天然存在的蛋白质开关已被重新用于开发用于细胞和临床应用的新型生物传感器和报告分子，但此类开关的数量有限，并且由于每个开关的不同，对其进行工程设计通常具有挑战性。有鉴于此，美国华盛顿大学的David Baker和Byung-Ha Oh等研究人员，合作实现模块化蛋白生物传感器的从头设计。

本文要点

1）研究人员表明，可以通过从头设计的蛋白质开关反转信息流来创建非常通用的蛋白质生物传感器，其中肽键的结合会触发所需的生物输出。

2）研究人员通过创建生物传感器来证明了该平台的模块化，该生物传感器几乎没有进行优化，可以灵敏地检测抗凋亡蛋白Bcl-2、IgG1 Fc结构域、Her2受体和肉毒杆菌神经毒素B，以及心脏肌钙蛋白I和一种抗乙型肝炎病毒（HBV）抗体，并可达到检测这些分子临床相关浓度所需的亚纳摩尔级敏感性。

3）研究人员使用该方法设计了针对SARS-CoV-2蛋白表位的抗体和SARS-CoV-2突刺蛋白的受体结合域（RBD）的传感器。后者结合了从头设计的RBD结合分子，其检测极限为15 pM，背景信号超过50倍。

本文研究表明，平台的模块化和灵敏性可快速构建适用于各种分析物的传感器，并强调了从头进行蛋白质设计的能力，这能够用于创建具有新功能且有实用性的多状态蛋白质系统。 

参考文献：

Alfredo Quijano-Rubio, et al. De novo design of modular and tunable protein biosensors. Nature, 2021.

DOI：10.1038/s41586-021-03258-z

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03258-z