基于热稳定藻蓝蛋白高效生物合成的双模式汞离子传感平台：兼具优异发色团组装与荧光活性

本文报道了一种通过大肠杆菌异源生物合成热稳定C-藻蓝蛋白β亚基（CpcB）的新策略，成功构建了兼具荧光定量与比色分析功能的双模式Hg2+生物传感器。该传感器展现出卓越的发色团结合效率（A620/A280=2.13）和高荧光量子产率（ΦF=0.38），其检测限达亚纳摩尔级（0.43 nM），在环境监测领域具有重要应用价值。

　　

研究亮点

通过创新性的基因设计，我们在大肠杆菌中成功实现了嗜热蓝藻C-藻蓝蛋白β亚基（CpcB）的高效异源生物合成。该重组蛋白展现出卓越的发色团结合效率（A₆₂₀/A₂₈₀=2.13）和强烈的红色荧光，其荧光量子产率（Φ_F=0.38）令人瞩目。与来自其他蓝藻的CpcB相比，嗜热蓝藻来源的CpcB表现出更优异的Hg²⁺选择性淬灭特性、浓度依赖性荧光响应和热稳定性。

<结论>

总而言之，我们通过单质粒融合基因策略，在大肠杆菌中成功生物合成了嗜热蓝藻来源的CpcB。该重组CpcB展现出卓越的发色团结合效率（A₆₂₀/A₂₈₀=2.13）和具有高量子产率（Φ_F=0.38）的强烈红色荧光。同时，它表现出Hg²⁺依赖性的荧光淬灭特性，具有高选择性和在各种反应条件下的显著稳定性。该重组CpcB被开发为双模式传感平台，整合了荧光检测和智能手机辅助比色分析功能，在环境样品中实现了Hg²⁺的高灵敏度检测。我们进一步提出了一个混合淬灭机制：在低浓度时通过表面C153位点与Hg²⁺配位产生动态淬灭，而在高Hg²⁺浓度时转变为通过C82位点结合的静态淬灭。这项工作为开发高性能重金属生物传感器提供了新型热稳定藻蓝蛋白平台。