Optimizing PH Domain-Based Biosensors for Improved Plasma Membrane PIP
磷脂酰肌醇结合蛋白的Pleckstrin同源（PH）结构域既能结合磷脂也能结合蛋白，常限制其作为特异性脂质生物传感器的应用。本研究在蛋白激酶B（Akt）和磷脂酰肌醇通用受体1（GRP1）的PIP3特异性PH结构域中引入定点突变，破坏蛋白介导相互作用而保留脂质结合，以提高对PIP3的传感特异性，并评估其对质膜定位和脂质追踪能力的影响。...
Direct detection of endogenous Gαi activity in cells with a sensitive conformational biosensor.
G蛋白偶联受体（GPCR）激活异源三聚体G蛋白（Gαβγ）是跨膜信号转导的核心机制，也是大量临床药物的靶点。直接测量G蛋白活性的光学生物传感器存在局限：许多设计需要表达外源GPCR和/或G蛋白，降低读数保真度；检测内源信号的设计可能干扰被测信号或动态范围不足。本文开发了一种光学生物传感器，可在内源GPCR刺激后更稳健地检测内源G蛋白...
Novel BRET combination for detection of rapamycin-induced protein dimerization using luciferase from fungus
生物发光共振能量转移（BRET）是活体非侵入性监测蛋白-蛋白相互作用的重要方法。本文报道利用来自真菌 Neonothopanus nambi 的遗传编码生物发光系统开发新型 BRET 供体。作者鉴定出一种与常见荧光素酶-荧光素体系正交的新型荧光素酶 nnLuz，并将其与红色荧光蛋白 tdTomato 和 mRuby2 融合，系统优化...
Development of a membrane-based Gi-CASE biosensor assay for profiling compounds at cannabinoid receptors.
大麻素受体1（CB1R）和受体2（CB2R）是Gαi蛋白偶联受体，参与疼痛、炎症、免疫及能量平衡调控，但Gαi信号检测常受活细胞变异和放射性[35S]-GTPγS限制。本文开发了一种基于膜的Gαi信号检测系统，利用稳定过表达CB1R或CB2R的HEK293TR细胞制备膜，并整合Gi-CASE生物传感器。该BRET系统通过监测Gα与G...
Monitoring TRPC7 Conformational Changes by BRET Following GPCR Activation.
瞬时受体电位经典通道（TRPC）是参与钙离子稳态调控的膜蛋白，其功能受G蛋白偶联受体（GPCR）调节。本研究构建了两种分子内生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器，即GFP10-TRPC7-RLucII和RLucII-TRPC7-GFP10，用于在受体激活后监测TRPC7构象变化。作者先在HEK293细胞中瞬时表达不同GPCR和...
Revealing the Activity of Trimeric G-proteins in Live Cells with a Versatile Biosensor Design.
异源三聚体G蛋白（Gαβγ）是G蛋白偶联受体（GPCR）信号的主要转导者，介导大量天然刺激和治疗药物的作用。目前尚缺乏在细胞内直接、稳健测量内源G蛋白活性的方法。本文报道一套模块化光学生物传感器，可在活细胞中以亚秒时间分辨率检测内源活性G蛋白。作者基于BRET原理，开发了遗传编码的单分子传感器BERKY，分别识别内源Gα-GTP和游...
AIMTOR, a BRET biosensor for live imaging, reveals subcellular mTOR signaling and dysfunctions.
mTOR 信号是细胞感知营养、生长因子和能量状态的关键通路。本文报道了一种高灵敏度的基因编码生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器 AIMTOR，用于在活细胞中实时监测 mTORC1 活性。该传感器由 YPET 荧光受体、ULK1 衍生 T757 磷酸化底物肽、WW 结构域和 NanoLuc 生物发光供体组成，mTORC1 磷酸...
A red-shifted Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) biosensing system for rapid measurement of plasmin activity in human plasma.
蛋白酶是多种生理过程的关键信号分子，其失调与多种疾病进展相关，因此需要在复杂生物样品中快速、灵敏地检测蛋白酶活性。纤溶酶活性反映血液纤溶状态，其异常可提示出血等病理事件。生物发光共振能量转移（BRET）是检测蛋白酶活性的灵敏方法，但常用蓝移 BRET2 系统（Rluc2 与 GFP2）在人血浆中受血红蛋白光吸收和散射影响。为此，作者...
Ratiometric BRET Measurements of ATP with a Genetically-Encoded Luminescent Sensor.
荧光素酶报告基因广泛应用于从体外高通量筛选到活体成像的多种场景，但发光强度测量易受发光衰减和报告基因表达水平差异影响，导致定量不稳定。基于生物发光共振能量转移（BRET）的传感器兼具荧光素酶报告基因的优点，并因固有的比率读出克服上述问题。本研究构建了新型比率 BRET ATP 传感器 ARSeNL（ATP detection wit...
Combining Conformational Profiling of GPCRs with CRISPR/Cas9 Gene Editing Approaches.
配体偏倚信号可能对药物发现项目产生重要影响。因此，许多筛选方法现在针对单个 G 蛋白偶联受体（GPCR）下游更大范围的信号响应。基于生物传感器的平台已被开发用于捕获信号特征。尽管可以利用这些信号特征，但它们仍可能具有特定细胞类型特异性，因此此类平台可能无法在不同细胞间移植，需要进一步开发细胞特异性生物传感器。我们开发了一种互补策略，...
Development of Nonspecific BRET-Based Biosensors to Monitor Plasma Membrane Inositol Lipids in Living Cells.
磷脂酰肌醇（phosphoinositides, PPIn）在多种细胞器中含量低、代谢周转快，且可随外界刺激快速变化，传统同位素标记、质谱、荧光标记脂质和抗体方法在亚细胞分辨、异构体区分或活细胞动态监测方面存在局限。本文建立一种基于生物发光共振能量转移（BRET）的非特异性磷脂酰肌醇脂质传感器体系。该体系将磷脂酰肌醇识别蛋白结构域（...
Highly Sensitive and Selective Biosensor for a Disaccharide Based on an AraC-Like Transcriptional Regulator Transduced with Bioluminescence Resonance Energy Transfer.
复杂介质中单个糖的准确定量通常依赖HPLC分离，而乳糖酶处理乳品中痕量乳糖的测定尤为困难，因为需在约140 mM葡萄糖和半乳糖存在下检测痕量乳糖。现有偶联酶生物传感器灵敏度低、生化步骤复杂且耗时。本文提出基于直接分子识别的光子转换策略，筛选出对乳糖高度特异的产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）BgaR转录调...
Mini G protein probes for active G protein-coupled receptors (GPCRs) in live cells.
G蛋白偶联受体（GPCRs）是调控细胞功能的关键信号蛋白。本研究显示，mini G（mG）蛋白是稳健探针，可用于多种检测格式报告活细胞中GPCR活性。mG蛋白是工程化Gα亚基GTPase结构域，最初用于活性GPCR结构研究。共聚焦成像显示，融合荧光蛋白的mG蛋白弥散分布于胞质，并在细胞表面和细胞内细胞器的受体激活位点转位。与荧光蛋白...
Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET)-Based Synthetic Sensor Platform for Drug Discovery.
生物发光共振能量转移（BRET）是一种用于分析蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）的技术。其独特之处在于共振能量由荧光素酶供体产生：海肾荧光素酶（Renilla luciferase）催化底物海肾素（coelenterazine）发生氧化脱羧，从而激发荧光受体，避免了荧光共振能量转移（FRET）中常见的自发荧光、光漂白和光散射等问题。...
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...
Quantification of the vascular endothelial growth factor with a bioluminescence resonance energy transfer (BRET) based single molecule biosensor.
眼部新生血管疾病如年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变和视网膜静脉阻塞，均由缺氧诱导的血管内皮生长因子（VEGF）上调引起。由于眼内采样具有侵入性，目前眼内 VEGF 浓度与病理程度及抗 VEGF 疗效之间的关联仍有限，因此需要微创、可重复的 VEGF 定量方法。本文报道了三种基于增强生物发光共振能量转移（eBRE...
Rapid Detection of Dynamic PTEN Regulation in Living Cells Using Intramolecular BRET.
肿瘤抑制蛋白PTEN磷酸酶通过去磷酸化磷脂酰肌醇(3,4,5)-三磷酸，负调控PI3K/AKT通路，从而抑制细胞增殖、存活和迁移。PTEN功能异常与多种癌症相关，除基因突变外，其构象、定位、活性和稳定性等翻译后调控改变也可导致功能抑制。本文介绍一种基于分子内生物发光共振能量转移（BRET）的遗传编码生物传感器，用于在活细胞中快速监测...
A biosensor to monitor dynamic regulation and function of tumour suppressor PTEN in living cells.
肿瘤抑制蛋白PTEN是一种脂质磷酸酶，通过去磷酸化PIP3负调控PI3K/AKT通路。直接、快速、灵敏地监测PTEN构象与功能，是开发增强或恢复PTEN依赖性通路抗癌药物的重要前提。本文构建了一种分子内生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器Rluc-PTEN-YFP，将Rluc融合于PTEN N端、YFP融合于PTEN C端，用...
Allosteric interactions within the AT₁ angiotensin receptor homodimer: role of the conserved DRY motif.
G蛋白偶联受体（GPCR）二聚化显著影响受体信号多样性，二聚体亚基间的变构通讯可改变配体结合、受体构象及与不同效应蛋白的相互作用。本研究在CHO细胞中瞬时表达野生型和突变型1型血管紧张素受体（AT1R）同源二聚体，研究其亚基间变构相互作用。实验通过选择性刺激一个亚基，监测另一亚基的β-arrestin2结合和构象变化。β-arres...
A novel BRET-based genetically encoded biosensor for functional imaging of hypoxia.
光学成像方法，尤其是荧光成像，因荧光蛋白的广泛应用而成为监测癌症等生物过程的重要手段。然而，绿色荧光蛋白（GFP）等常用探针在活体中易受内源性荧光团吸收激发光引起的自荧光和信号弥散影响，限制其作为体内示踪剂的适用性。近年来，近红外荧光蛋白的发展使实时成像可避免自荧光干扰并实现更深层组织观察。为此，作者设计了一种由新生血管相关转录因子...