细菌细胞间小分子信号分子可调控多种生物学功能，其中群体感应（QS）分子介导生物发光、III型分泌、铁载体产生、菌落形态、生物膜形成和金属蛋白酶产生等群体依赖响应。因此，QS 分子的检测与定量具有重要应用价值。以往革兰阴性菌 QS 分子的检测主要依赖细菌报告系统，但这些生物测定易受影响细菌生长和代谢的化合物干扰，且报告响应强烈依赖培养...
环磷酸腺苷（cAMP）调控多种生物学过程与细胞功能，其胞内空间梯度日益受到重视。既往研究表明，巨噬细胞吞噬过程中会产生cAMP，且cAMP水平升高会抑制促炎介质生成、吞噬和杀菌等宿主防御功能，但吞噬性巨噬细胞中cAMP生成的空间与动力学特征尚不清楚。本研究采用基于Förster共振能量转移（FRET）的cAMP生物传感器，在活巨噬细...
机械力在发育、生理和病理过程中起核心作用，但细胞亚结构内力传递机制仍不清楚。本文报道了一种经校准的遗传编码生物传感器，可单分子荧光力谱法在活细胞中测量特定蛋白跨蛋白机械张力，灵敏度达皮牛（pN）级。作者将该方法应用于连接整合素与肌动蛋白丝的vinculin，其向局灶黏附（FA）的招募依赖力。结果显示，稳定FA中vinculin跨蛋白...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的免疫生物传感器，用于高灵敏、高选择性和快速病原检测，并以轮状病毒（rotavirus）作为病原模型。GO 由改进 Hummers 法合成，沉积于氨基修饰玻璃表面，其 sp2 碳域中电子-空穴对复合产生光致发光。轮状病毒抗体经 EDC/sulfo-NHS 介导的酰胺化反应固定在 GO 表面，目标病...
本文探索利用荧光标记的酵母细胞色素c过氧化物酶（CcP）通过Förster共振能量转移（FRET）机制监测一氧化氮（NO）至亚微米水平。NO与CcP的结合亲和力常数Kd为10±1.5 µM；NO解离速率常数koff为0.22±0.08 min−1，二级结合速率常数kon为0.024±0.002 µM−1 min−1。作者还将荧光标记...
内质网/肌浆网（ER/SR）在多种细胞胞质信号中起关键作用，对骨骼肌纤维尤为重要，该细胞器是收缩等基本功能所需的主要钙库。本研究通过体内电穿孔在小鼠屈指短肌（FDB）中表达 cameleon 生物传感器 D1ER，直接评估电刺激和药理学刺激下 SR Ca2+ 耗竭。主要结论：（1）D1ER 在 FDB 纤维 SR 中表达，di-8-...
本文报道了一种基于荧光各向异性的时间分辨FRET显微成像方法，用于动态监测活T细胞中Rac1活性。作者利用由增强绿荧光蛋白（eGFP）和单体红荧光蛋白（mRFP1）构成的Raichu生物传感器，通过供体-受体间FRET效率变化反映Rac1构象与活性。该传感器被表达于Jurkat T细胞中，细胞表面CD3受体与包被抗CD3抗体的玻璃底...
Shoc2/SUR-8 作为 Ras 和 Raf 的支架蛋白正向调控 Ras/ERK MAP 激酶信号。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器并结合计算模型，考察 Shoc2 在 Ras 时空调控中的作用。在表皮生长因子（EGF）刺激的 HeLa 细胞中，RNA 介导的 Shoc2 敲低使 MEK 和 ERK 磷酸化...
膜筏和小窝蛋白作为信号平台受到关注，尤其在 HIV、神经及心血管疾病发病机制中的作用。β-肾上腺素受体（β-AR）介导的环磷酸腺苷（cAMP）信号是膜筏研究重点，因为该通路多个组分被膜微区室化，但膜筏如何在细胞环境中调控信号动力学仍不清楚。本文报道一种基于单细胞实时荧光成像的活细胞检测方法，利用改进的 FRET 型 cAMP 生物传...
本文报道了一种基于分子内荧光共振能量转移（FRET）的 Wiskott-Aldrich 综合征蛋白（WASP）生物传感器（WASPbs），用于在活细胞内实时监测 WASP 的激活状态。该传感器将青色荧光蛋白（CFP）和黄色荧光蛋白（YFP）分别融合于全长 WASP 的 N 端和 C 端；WASP 处于自抑制闭合构象时 CFP-YFP...
本研究利用表达外源肌球蛋白轻链激酶（MLCK）荧光共振能量转移（FRET）活性生物传感器的转基因小鼠，研究完整肠系膜动脉中 Ca2+/钙调蛋白（Ca2+/CaM）对 MLCK 的激活与调节。高外钾使细胞内 Ca2+（fura-2 比值或 fluo-4 荧光）和 MLCK FRET 比值均快速升至峰值后先快后慢下降；张力先出现相性峰值...
荧光标记血蓝蛋白此前被提出作为氧传感器。本研究探索该生物传感器监测细菌生物耗氧，并用于大肠杆菌、铜绿假单胞菌、副球菌和模拟葡萄球菌的细胞生长与活力检测。实验采用96孔U底微孔板，将不同初始菌量的LB培养液与Cy3标记的Rapana thomasiana血蓝蛋白混合，并以矿物油封孔，通过550 nm激发、570 nm发射监测荧光随时间...
CD44 与膜型基质金属蛋白酶 MT1-MMP 在肿瘤细胞中协同促进侵袭，但机制不清。作者在含透明质酸（HA）的三维胶原 I（3D HA-Col I）基质中，利用活细胞时间序列共聚焦显微镜研究二者相互作用。荧光共振能量转移（FRET）显微成像显示，CD44 与 MT1-MMP 的相互作用优先发生在侵袭肿瘤细胞的后缘回缩部位以及侵袭过...
活体荧光成像已成为追踪细胞内多种分子事件时空定位的有力工具。基于 Förster 共振能量转移（FRET）的遗传编码荧光指示剂被常规使用，但调控其功能的分子基础尚未完全阐明。本文以蛋白激酶 A 调节亚基的 cAMP 结合域为基础，介绍一种常用 cAMP FRET 传感器的结构与动力学性质。采用隐式溶剂分子动力学模拟，定位 cAMP ...
本文从理论和实验上证明，可通过直接且系统地饱和受体分子激发态来定量 Förster 共振能量转移（FRET），并将该受体耗竭方法称为 satFRET。该方法可逆，适合时间分辨测量。作者基于供体-受体分子状态微分方程组的稳态解建立模型，并纳入测量过程中受体光漂白的影响。实验采用不同化学计量比的 Alexa 546-Alexa 633 ...
心肌细胞中部分受体激活可通过刺激cAMP产生调节蛋白激酶A（PKA）依赖反应，且cAMP产生可能局限于离散胞内区室。作者此前建立区室化cAMP信号计算模型，可重现β1肾上腺素能和M2毒蕈碱受体介导的cAMP变化发生在与PKA信号相关的微区室，但模型提示细胞大部分胞质cAMP浓度可能高于PKA信号区室。本研究使用由Epac2-camp...