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NADP+是细胞内一种重要的辅酶因子,也是电子传递链中的重要载体。细胞内很多脱氢酶都依赖NADP+在戊糖磷酸途径或者细胞的脱毒反应中发挥重要生理作用。其次,在胞内钙离子流通调控过程中,NADP+也扮演重要角色。由此,NADP+的实时动态检测对于探究细胞生理代谢至关重要。目前,NADP+的检测方法主要是高效液相法(HPLC)以及NADPH/NADP+检测试剂盒,但是两种方法均需要复杂的细胞破碎抽提过程,而且不能够实时追踪活细胞内NADP+的变化。目前来看,NADP+的实时追踪只能由遗传编码的荧光生物传感器来完成。遗传编码的荧光生物传感器己用于活细胞内多种信号分子以及代谢物(ATP,α-酮戊二酸,NADH,钙离子,氨基酸,葡萄糖,谷氨酰胺等)的检测。这些胞内小分子的实时在线检测对于人们了解细胞代谢起到至关重要的作用。受此启发,我们设计了基于荧光能量共振转移(FRET)的生物传感器来实时监测细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)的变化。我们采用了NADP+的特异性结合蛋白(大肠杆菌酮泛解酸还原酶KPR)作为识别元件,将其插入青色荧光蛋白(CFP)与黄色荧光蛋白(YFP)之间,设计用于动态监测NADP+的生物传感器。通过KPR蛋白结构域的linker优化,以及在分子对接的指导下进行结合位点氨基酸残基的定点突变,我们得到了特异性强灵敏度高的NADPsor。在体外检测中,NADPsor能够响应不同浓度的NADP+,并且能够特异性地识别NADP+,其检测限低至1μM。在大肠杆菌细胞内,随着前体物质烟酸的加入,NADPsor的输出信号526/478 nm与活细胞内NADP+的真实含量呈现高度的一致性,这表明NADPsor可以在活细胞内实时追踪NADP+。