代谢工程已发展出多种工具与策略，其中辅因子工程是生物产品合成中的常用策略，用于调控烟酰胺核苷酸（NADH/NAD+、NADPH/NADP+）和三磷酸腺苷/二磷酸腺苷（ATP/ADP）水平，以维持细胞氧化还原与能量平衡。然而，传统方法难以实时监测细胞内NADH/NAD+、NADPH/NADP+和ATP/ADP水平。近年来，多种用于检测...
叶绿体与线粒体之间依赖碳骨架、能量和还原当量交换的通讯，对维持呼吸代谢和光合作用至关重要。本研究采用多转基因策略调控烟草叶片能量与氧化还原平衡，并利用荧光生物传感器 c-Peredox-mCherry 在活体内监测细胞质 NAD(H) 状态。策略包括过表达拟南芥叶绿体苹果酸阀转运蛋白 pOMT（AtpOMT1），反义敲低细胞质 NA...
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（还原型 NADH、氧化型 NAD+）是基础生物化学研究和分子诊断中的关键辅因子，但二者在单分子水平上的识别与检测极具挑战。受生物系统启发，本研究设计并合成了仿生 NAD+/NADH 分子夹（MC），即八-(6-氨基-6-脱氧)-γ-环糊精八糖（octakis-(6-amino-6-deoxy)-γ-cyclom...
电子载体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）及其磷酸化形式 NADP 通过还原型 NAD(P)H 与氧化型 NAD(P)+ 的相互转化介导细胞代谢中的氧化还原反应。NAD 水平改变会影响植物发育和胁迫响应，但植物体内缺乏实时监测 NAD 池大小及还原/氧化比值的技术。本文简报介绍了 Steinbeck 等将 pH 不敏感的遗传编码荧光生物...
NADH 与 NAD+ 是普遍存在的细胞氧化还原偶联物。尽管 NAD 在植物代谢中的核心作用及其调控功能已在生化水平被广泛研究，但在活体植物组织中分析 NAD 的亚细胞氧化还原动态仍具挑战。本文利用遗传编码荧光生物传感器 Peredox-mCherry 建立了植物体内 NADH/NAD+ 的活体监测方法。作者构建了拟南芥 Pered...
氧化氢的“Knallgas”细菌 Ralstonia eutropha 可在好氧与厌氧环境中生长，并在异养与自养代谢间切换，是可持续 H2 驱动烃类生产等生物技术应用中的理想宿主。其可溶氢化酶（SH）即使在 O2 存在下也能催化 H2 氧化，并将 H2 氧化可逆地偶联于 NAD+ 还原为 NADH，从而再生这一重要辅因子。为理解 S...
NADH与NAD+是驱动数百种生化反应的关键辅因子，其比值是反映细胞代谢状态的重要标志。传统方法测定NADH/NAD+比值操作繁琐、易产生误差，且不适合高通量筛选。本文报道了一种基于氧化还原响应型细菌转录因子Rex的遗传编码比率型NADH/NAD+生物传感器。作者将枯草芽孢杆菌Rex（B-Rex）移植到大肠杆菌中，并通过调节B-Re...
脑组织在受到刺激时能量代谢增强，但不同代谢环节变化并不一致。刺激后局部脑血流和葡萄糖摄取迅速增加，而氧摄取增加较小，提示糖酵解速率暂时超过氧化代谢，伴随乳酸生成增加。本迷你综述围绕长期争议——刺激诱导的有氧糖酵解究竟发生在神经元还是星形胶质细胞——进行评述，并将近期在急性脑片和活体动物中利用生物传感器测量神经元代谢变化的研究置于其他...
生化反应中的酶动力学对科学研究和药物发现至关重要，但传统酶学实验难以直接确定反应状态。本文提出一种电荷-电流换能器，即晶体管生物传感器，通过监测反应体系中带电物种引起的电荷变化来评估生化反应状态。以苹果酸-天冬氨酸穿梭中的 NADH/NAD+ 反应为例，作者构建了基于 IGZO 薄膜晶体管（TFT）的传感器，并在栅极区域设置扩展金传...
本文报道了一种在流动装置中由酶系统实现的生物分子可逆受控非（CNOT）逻辑门。该装置具有两个输入和两个输出信号，利用 NAD+ 与 NADH 辅因子之间的可逆氧化还原转化执行异或（XOR）逻辑运算，同时利用碱性磷酸酶催化 p-硝基苯磷酸酯水解生成 p-硝基苯酚，执行并行的恒等（Identity）运算。输入 A 由 p-硝基苯磷酸酯和...
转录抑制因子 Rex 通过感知 NADH/NAD+ 池的氧化还原状态调控呼吸基因表达。来自链霉菌 Streptomyces rimosus 的 Sr-Rex 是新鉴定的氧化还原感应蛋白，其三维结构及与底物复合物尚未解析。本研究首先以同源蛋白晶体结构为模板，通过同源建模构建 Sr-Rex 二聚体及其与辅因子 NADH/NAD+ 的复合...