实现高分辨率和高灵敏度检测，并以亚皮米波长精度消除热噪声。该仪器同时产生两个独立激光...
基于亲和相互作用的生物传感器分析在很大程度上依赖测量之间的表面再生。再生缓冲液需有效破坏配体与分析物之间的所有相互作用，同时保持配体活性结合位点完整。本文展示了一种再生缓冲液筛选方法，将连续流微点样器（CFM）与表面等离子共振成像（SPR imaging）平台结合，在单个生物传感器表面同时测试48种不同再生缓冲液。以大豆凝集素（SB...
酪氨酸激酶受体刺激启动信号级联并激活PI3K。激活的PI3K以PIP2为底物生成PIP3，后者通过Akt的PH结构域将Akt招募至质膜，使其被PDKs磷酸化激活；激活的Akt调控细胞代谢、增殖与存活，因此PI3K通路是药物发现的重要靶点。然而，现有PIP3检测方法技术难度高且不适合高通量筛选。作者建立了一种源自MCF-7乳腺癌细胞的...
多种微藻和蓝细菌可通过光合途径将水氧化与质子还原偶联，产生分子氢，从而利用阳光和水生成可再生能源。然而，光合产氢通常是暂时性的，如何提高并延长其持续时间对商业化应用具有重要意义。本文报道了一种培养皿版本的高通量检测方法，用于检测藻类的光合产氢能力。该检测体系由一层含氢感应红杆菌（Rhodobacter capsulatus）的琼脂覆...
离子通道通过选择性允许离子跨膜流动控制神经元等可兴奋细胞的电特性。为调节神经元兴奋性，信号蛋白和分子会改变离子通道的生物物理性质，并常与通道结合形成异源通道复合物。传统检测通道与调节蛋白相互作用的实验需要外源标记，可能改变蛋白行为并降低生理相关性，且难以提供活细胞中相互作用的时间过程信息。光学生物传感器（如X-BODY Biosci...
作者基于此前开发的模块化均相肽基生物传感器，将核酸酶保护检测的基本机制移植到蛋白体系，建立蛋白酶排除（PE）检测。该检测将蛋白-肽识别区、邻近蛋白酶切割位点和信号产生单元整合于同一检测肽或融合蛋白支架中；当靶蛋白结合识别肽时，空间位阻阻止蛋白酶接近切割位点，信号被抑制；当蛋白-蛋白相互作用被小分子或肽类拮抗剂阻断时，蛋白酶可切割检测...
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...
高通量筛选旨在鉴定干扰蛋白质功能、活性或构象的小分子，可作为研究生理过程、通路或疾病模型靶点的化学生物学工具，并为药物化学中的治疗剂开发提供模板。荧光生物传感器是药物发现程序中极具吸引力的强有力工具，可应用于高通量筛选、命中化合物筛选后表征、先导化合物优化以及候选药物临床前评价。它们能够筛选选择性靶向酶活性、构象和/或功能的抑制剂，...
本研究构建了两种可用于大肠杆菌代谢工程的黄酮类化合物生物传感器。传感器由异源转录调控因子与自荧光蛋白报告系统组成：来自Herbaspirillum seropedicae SmR1的转录激活因子FdeR可响应柚皮素（naringenin），而来自Bacillus subtilis的阻遏蛋白QdoR可被槲皮素（quercetin）和山...
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...