Expanded applications of bioluminescence microscopy with phasor analysis.
生物发光可用于体外和体内监测生物过程，但多种生物发光报告子发射谱重叠，同时检测困难。作者此前发展了生物发光相位分析，用于分辨光谱相近探针。本研究进一步表征多种常用荧光素酶报告子的相位输出，并将该方法扩展到组织等复杂环境中的多重混合分辨。作者将生物发光相位分析应用于多维模型中的成像生物传感器，发现生物发光输出的细微变化可被清晰分辨，使...
Variable CGRP family peptide signaling durations and the structural determinants thereof.
αCGRP、βCGRP、AM和AM2/IMD通过激活与RAMP1-3偶联的CLR或CTR两类B类GPCR，参与疼痛、神经免疫及心血管/淋巴调节。本研究用活细胞BRET cAMP生物传感器CAMYEL比较两种CGRP肽及多种N端延伸不同的AM/AM2/IMD片段信号动力学。结果显示，AM2/IMD(8-47)和AM2/IMD-53在C...
Direct interrogation of context-dependent GPCR activity with a universal biosensor platform.
G蛋白偶联受体（GPCRs）是人类基因组编码的最大可药靶蛋白家族，但理解和靶向它们受到缺乏可靠工具测量其在生理相关背景中细微行为的限制。本文开发了一组紧凑的单载体 G 蛋白光学（ONE-GO）生物传感器构建体，作为可扩展平台，可方便地用于高保真测量几乎任何 GPCR 的 G 蛋白激活，即使受体在内源表达的原代细胞中。通过在原代心血管...
Effect of hormone-induced plasma membrane phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate depletion on receptor endocytosis suggests the importance of local regulation in phosphoinositide signaling.
磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）对 G 蛋白偶联受体（GPCR）内吞至关重要。此前研究表明，化学诱导将 5-磷酸酶招募至质膜可耗竭 PIP2，并阻止 β2 肾上腺素能受体（β2AR）内吞至早期内体。本研究利用 1 型血管紧张素受体（AT1R）或 M3 毒蕈碱型乙酰胆碱受体（M3R）考察激素诱导的质膜 PIP2 耗竭对 β2AR ...
Control of CCR5 Cell-Surface Targeting by the PRAF2 Gatekeeper.
新合成的G蛋白偶联受体（GPCR）向细胞表面靶向需在内质网出口位点（ERESs）被募集进入COPII囊泡，该过程可受escort蛋白促进或gatekeeper蛋白滞留调控。PRAF2是内质网驻留四跨膜蛋白，作为GABAB受体GB1亚基的gatekeeper，识别其C端串联二亮氨酸/RXR滞留基序。PRAF2也曾通过双杂交与趋化因子受...
Protegrin-2, a potential inhibitor for targeting SARS-CoV-2 main protease M
本研究旨在寻找针对 SARS-CoV-2 主蛋白酶 Mpro（3CL protease）的有效抑制剂，以应对持续传播的病毒变异株。作者从抗菌肽数据库筛选约 200 个抗菌肽，采用分子对接、过敏原性和毒性预测等计算方法进行初筛，并选取候选肽进行实验验证。分子对接显示天然抗菌肽 Protegrin-2 与 Mpro 变构位点具有较高结合...
Downstream signalling of the disease-associated mutations on GPR56/ADGRG1.
GPR56/ADGRG1 是一种黏附性 G 蛋白偶联受体（GPCR），其突变可因神经祖细胞向脑表面过度迁移而导致皮层畸形。在脑表面，GPR56 与胶原 III 相互作用，通过 Gα12/13 诱导 Rho 依赖性激活并抑制神经元迁移；在人胶质瘤细胞中，GPR56 通过 Gαq/11 依赖性 Rho 通路抑制细胞迁移，且 GPR56-...
Intracellular cGMP increase is not involved in thyroid cancer cell death.
5型磷酸二酯酶抑制剂（PDE5i）可升高细胞内环磷酸鸟苷（cGMP）水平，并用于勃起功能障碍治疗。已有研究提示 cGMP 可能影响内分泌肿瘤细胞生长，因此 PDE5i 可能影响癌症风险。本研究评估 PDE5i 是否在体外调节甲状腺癌细胞生长。作者采用恶性甲状腺乳头状癌细胞系 K1、良性甲状腺滤泡上皮细胞系 Nthy-ori 3-1 ...
Short O-GlcNAcase Is Targeted to the Mitochondria and Regulates Mitochondrial Reactive Oxygen Species Level.
O-GlcNAc 糖基化是一种可逆翻译后修饰，由 OGT 和 OGA 分别催化添加与去除，参与细胞质、核及线粒体蛋白调控。线粒体中主要 OGT 变体 mOGT 已被提出，但线粒体 OGA 尚未鉴定。OGA 存在长、短两种剪接异构体。本研究通过细胞分级分离发现，短 OGA（S-OGA）在 HEK-293T、RAW 264.7 细胞及小...
Restoring glutamate receptosome dynamics at synapses rescues autism-like deficits in Shank3-deficient mice.
Shank3单基因突变可导致自闭症谱系障碍（ASD）。Shank3是谷氨酸受体组（glutamate receptosome）的核心支架蛋白，通过PSD95–GKAP–Shank3–Homer复合体将离子型NMDA受体与代谢型mGlu5受体物理连接，从而调控NMDA突触功能和可塑性诱导。完整的受体组支持谷氨酸受体激活和可塑性诱导，而...
A general method for quantifying ligand binding to unmodified receptors using Gaussia luciferase.
可靠测量配体与细胞表面受体的结合对生物学和药理学研究具有重要意义。现有共振能量转移方法虽灵敏，但通常需要对受体进行标签化，可能改变配体结合特性。为此，作者开发了一种无标签活细胞检测系统，以海萤荧光素酶（Gaussia luciferase, GLuc）作为生物发光共振能量转移（BRET）供体。GLuc 与常用 NanoLuc 分子量...
Noncanonical pS727 post translational modification dictates major STAT3 activation and downstream functions in breast cancer.
STAT3 经 Y705 磷酸化激活是多种癌症中公认的经典通路，但 S727 磷酸化和 K685 乙酰化等非经典翻译后修饰在 STAT3 二聚化与信号中的独立作用仍不清楚。为解析乳腺癌中各 STAT3 修饰位点的功能意义，作者在 3′UTR-STAT3 敲低的乳腺癌细胞背景中稳定过表达 Y705F、S727A 或 K685R 位点突...
Can BRET-based biosensors be used to characterize G-protein mediated signaling pathways of an insect GPCR, the Schistocerca gregaria CRF-related diuretic hormone receptor?
G蛋白偶联受体（GPCR）是膜结合受体，被视为开发新型昆虫害虫管理策略的重要候选靶标，但昆虫 GPCR 的分子信号特性仍了解有限，多数研究仅监测钙离子（Ca2+）和环磷酸腺苷（cAMP）等第二信使变化。本研究克隆并表征了沙漠蝗 Schistocerca gregaria 的促肾上腺皮质激素释放因子相关利尿激素受体（Schgr-CRF...
Selection and Characterization of a Nanobody Biosensor of GTP-Bound RHO Activities.
RHO GTP酶是分子开关，其GTP结合态激活涉及肌动蛋白细胞骨架动态的关键信号通路。作者此前从合成噬菌体展示文库中筛选到纳米抗体RH12，可结合RHOA的GTP结合活性构象，但作为细胞内抗体表达时会阻断RHO信号，导致肌动蛋白纤维丢失并影响细胞形态与存活。为构建RHOA-GTP激活的细胞内生物传感器，本研究对同一噬菌体纳米抗体文库...
Design and biological assessment of membrane-tethering neuroprotective peptides derived from the pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide type 1 receptor.
背景：垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）1型受体（PAC1）是B类G蛋白偶联受体，是神经退行性疾病治疗靶点，但尚无PAC1特异性激动剂，现有类似物仍激活VPAC1/VPAC2。GPCR细胞信号与其胞内环（ICL）结构变化相关。作者假设源自PAC1 ICL的pepducin可作为变构配体，在识别母体受体并调节其构象后启动信号级联。方...
New insights about the peculiar role of the 28-38 C-terminal segment and some selected residues in PACAP for signaling and neuroprotection.
垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）存在27和38氨基酸两种异构体，可通过激活B类G蛋白偶联受体PAC1在体内外诱导神经元保护。凭借其强效神经保护和抗炎作用，该肽是开发治疗神经退行性疾病策略的潜在候选。除经典G蛋白信号效应器外，GPCR还可与多种细胞内信号通路偶联，偏性配体可独立激活这些通路，从而扩大新药发现潜力。已有研究显示PAC...
An ancestral role for the mitochondrial pyruvate carrier in glucose-stimulated insulin secretion.
线粒体丙酮酸载体（MPC）介导丙酮酸进入线粒体基质，是其代谢的关键限速步骤。在胰腺β细胞中，线粒体丙酮酸代谢被认为对葡萄糖感知和葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）至关重要。为评估MPC在维持全身血糖稳态中的作用，作者利用果蝇和小鼠中胰岛素产生细胞MPC活性缺失的遗传工程模型。结果显示，两种物种中MPC缺失均导致血糖升高、葡萄糖耐量受损...
Cellular and subcellular context determine outputs from signaling biosensors.
生物传感器已广泛用于在活细胞中实时捕获信号事件，并在G蛋白偶联受体（GPCR）药物筛选中评估偏向信号和变构效应。然而，将同一传感器直接移植到不同细胞类型或不同亚细胞区室时，其输出可能受细胞背景、受体表达水平和定位影响，从而造成对药物效应的误判。本文以核定位BRET型ERK1/2传感器为例，讨论如何缓解这些问题。该传感器由Renill...
Design and construction of conformational biosensors to monitor ion channel activation: A prototype FlAsH/BRET-approach to Kir3 channels.
离子通道在神经与肌肉兴奋性、激素分泌、骨重塑、免疫应答和细胞增殖等生理过程中发挥关键作用，靶向离子通道的药物是新型治疗剂的重要方向。本文报道了一种实时监测通道蛋白在药理学刺激下发生构象变化的方法。该方法通过监测生物发光共振能量转移（BRET）的变化来追踪通道蛋白的结构重排。为验证原理，作者以 Kir3 神经元通道为模型，构建了 10...
Designing BRET-based conformational biosensors for G protein-coupled receptors.
配体偏倚信号开始对制药行业的药物发现项目产生重要影响，并重新激发了人们对药理学效价的理解。因此，许多研究者和筛选活动现在被导向单个G蛋白偶联受体（GPCR）下游更大范围的信号反应。许多基于生物传感器的平台已被开发用于捕获信号特征。尽管我们利用这些信号特征的能力不断增强，但仍受制于信号特征可能仅针对某种细胞类型，因此我们的平台可能无法...