外膜蛋白 G：工程化静息孔道用于生物传感

细菌外膜孔蛋白具有坚固的 beta-barrel 结构，因此在基于单分子检测的随机传感器中展现出应用潜力。与多亚基蛋白相比，单体孔蛋白 OmpG 尤具吸引力，因为通过诱变即可轻松对其孔道进行适当修饰。然而，OmpG 的门控会在单通道记录中引起瞬时电流阻断，从而干扰分析物的检测。为了消除这种自发门控活性，我们利用分子动力学模拟鉴定了 OmpG 中与门控相关的区域。基于我们的发现，采用两种方法通过定点诱变来增强开放构象的稳定性。首先，通过在 beta12 和 beta13 链的细胞外末端之间引入二硫键，降低了 loop 6 的流动性。其次，通过缺失残基 D215 优化了 beta11 和 beta12 链之间的链间氢键。同时具有这两种稳定突变的 OmpG 孔蛋白表现出门控活性降低了 95%。在为该孔蛋白装配环糊精分子接头后，我们利用该突变体在单分子水平上检测了 adenosine diphosphate，从而证明了其在随机传感应用中的潜力。