4月23日，南方科技大学在《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Design and Evolution of a Phosphorescent Protein via the Proximal Encoding of Lanthanide and the Antenna Chromophore”的论文，报道镧系元素与天线发色团近端编码策略驱动的磷光蛋白质设计与进化。
基因编码的长寿命磷光蛋白质为生物成像与检测提供了正交信号通道。传统荧光蛋白的发光寿命通常为纳秒级，而长寿命磷光蛋白的开发可实现时间分辨检测并显著提升信噪比。
研究人员通过将光敏型非天然氨基酸（UAA）定点引入镧系元素结合蛋白（LanM）金属中心邻近区域，构建了新型磷光蛋白质系统。通过对UAA结合位点的系统性优化，相较于野生型LanM蛋白，镧系磷光强度实现显著提升。进一步对LanM进行定向进化并优化UAA化学结构，获得信号强度倍增的变体。这种迭代优化策略最终开发出寿命延长至500微秒且亮度显著提升的磷光蛋白。基于该平台，构建的铕（III）传感器在200 nM浓度下信噪比超100，检测限低于10 nM；通过插入酶切位点设计的蛋白酶传感器，在纳摩尔级浓度下仍能保持优异信噪比。最后，将磷光蛋白与亲和体融合，成功应用于免疫荧光成像。这些应用案例证明，该平台可通过时间分辨测量显著提升基因编码传感器的检测灵敏度。
