[发明专利]基于细菌群体密度感应蛋白LuxR的生物传感器及其应用

说明书

本发明涉及基于LuxR的生物传感器。其中包括感应模块和报告模块，所述感应模块是组成型表达LuxR蛋白的表达元件，所述报告模块包括由启动子Plux可操作连接的报告基因组成。在检测过程中，如果样品中存在3OC6‑HSL，其与LuxR蛋白特异性的结合形成复合物，激活Plux启动子，启动报告基因的表达。本发明的生物感应器对于例如鼠疫耶尔森菌产生的信号分子3OC6‑HSL具有较高的灵敏度，因此可以用于检测这些病菌，具有灵敏度高，检测准确的优点，具有较高的价值。

技术领域

本发明属于医药生物技术领域，具体涉及病原菌的检测，更具体涉及细菌群体密度感应蛋白LuxR的生物传感器及其应用。

背景技术

群体感应(Quorum sensing，QS)是一种涉及细胞外信号分子的细胞间通信机制，细菌利用这些信号分子来协调集体行为^[1,2]。在革兰氏阴性细菌中，酰基高丝氨酸内酯(Acyl-HSLs)是介导QS的信号分子^[3]。酰基高丝氨酸内酯由LuxI蛋白家族成员合成，穿过细菌细胞壁运输，并被LuxR家族传感器蛋白识别^[4,5]。费氏弧菌(Vibrio fischeri)LuxR是3-氧代己酰基-高丝氨酸内酯(3-oxo-hexanoyl-homoserine lactone，3OC6-HSL)的转录激活因子。LuxI/LuxR QS系统已被生物工程师用于构建细菌感应器^[6]、人工细菌菌群^[7]和种群同步器^[8]，这类器件需要高可靠性、高灵敏度和高可调性，通过探索系统工程方法以满足这些需求具有重要意义。

此外，为了获得更好的效果，可通过定向进化与随机突变相结合，鉴定能够强烈影响LuxR信号特异性的位点^[9-11]。然而，由于其固有的随机输出和耗时性，定向进化在探索蛋白质序列和功能之间关系的能力上受到限制，这阻碍了更多LuxR的信号特异性位点的搜寻。。基于结构的分子动力学(molecular dynamics，MD)模拟^[12,13]也被用于确定对3OC6-HSL与LuxR亲和力至关重要的位点^[14-16]，但在这种情况下，实际产生的蛋白质可能不具有应用性或不适合用于后续的生化验证。

参考文献：

[1]Atkinson S,Williams P.Quorum sensing and social networking in themicrobial world[J].J R Soc Interface,2009,6(40):959-978.

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