山东大学/上海交大《自然·通讯》：利用变构酶调控域设计生物传感器的通用方法：新型代谢物荧光探针平台

本研究基于变构酶调控域发展了一种通用的基因编码荧光生物传感器设计方法。背景方面，基因编码荧光生物传感器是监测细胞内代谢物动态的重要工具，但许多关键代谢物缺乏合适的识别元件。研究目的为利用变构酶的调控域作为识别元件，结合环化重排荧光蛋白，构建针对多种代谢物的高特异性传感器。研究方法以大肠杆菌分支酸变位酶PheA的ACT调控域、2-乙酰乳酸合酶调控亚基IlvH、D-柠苹酸合酶LeuA调控域以及PH1780蛋白的CBS结构域为识别元件，成功开发了针对L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-异亮氨酸、S-腺苷甲硫氨酸和S-甲基-5'-硫代腺苷的生物传感器。结论表明，这些传感器在活细胞中实现了实时、原位、亚细胞分辨率的动态监测，在发酵过程监控中与HPLC结果高度一致，并在临床样本中成功区分苯丙酮尿症患儿与健康儿童，以及检测肺癌患者血清中SAM水平升高。该策略为开发其他代谢物传感器提供了通用框架，推动代谢研究、生物制造和临床诊断发展。