Gq/11偶联G蛋白偶联受体（GPCR）通过动员钙离子调控关键生理过程，使胞内Ca2+动态成为药物发现和生物标志物检测的重要读出。然而钙信号短暂，需要专用仪器实时监测，限制高通量筛选和普及。本文报道发光钙生物传感器CalLuc-2.1，可将短暂Ca2+峰转化为刺激后数十分钟仍可读取的持续发光变化，无需精确计时检测，即可用标准酶标仪进...
遗传编码生物传感器能在活细胞中实时监测并精确调控，是前沿传感工具。然而，面向新分析物的真核遗传编码生物传感器开发受限于信号-受体对不足。将细菌生物传感器转入真核细胞以扩展检测空间已取得显著成功，但由于真核与原核基因表达系统差异显著，优化细菌来源传感器具有挑战性。成功案例表明，直接从真核系统开发正交信号-受体对可能是可行方案。丝状真菌...
GNAO1杂合突变导致从早发性癫痫性脑病到肌张力障碍的神经发育障碍谱系。尽管疾病显性机制尚未完全阐明，已有研究报道部分Gαo突变体存在功能紊乱。值得注意的是，多个Gαo变体被独立报道可显性结合G蛋白偶联受体（GPCR）或隔离Gβγ，这两种看似不相容的机制分别来自不同的间接生物传感器检测。为澄清这一矛盾，作者开发了基于split-YF...
阿佩林受体（APLNR）是一类A类G蛋白偶联受体，在心血管发育和肿瘤血管生成中发挥关键作用。为理解其在健康与疾病中的时空活性，作者开发了一套基于FRET、BRET和构象敏感荧光蛋白循环置换GFP（cpGFP）的APLNR构象生物传感器工具箱，并重点评估其体内应用。通过药理学表征和体外信号转导分析证明传感器功能。其中两个APLNR-c...
本文为《Scientific Reports》原论文《Engineering a GPCR-based yeast biosensor for a highly sensitive melatonin detection from fermented beverages》的作者更正。更正内容仅涉及原文章 Funding 部分不完整，...
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...
褪黑素是具有多种生物功能的分子，在食品中作为促健康生物活性成分具有重要价值，酵母产生褪黑素的能力已在近十年得到充分证明。然而，由于酵母代谢产生的褪黑素浓度通常很低，其定量分析面临成本高昂的技术挑战。本研究针对这些分析难题，优化了一种基于G蛋白偶联受体（GPCR）的酵母生物传感器，用于褪黑素的检测与定量。通过策略性遗传修饰，显著提高了...
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...
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...
基因编码荧光指示剂（GEFI）是一类蛋白基光遗传工具，在细胞和组织中结合特定配体时改变荧光强度，可用于监测细胞生理响应。然而，开发具有生理敏感性和药理学特异性的 GEFI 常需通过反复试错突变并在体外逐一评估其生物物理功能，蛋白巨大突变空间使开发缓慢，尤其依赖哺乳动物宿主系统时。为此，作者开发了多路复用高通量工程平台 Opto-MA...
本研究将真菌信息素蛋白酶重新引入活酵母生物传感器，用于识别并区分仅含单氨基酸差异的肽配体。作者以工程化酿酒酵母为平台，整合真菌 G 蛋白偶联受体（GPCR）、内源信息素信号通路以及荧光蛋白或番茄红素可见读出模块，并组成型分泌对应信息素蛋白酶。通过剂量响应实验，系统表征了酿酒酵母、白念珠菌、裂殖酵母、八孢裂殖酵母和日本裂殖酵母五种信息...
尽管G蛋白偶联受体（GPCR）是重要治疗靶点，许多GPCR的信号特性仍不清楚。GPCR激活主要启动异源三聚体G蛋白信号。为检测配体诱导的G蛋白激活，此前已开发基于生物发光共振能量转移（BRET）的生物传感器。本文设计了一套新型NanoLuciferase（NLuc）BRET生物传感器REGA-SIGN，覆盖全部Gα家族（Gαi/o、...
工程化蛋白生物传感器以高灵敏度响应特定生物分子并触发精确细胞反应，是诊断与合成细胞生物学的重要目标。以往设计多依赖结合结构明确分子；将柔性化合物识别与预期细胞响应耦合可拓展应用。本文提出一种计算策略，用于设计构象动态蛋白与肽之间的信号复合物。为验证方法，作者构建了超敏感趋化受体—肽对，可在原代人T细胞中引发强信号响应和显著趋化。与传...
时间序列荧光显微镜结合荧光生物传感器是量化单活细胞信号时空动态的有力工具，但实验通量低。为克服该限制，作者开发了基于 MATLAB 的 FALCOscope（Flexible Automated Liquid-handling Combined Microscope）平台，协调 OpenTrons 液体处理机器人和荧光显微镜，实现药...
单域抗体片段（VHH，又称纳米抗体）因分子量小、可进入隐蔽表位，在药物研发和细胞内过程研究中具有独特优势。已有细胞内VHH主要靶向胞质蛋白或转录因子，而靶向膜蛋白、尤其是G蛋白偶联受体（GPCR）的VHH较少。GPCR参与多种生理反应，是重要治疗靶点，但其构象复杂性长期阻碍药理学与结构解析。2010年代初以来，细胞内VHH被用于稳定...
本文是专题编辑文章，介绍基于荧光蛋白（FP）的生物传感器在活细胞中可视化分子动态的研究进展。细胞通过膜受体接收胞外配体、细胞间相互作用和机械信号，并经激酶、磷酸酶、第二信使、小GTP酶和转录因子等通路转导，其时空动态控制分化、迁移、增殖和存活。遗传编码的FP生物传感器可实时监测这些分子事件。文中综述了FRET、BRET、环置换FP（...
G蛋白偶联受体（GPCR）调控广泛生理与病理生理过程，理解其在不同细胞环境中的激活与功能至关重要。GPCR 激活受胞外刺激动态调控，且新证据显示其可在内体等细胞器中发挥亚细胞功能，因此需要高时空分辨率精确监测 GPCR 激活过程。本综述介绍可在活细胞中实时监测 GPCR 激活的遗传编码荧光生物传感器，覆盖胞外配体结合、GPCR 构象...
微生物合成大麻素有望为重要治疗分子提供稳定、低成本且可持续的来源，但放大生产以竞争传统植物来源仍具挑战。当前构建菌株的能力远超筛选高产菌株的能力，形成代谢工程瓶颈。本文报道一种基于酵母的生物传感器，用于检测微生物产生的Δ9-四氢大麻酚（THC），以提高筛选通量并降低成本。作者将五种人源大麻素G蛋白偶联受体（GPCR）转入酿酒酵母，发...
监测G蛋白偶联受体（GPCR）激活状态的构象生物传感器，是在受体蛋白水平而非下游信号水平表征配体效能的重要分子药理学工具。作者此前报道了一种基于NanoBRET的组胺H3受体（H3R）构象生物传感器，可在微孔板读数仪格式下，于活细胞中同时检测H3R配体的（部分）激动作用和反向激动作用。本研究进一步在完整细胞中表征该H3R传感器，通过...
真核细胞利用G蛋白偶联受体（GPCR）感知从化学小分子到光等多种信号。本文利用GPCR的感知能力构建面向实际应用的酵母全细胞生物传感器。以具有神经调节和免疫调节活性的大麻素为概念验证对象，构建基于人CB2受体的酵母生物传感器，并通过模块化优化获得高灵敏度与宽动态范围。作者在三类难度递增的应用中验证其有效性：首先筛选化合物库，发现两个...