蛋白质生物传感器在研究和临床应用中扮演着越来越重要的角色。变构调节蛋白质具有特异性识别从离子到大聚合物（如核酸和蛋白质）的显著能力，并将这些识别事件转化为一系列生化活动。近期，Queensland University of Technology的Kirill Alexandrov课题组提出了一种完全集成但模块化的电化学生物传感器的方法，该方法基于研究者前期报道的PQQ-GDH双组分生物传感器，该传感器结构基于裂解酶或由配体控制的钙调蛋白结合肽激活的钙调蛋白-GDH嵌合体，解决了双组分体系固有的复杂性和局限性。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
该研究设计变构调节的PQQ-GDH环置换突变体，在通过配体结合域/配体复合物在分子内支架形成新生成的N-和C-末端后，其酶活性至少提高了10倍。研究结果表明，引入两个构象改变开关可以使生物传感器具有最大的动态范围和最低的检测限，可用于构建灵敏的生物电极。
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所开发的生物传感器在比色和电化学分析中表现出对小分子和蛋白质具有亚纳摩尔级亲和力。例如，环孢菌素A的浓度可以在1毫升的未稀释血液中测量，其精确度与领先的诊断技术相同，而该技术使用的样本量是前者的50倍。进一步使用该生物传感器构建高度多孔的金生物电极，能够在低至20pM的浓度下稳健地检测环孢素A的浓度，并在含有至少60%人血清的样品中保留功能。
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参考文献：Circular Permutated PQQ-Glucose Dehydrogenase as an Ultrasensitive Electrochemical Biosensor
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202109005
原文作者：Zhong Guo, Oleh Smutok, Wayne A. Johnston, Cagla Ergun Ayva,Patricia Walden, Brett McWhinney, Jacobus P. J. Ungerer, Artem Melman, EvgenyKatz, and Kirill Alexandrov*
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