Pathogenic Gαo Mutants Drive Dominant GPCR Coupling in GNAO1 Encephalopathies.
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...
In vivo measurement of an Apelin gradient with a genetically encoded APLNR conformation biosensor.
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...
Optogenetic Microwell Array Screening System: A High-Throughput Engineering Platform for Genetically Encoded Fluorescent Indicators.
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...
GPCR Signaling Measurement and Drug Profiling with an Automated Live-Cell Microscopy System.
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...
A novel red fluorescence dopamine biosensor selectively detects dopamine in the presence of norepinephrine in vitro.
多巴胺（DA）和去甲肾上腺素（NE）是调节多种脑功能的关键神经调质，常协同作用。由于缺乏高选择性观察其时空动态的技术，解析二者关系困难。尽管已开发检测 DA 的遗传编码荧光生物传感器，但其选择性不足，难以区分 DA 与 NE。本文报道了一种红色荧光遗传编码 GPCR 激活报告器 R-GenGAR-DA，用于检测 DA。具体而言，将环...
Deconvolution of WNT-induced Frizzled conformational dynamics with fluorescent biosensors.
G蛋白偶联受体Frizzled1-10（FZD1-10）是介导19种哺乳动物分泌型Wingless/Int-1脂糖蛋白（WNTs）诱导胞内信号的分子检查点。尽管这些信号组分在健康与疾病中至关重要，但由于缺乏合适的生物物理技术，目前对WNT/FZD选择性、受体激活机制以及单个配体/受体对介导的胞内信号传播了解有限。本研究开发了基于荧光...
Novel fluorescent GPCR biosensor detects retinal equilibrium binding to opsin and active G protein and arrestin signaling conformations.
视紫红质是典型的A类光敏G蛋白偶联受体（GPCR），但其共价结合的视黄醛配体使药物研究受限。光照射将11-顺式视黄醛（11CR）异构化为全反式视黄醛（ATR），后者作为激动剂激活受体并偶联G蛋白。作者此前发现ATR虽以席夫碱共价结合，却可表现出平衡结合特征。本文建立基于视蛋白的荧光生物传感器，将G蛋白转导蛋白Gα C末端片段（GtF...
FRET Reporter Assays for cAMP and Calcium in a 96-well Format Using Genetically Encoded Biosensors Expressed in Living Cells.
G蛋白偶联受体（GPCR）受激素或神经递质刺激后，常引起胞浆环磷酸腺苷（cAMP）和钙离子（Ca2+）浓度改变，从而触发细胞反应。本文描述一种基于微孔板读板机的荧光共振能量转移（FRET）检测方法，利用基因编码生物传感器 H188 和 YC3.60，在单层或悬浮活细胞中实时监测 GPCR 激动剂处理后 cAMP 或 Ca2+ 浓度变...
Development of a Conformational Histamine H
组胺H3受体（H3R）是治疗多种中枢神经系统疾病的重要药物靶点，但现有筛选方法多依赖高度放大的胞内信号事件，不仅不能直接反映H3R调节，还易产生假阳性和假阴性。为此，作者基于生物发光共振能量转移（BRET）原理设计了分子内H3R构象生物传感器，将NanoLuciferase（Nluc）和HaloTag分别融合至H3R的C端和第三胞内...
Not So Dry After All: DRY Mutants of the AT1
G蛋白偶联受体（GPCR）通过偶联异源三聚体G蛋白和arrestin调控多种胞内信号。DRY基序突变体常被用作不能偶联G蛋白的工具，以分离arrestin依赖、G蛋白非依赖信号。本研究构建组胺1受体（H1R）DRY/AAY突变体，并纳入血管紧张素II 1型受体（AT1AR）DRY突变体，利用多种活细胞FRET生物传感器检测arres...
A kinetic method for measuring agonist efficacy and ligand bias using high resolution biosensors and a kinetic data analysis framework.
本文报道了一种用于测量 G 蛋白偶联受体（GPCR）激动剂效能与配体偏向性的动力学检测平台。作者构建了一种高量子产率、基因编码的荧光生物传感器，将 arrestin-3（β-arrestin2）整体插入 mNeonGreen 荧光蛋白第七 stave，使受体-arrestin 相互作用引起荧光强度变化。该传感器可在 HEK 293T...
Assessing the real-time activation of the cannabinoid CB1 receptor and the associated structural changes using a FRET biosensor.
大麻素受体1（CB1）主要表达于神经系统，调控学习记忆、疼痛和能量代谢，但缺乏直接测量其激活的方法。本研究构建了一种CB1分子内荧光共振能量转移（FRET）传感器，通过监测第三胞内环与C端尾之间的结构变化来测量CB1激活。CB1激动剂诱导FRET信号随时间和浓度增加，对应第三胞内环与C端尾距离缩短，并伴随胞内Ca2+动员、cAMP积...
Novel regulations of the angiotensin II receptor type 1 by calmodulin.
血管紧张素II 1型受体（AT1R）介导血管紧张素II（AngII）的钙依赖性作用，钙调蛋白（CaM）是细胞内钙信号关键转导分子。已知AT1R亚膜域3和4可与CaM结合，但结合位点、生化性质及功能意义尚不清楚。本研究采用FRET生物传感器筛选法，在AT1R亚膜域2（氨基酸125–141）发现新的CaM结合位点，并确认亚膜域3及亚膜域...
Nomad Biosensors: A New Multiplexed Technology for the Screening of GPCR Ligands.
本文报道了用于多重高通量细胞G蛋白偶联受体（GPCR）检测的Nomad技术。该技术包含一组名为Nomad Biosensors的荧光生物传感器，可通过G蛋白与第二信使转导蛋白的相互作用，测量GPCR激活后的细胞响应。GPCR是欧几里得生物中最大的膜受体家族之一，其信号转导参与多种生理过程，并与多种疾病相关，是药物研发的重要靶点。No...
A cAMP Biosensor-Based High-Throughput Screening Assay for Identification of Gs-Coupled GPCR Ligands and Phosphodiesterase Inhibitors.
环磷酸腺苷（cAMP）是重要的第二信使，胞内 cAMP 水平定量是 G 蛋白偶联受体（GPCR）研究的关键。Gs 或 Gi 偶联 GPCR 激活腺苷酸环化酶（AC）后，分别升高或降低胞内 cAMP。本文建立了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的实时 cAMP 高通量筛选（HTS）检测法，用于在活细胞中鉴定和表征 Gs...
GPR88 reveals a discrete function of primary cilia as selective insulators of GPCR cross-talk.
许多G蛋白偶联受体（GPCR）定位于初级纤毛，但纤毛对GPCR信号的功能意义仍不清楚。本研究聚焦D1多巴胺受体（D1R）和β2肾上腺素受体（B2AR），二者均通过升高环磷酸腺苷（cAMP）传递信号，但纤毛定位不同。D1R在IMCD3细胞纤毛上富集，破坏纤毛并不影响其表面表达或浓度依赖性cAMP反应。作者开发了可分辨纤毛内与纤毛外cA...
cAMP biosensors applied in molecular pharmacological studies of G protein-coupled receptors.
环磷酸腺苷（cAMP）是介导多种生物学反应的重要第二信使。Gs 偶联 G 蛋白偶联受体（GPCR）激活可经腺苷酸环化酶升高细胞内 cAMP，Gi 偶联 GPCR 激活则降低 cAMP。传统 cAMP 检测多为终点法，需要积累 cAMP 并裂解细胞。近年来，基于荧光共振能量转移（FRET）的 cAMP 生物传感器可在活细胞中实时定量 ...
High-throughput flow cytometry compatible biosensor based on fluorogen activating protein technology.
同时监测活细胞内多种蛋白的转运具有重要价值，因为许多受体蛋白在同一细胞中协同发挥作用，但现有荧光标记技术限制了功能受体对的机制研究。作者将荧光激活蛋白（FAP）技术与高通量流式细胞术结合，发展出一种稳健、灵敏且通用的新型生物传感器，用于在同一细胞中研究多种转运蛋白。该模型系统采用与人β2肾上腺素受体（b2AR）融合的FAP AM2....
BacMam system for FRET-based cAMP sensor expression in studies of melanocortin MC1 receptor activation.
环磷酸腺苷（cAMP）是多种G蛋白偶联受体（GPCR）的第二信使，也是评价GPCR特异性配体生物活性的有用读出分子。本文报道了一种基于Förster共振能量转移（FRET）的cAMP生物传感器Epac2-camps，并将其与杆状病毒BacMam转导系统相结合。所构建的BacMam-Epac2-camps病毒转导系统可简便、稳健地在多...