定量评估细胞氧化应激需同步测定胞内氧化还原态与胞外呼吸活性，但集成传感方法有限。本文报道一种双荧光传感平台，将基因编码氧化还原生物传感器 roGFP2-Tsa2ΔCR 与嵌入微孔板的光学溶解氧传感器结合，用于工业酵母中胞内活性氧（ROS）和耗氧速率（OCR）的并行、非侵入定量。该传感器在酿酒酵母和产脂耶氏酵母中稳定表达，可在群体、单...
硝酸盐还原需要光合电子传递链产生的还原当量，因此硝酸盐同化可能在高光条件下作为电子汇。本研究利用谷氨酰胺合成酶2（GS2）和铁氧还蛋白依赖性谷氨酸合酶1（GOGAT1）突变体，监测光合效率与叶绿体谷胱甘肽氧化还原电位（chl-EGSH），检验该假说。突变体将同位素标记硝酸盐掺入氨基酸的能力显著低于野生型，表明氮同化受损；当氮同化受限...
蛋白半胱氨酸氧化还原状态由谷胱甘肽（GSH）/谷胱甘肽还原酶（GRX）和硫氧还蛋白（TRX）级联介导。氧化挑战可诱导蛋白 S-谷胱甘肽化。I 类 GRX 可逆催化 S-谷胱甘肽化和蛋白二硫键形成，但在质体基质中的作用未知。作者构建了苔藓 Physcomitrium patens 唯一叶绿体 I 类 GRX GRXC5 敲除系。体外显...
NADP(H) 是所有生物体中提供还原当量的核心代谢枢纽，参与多种生物合成、调控和抗氧化通路。虽然已有生物传感器可在活体中测定 NADP+ 或 NADPH 水平，但尚无探针可直接估算决定细胞能量可用性的 NADP(H) 氧化还原状态。本文设计并表征了一种基因编码的比率型非破坏性生物传感器 NERNST，其由氧化还原敏感绿色荧光蛋白 ...
锥虫病和利什曼病是由锥虫目寄生虫引起的被忽视感染，一线治疗副作用多、成本高且易产生耐药，因此需要新的化疗选择。本研究合成并体外评价了25个4,4′-(芳基亚甲基)双(1H-吡唑-5-醇)衍生物抗锥虫目寄生虫活性。其中10个和5个化合物对 Leishmania mexicana 前鞭毛体和 Trypanosoma brucei bru...
恶性疟原虫引起最致命的疟疾。基于青蒿素的过氧化物抗疟药是疟疾一线治疗基础，但青蒿素耐药性迅速扩散。合成过氧化物抗疟药（臭氧化物）处于临床开发中，可能提供替代方案。本研究利用化学蛋白质组学比较青蒿素、简单臭氧化物及临床候选药 artefenomel（OZ439）类似物探针在恶性疟原虫感染红细胞中的蛋白烷基化靶标。通过可点击炔烃探针、铜...
胰腺胰岛是包含内分泌、免疫和内皮等多种细胞的复杂微型器官，离体后细胞间通讯丢失，因此糖尿病发病机制需在活体多细胞环境中研究。作者开发了一套可移植的活体显微镜平台，用于在体内研究β细胞功能。首先构建β细胞选择性病毒编码荧光蛋白生物传感器，可快速简便地导入任意小鼠；随后将其与活体显微镜结合，从活体组织获取细胞和亚细胞数据。该平台利用Gr...
结核分枝杆菌（Mtb）在宿主吞噬细胞内长期面对活性氧（ROS）和活性氮（RNS）造成的氧化与亚硝化压力。其他细菌常依赖氧化还原敏感双组分系统（如 ArcAB）和转录因子（如 FNR/SoxR）适应此类应激，但 Mtb 缺乏这些因子，其维持存活与氧化还原平衡的机制尚不清楚。本研究证明，含 4Fe-4S 辅因子的氧化还原敏感转录因子 W...
奥里多宁（oridonin）是兔耳风的主要活性成分，可通过诱导凋亡发挥抗肿瘤作用，但其诱导 HepG2 细胞凋亡中线粒体活性氧（ROS）的调控机制尚不清楚。本研究利用线粒体靶向谷胱甘肽过氧化物酶1-氧化还原敏感绿色荧光蛋白2（mtGrx1-roGFP2）生物传感器，实时监测 HepG2 细胞在 H2O2/DTT 或 oridonin...
金黄色葡萄球菌利用 bacillithiol（BSH）作为主要硫醇氧化还原缓冲物。氧化应激下，BSH 与蛋白质形成 S-bacillithiolation 混合二硫键，该修饰可被 bacilliredoxins（Brx）逆转。真核生物中，谷胱甘肽还原酶-roGFP2 融合探针已用于动态活体成像谷胱甘肽氧化还原电位。本研究构建了基因编...
活性氧（ROS）是调控细胞发育和植物-病原互作的重要信号分子，可在侵染位点产生并影响细胞内氧化还原稳态。然而，ROS 信号通路、与其他信号级联的联系，以及用于可视化胞内外 ROS 水平及其对氧化还原状态影响的工具仍然有限。本研究利用基因编码生物传感器 roGFP2，首次在丝状真菌灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中比较了胞...
好氧细菌持续面临内源和外源活性氧（ROS）造成的氧化应激。为应对这种应激，细菌具有多种防御与应激反应，包括过氧化氢酶和过氧化物酶等解毒酶；然而，菌内氧化还原平衡的动态变化此前仍不清楚。本研究在多种革兰氏阴性菌中表达氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFP2），在过氧化氢处理后实时监测菌内氧化还原动态。利用该生物传感器，作者评估了不同过氧...
谷胱甘肽在恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的氧化还原调控中起关键作用，并与抗疟药氯喹（CQ）耐药机制相关。此前已建立胞质表达的 hGrx1-roGFP2 比率型荧光生物传感器，用于在活体寄生虫中测定谷胱甘肽依赖的氧化还原电位。为进一步阐明抗疟药诱导的氧化还原变化并拓展该传感器应用范围，作者系统比较了多种硫醇与...
结核分枝杆菌（Mtb）已演化出保护与解毒机制，以在宿主吞噬细胞内应对外源氧化应激并维持胞质氧化还原平衡；然而，该病原体对菌内产生的内生氧化应激的动态响应仍不清楚。本研究使用一种非侵入性、特异性的 Mtb 胞质氧化还原状态生物传感器，首次发现 Mtb 对由内生活性氧（ROS）升高引起的氧化还原稳态扰动异常敏感。作者合成了一系列氢醌类小...
结核分枝杆菌（Mtb）在宿主吞噬细胞内遭遇氧化胁迫，通过产生毫摩尔浓度肌硫醇（MSH）作为主要胞质还原缓冲物。本文报道一种用于实时成像 Mtb 感染期间胞内肌硫醇还原电位（EMSH）的新型系统。将 Mtb 肌硫醇依赖氧化还原酶肌还原蛋白-1（Mrx1）与氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP2 偶联形成 Mrx1-roGFP2，可以前...
遗传编码氧化还原生物传感器的发展使细胞与生物体内化学特异性、定量、动态且区室化的氧化还原测量成为可能。氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFP）尤其受到关注，可实时监测生物氧化还原变化。最近，将 Grx（glutaredoxin）与 roGFP2 翻译融合形成 Grx1-roGFP2，成为谷胱甘肽氧化还原电位（EGSH）传感器。线粒体是...
本研究采用比率型基因编码氧化还原敏感绿色荧光蛋白与人谷胱甘肽过氧化物酶/还原酶（glutaredoxin 1, Grx1）融合探针 Grx1-roGFP2，实时监测哺乳动物细胞胞质谷胱甘肽氧化还原电位。该探针可检测由短波长激发触发的、依赖培养基的胞质氧化。当活细胞时间序列成像的采集间隔小于 30 s 时，可揭示光诱导氧化的瞬时性质。...
活性氧（ROS）参与心血管、炎症、退行性疾病、衰老、肌营养不良和肌肉疲劳等多种病理过程。NADPH 氧化酶（Nox）是氧化还原信号中重要的 ROS 来源，但现有工具难以在活细胞中提供足够的空间分辨率和特异性。作者将氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP 与 Nox 组织蛋白 p47phox 融合，构建了可特异性评估 Nox 活性的氧化...
植物受病原菌侵染时会产生活性氧（ROS）防御反应，但 ROS 对丝状真菌的作用仍不清楚。本研究将比率型氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP2 引入灰葡萄孢（Botrytis cinerea），构建真菌表达系统，用于活体测量细胞氧化还原状态。在野生型菌丝中，roGFP2 对 H2O2 诱导的氧化和 DTT 诱导的还原呈可逆响应，可通过...
谷胱甘肽氧化还原偶联（GSH/GSSG）和过氧化氢（H2O2）是氧化还原稳态与氧化还原信号的核心，但它们在生物体内的分布难以测量。本研究在果蝇中利用遗传编码氧化还原探针，建立了在发育和衰老过程中对细胞质和线粒体等定义亚细胞区室中谷胱甘肽氧化还原电位（EGSH）和 H2O2 进行定量体内映射的方法。通过一种化学策略，在标本解剖和固定过...