Reliable imaging of ATP in living budding and fission yeast.
三磷酸腺苷（ATP）是所有生物体必需的主要代谢物，但对其在细胞群体中的异质性和单个活细胞中的动态变化了解有限。本研究优化了ATP生物传感器QUEEN，并在活酿酒酵母和裂殖酵母中以良好的时空分辨率监测ATP动态。结果显示，野生型酵母中ATP浓度在不同碳源和细胞周期阶段均保持稳定，提示存在维持ATP于特定浓度的机制。此外，ATP浓度并不...
A high-throughput screen of real-time ATP levels in individual cells reveals mechanisms of energy failure.
能量代谢不足或失调可能参与多种遗传性、退行性疾病、癌症甚至衰老。ATP 是细胞中央能量载体，但调控 ATP 水平的关键通路尚未系统阐明。作者将富集线粒体基因的池化 CRISPRi 文库、荧光生物传感器和流式细胞分选（FACS）结合，建立高通量遗传筛选，用于检测活人细胞中 ATP 浓度。该策略鉴定出此前未知参与能量代谢的基因。多数线粒...
The Glycolytic Pyruvate Kinase Is Recruited Directly into the Viral Replicase Complex to Generate ATP for RNA Synthesis.
RNA病毒复制依赖宿主细胞的代谢物与能量。番茄丛矮病毒（TBSV）感染细胞后诱导过氧化物酶体和内质网膜聚集，并形成含有病毒复制酶的膜区室，但其复制所需ATP的来源长期未知。本文发现，TBSV通过病毒复制蛋白p33和p92直接招募宿主糖酵解丙酮酸激酶PK（酵母中为Cdc19p）进入病毒复制区室。被招募的PK在区室内利用磷酸烯醇式丙酮酸...
ATP sensing in living plant cells reveals tissue gradients and stress dynamics of energy physiology.
植物生长和发育最终由光合作用捕获的光能驱动。ATP 作为通用细胞能量辅因子，驱动基因表达、代谢和运输等所有生命过程。尽管对 ATP 生物化学已有机制性理解，但活体植物中 ATP 动态仍难以解析。本文利用荧光蛋白生物传感器 ATeam1.03-nD/nA 建立活体植物中 MgATP2- 的测量方法。作者构建拟南芥传感器株系，并在适合植...
Development of a range of fluorescent reagentless biosensors for ATP, based on malonyl-coenzyme A synthetase.
通过调节对分析物的亲和力，扩大了基于荧光无试剂生物传感器可测 ATP 的浓度范围。该 ATP 生物传感器是由来自红假单胞菌的丙二酰辅酶A合成酶 MatB 与两个四甲基罗丹明形成的共价加合物。在结合位点引入突变以改变 ATP 结合亲和力，同时尽量保留伴随的荧光信号。利用该荧光信号测量结合位点不同区域突变的影响。突变分析显示三个变体尤其...
BTeam, a Novel BRET-based Biosensor for the Accurate Quantification of ATP Concentration within Living Cells.
腺苷三磷酸（ATP）水平可反映细胞基本健康状况，但活细胞内ATP的精确测量仍缺乏合适方法。本文开发了一种新型BRET（生物发光共振能量转移）ATP生物传感器BTeam。BTeam由黄色荧光蛋白mVenus、枯草芽孢杆菌FoF1-ATP合酶ε亚基的ATP结合域以及不消耗ATP的荧光素酶NLuc组成。加入NLuc底物furimazine...
A Fluorescent, Reagentless Biosensor for ATP, Based on Malonyl-Coenzyme A Synthetase.
本研究开发了一种用于检测三磷酸腺苷（ATP）的无试剂荧光生物传感器。该传感器以红假单胞菌丙二酰辅酶A合成酶（RpMatB）作为蛋白支架和识别元件，并将两个5-碘乙酰胺四甲基罗丹明（5-IATR）荧光团共价标记于蛋白表面，作为信号读出元件。当Mg2+存在时，ATP与RpMatB结合诱导C端“盖”结构域旋转约20°，使两个罗丹明荧光团由...
Dynamic Changes in Cytosolic ATP Levels in Cultured Glutamatergic Neurons During NMDA-Induced Synaptic Activity Supported by Glucose or Lactate.
我们此前发现，当乳酸作为唯一底物时，培养神经元的突触传递会失败。为检验突触传递失败是否源于能量供应不足，本研究采用基因编码的 FRET 型 ATP 生物传感器 ATeam1.03YEMK 监测培养谷氨酸能神经元中的胞质 ATP 水平。实验以 30 μM NMDA 给予两次 30 s 脉冲、间隔 4 min 诱导突触活动，并在 1 m...
Glucose-stimulated single pancreatic islets sustain increased cytosolic ATP levels during initial Ca2+ influx and subsequent Ca2+ oscillations.
在胰腺胰岛中，高葡萄糖条件下胰岛素分泌伴随全胰岛钙离子同步升高，通常包括快速初始升高和随后持续振荡。传统模型认为葡萄糖代谢使胞内 ATP 升高，关闭 ATP 敏感钾通道，引起膜去极化和钙内流，但胞内 ATP 动态及其与钙信号的关系仍不清楚。本研究利用遗传编码荧光 ATP 生物传感器 GO-ATeam 和钙指示剂 fura-2，在单个...
In vivo fluorescent adenosine 5'-triphosphate (ATP) imaging of Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans by using a genetically encoded fluorescent ATP biosensor optimized for low temperatures.
三磷酸腺苷（ATP）是所有生物体主要的能量货币，但多细胞生物体内ATP水平的时空动态仍不清楚。本研究对基因编码的Förster共振能量转移（FRET）型ATP生物传感器ATeam进行改造，以优化其在低温下的ATP亲和力。原AT1.03在37°C对ATP的解离常数约为3 mM，在25°C降至约0.6 mM，低于生理ATP浓度，导致低温...
Enhanced-acceptor fluorescence-based single cell ATP biosensor monitors ATP in heterogeneous cancer populations in real time.
现有细胞 ATP 监测方法难以在单细胞水平实时提供 ATP 的空间与时间定位，且对 ATP 的特异性不足。本研究开发了一种基于增强受体荧光（EAF）的单细胞 ATP 生物传感器，用于实时可视化细胞内 ATP。该传感器采用 Bacillus subtilis F0F1 ATP 合酶 e 亚基的修饰模拟物作为识别元件，该模拟物可结合 A...
ENTPD5-mediated modulation of ATP results in altered metabolism and decreased survival in gliomablastoma multiforme.
多形性胶质母细胞瘤（GBM）是人类最侵袭性的脑肿瘤，现有治疗反应差，生存率极低。内质网UDPase——胞外核苷三磷酸二磷酸水解酶5（ENTPD5）最近被鉴定为Akt/磷脂酰肌醇3-激酶/磷酸酶与张力蛋白同源物（PI3K/PTEN）调控环路的关键组分，可在体外协同有氧糖酵解与癌细胞增殖。本研究利用新型增强受体荧光（EAF）单细胞ATP...
The ATP permeability of pannexin 1 channels in a heterologous system and in mammalian taste cells is dispensable.
II型味觉细胞的传入输出依赖于通过离子通道释放的ATP。通常认为Pannexin 1（Panx1）通道负责多种细胞中的ATP释放。然而，味觉细胞ATP分泌的生物物理证据提示存在缓慢失活的离子通道，而重组Panx1激活和失活均很快。这种不一致可能表明细胞环境决定Panx1功能。作者从小鼠味觉组织克隆Panx1，并在HEK-293、CH...
ATP microelectrode biosensor for stable long-term in vitro monitoring from gastrointestinal tissue.
本研究开发了一种稳定且选择性良好的三磷酸腺苷（ATP）微电极生物传感器，用于体外组织长期监测。该传感器通过在铂（Pt）微电极表面电聚合酚膜，并将葡萄糖氧化酶（GOx）和己糖激酶（HEX）包埋于膜中制备而成。在固定葡萄糖浓度下，传感器响应可稳定超过20 min；检测限为9.9±3.2 nM，灵敏度为45.8±1.22 pA μM−1。...
Noradrenaline stimulates ATP release from DRG neurons by targeting beta(3) adrenoceptors as a factor of neuropathic pain.
去甲肾上腺素（NA）在外周神经损伤后伴随交感神经长入背根神经节（DRG）释放，可能增强神经病理性疼痛。ATP是疼痛介质，但NA调控DRG中ATP动员的机制尚不清楚。本研究采用急性分离大鼠DRG神经元，以外翻膜片钳记录P2X受体通道单通道电流作为ATP生物传感器，并结合实时酶促NADPH荧光成像分析ATP动员；同时利用大鼠体内模型考察...
Purinergic signaling in the pulmonary neuroepithelial body microenvironment unraveled by live cell imaging.
肺神经上皮体（NEB）是富含神经支配的复杂气道感受器，参与呼吸调节，并与周围Clara样细胞共同具有干细胞潜能。本研究采用共聚焦活细胞成像和新型电生理技术，在离体肺切片模型中解析NEB微环境中的嘌呤能信号通路。奎那克林组织化学显示NEB细胞富含囊泡ATP。作者将reporter-patching方法改造为高灵敏、高选择性ATP生物传...