化学物种跨细胞膜的主动运输是细胞选择性摄取营养物并排出毒性化合物的重要生物与生物技术功能。主要易化超家族（MFS）转运体可摄取和转运多种化学物种，在微生物宿主中设计用于生产或修复的合成代谢途径时，运输常决定工程菌株效率，却因膜转运蛋白在天然环境外难以表达、纯化和检测而常被忽视。本研究利用共线性分析和基因编码生物传感器，筛选了11个T...
内源肽（intein）是插入宿主蛋白中的移动遗传元件，可通过蛋白剪接反应切除自身并将相邻的 N-端外肽和 C-端外肽连接。内源肽对肽键进行特异性重排的能力在蛋白质工程中非常有用，因此控制其活性的方法备受关注。N 端切割（NTC）可用于亲和纯化后去除标签，但通常需要高于 50°C 的长时间孵育或外源亲核试剂（如二硫苏糖醇 DTT），这...
酿酒酵母是研究人类 G 蛋白偶联受体（GPCR）的有力工具，因其可被耦合到酵母交配信号通路。然而，包括 μ 阿片受体在内的部分受体在酵母中缺乏功能，原因可能是酵母膜中主要存在麦角固醇而非胆固醇。本研究通过基因工程使酿酒酵母产生胆固醇，并引入多种 μ、δ 和 κ 阿片受体，构建了高敏感性的阿片生物传感器，能够重现激动剂结合谱和拮抗剂抑...
全细胞生物传感器在工业、医学和环境应用中具有潜力，可通过改造细菌天然感知机制构建。本文报道了一组基于大肠杆菌 AtoSC 双组分系统（TCS）的新型乙酰乙酸（acetoacetate, AcAc）感应生物传感器。作者首先建立了描述 AtoSC TCS 动力学行为的常微分方程（ODE）模型，并利用 Morris 敏感性分析识别影响传感...
本文报道了一种高灵敏、高特异的汞全细胞生物传感器。作者以非选择性金传感器 GolS 的变体 GolS77 及其调控通路为基础，通过替换其金属结合环（MBL），引入铜绿假单胞菌 Tn-501 或巨大芽孢杆菌 MerR 同源蛋白的金属结合环，构建了 GolS77-LRT 和 GolS77-LRB 传感器。其中 GolS77-LRT 对 ...
无细胞系统为开发低成本、易使用的多分析物传感器提供了灵活平台，但传感器响应灵敏度受结合亲和力限制，而提高亲和力往往困难。本文围绕维生素B12这一关键微量营养素，报道了通过主动分析物导入改善生物传感器动态范围和灵敏度的策略。作者首先利用B12响应转录因子EutR在无细胞反应中实现B12依赖的GFP输出，但该无细胞传感器仅在远高于临床相...
异丁醇是一种具有较高能量密度的 C4 支链高级醇，被视为下一代交通燃料。本研究建立了一种基于 BmoR 转录因子的生物传感器筛选系统，用于从大气和室温等离子体（ARTP）突变库中筛选异丁醇高产菌株。BmoR 是 Thauera butanivorans 正烷烃代谢中调控烷烃单加氧酶 σ54 依赖启动子 Pbmo 的醇响应转录因子，对...
为应对耐药病原菌，本研究评估了不同乙酰化度（DA，12%–69%）和分子量（Mw，29–288 kDa）壳聚糖对大肠杆菌群体感应（QS）生物传感器报告菌株的抗菌作用，并筛选一种无毒壳聚糖用于 QS 抑制和细菌聚集研究。结果表明，仅低 DA（约12%）壳聚糖可抑制细菌生长，且与 Mw 无关。作者选择中等聚合度 MDP DA30（实验 ...
肿瘤异质性使癌症难以治疗。许多小分子抗癌药靶向肿瘤外周快速增殖细胞，但难以深入肿瘤内部，无法有效治疗整个肿瘤。能够深入肿瘤并识别代谢活性的药物载体，可依据局部微环境向相应区域递送治疗。我们假设葡萄糖感知细菌可识别实体瘤中的糖浓度梯度。为此，设计遗传回路，通过趋化-渗透压融合蛋白 Trz1（葡萄糖和核糖受体）触发绿色荧光蛋白（GFP）...
微生物化学生产常依赖低通量色谱检测，许多非显色化合物难以高通量筛选。本文利用哺乳动物细胞中可结合中链脂肪酸的 G 蛋白偶联受体（GPCR），在酿酒酵母中快速构建全细胞化学生物传感器。中链脂肪酸是高级生物燃料脂肪酸甲酯的直接前体。所构建的传感器可检测偶数 C8–C12 脂肪酸，激活后信号提高 13–17 倍，线性范围可达 250 μM...