基于果蝇味觉受体衍生肽的咖啡因生物传感器：实现10 pM超高灵敏度检测

《Biosensors and Bioelectronics》：Biosensor for caffeine detection using Drosophila gustatory receptor-derived peptide

本文报道了一种基于黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）味觉受体DmGr66a衍生肽（GRP）的新型生物传感器，用于咖啡因的超高灵敏度检测。研究通过分子对接技术设计出特异性GRP，构建的传感器检测限低至10 pM（比现有报道提升两个数量级），并展现出优异的选择性、操作及储存稳定性，成功应用于实际饮料和血清样本分析，为食品与医疗行业的咖啡因实时监测提供了高效技术工具。

　　

结合位点

根据我们先前的研究方法，我们分别预测了DmGr66a的跨膜结构域并尝试与咖啡因进行分子对接，但未能成功。因此，我们使用SWISS-MODEL对DmGr66a的结构进行了同源建模，以AlphaFold v2预测的蛋白质A0A0J9RSR0.1.A为模板，序列同一性高达98.11%。通过DS2016软件自动预测了DmGr66a的活性口袋，即结合位点，并选择了位点1用于后续研究。

结论

在这项工作中，我们通过三维结构建模和预测结合位点的分子对接技术，成功设计了用于检测咖啡因的GRP。随后，合成了具有设计肽序列的GRP，并通过化学连接方法将其与单壁碳纳米管（SWCNTs）连接，制备出GRP传感器。所开发的GRP传感器能够检测低至10 pM浓度的咖啡因。与先前报道的检测限相比，灵敏度显著提高了两个数量级。