Desarrollo de un biosensor basado en PhoR-PhoB por evolución dirigida para su aplicación en la detección de fósforo...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Biotecnología
• Química analítica

Sus antecedentes:

• El fósforo inorgánico (Pi) es esencial para la vida, pero los niveles elevados en el agua y el suero causan problemas ambientales y de salud.
• Los biosensores existentes para la detección de Pi tienen limitaciones en el rango dinámico y el rango de detección, lo que dificulta su aplicación práctica.
• El sistema de dos componentes PhoR-PhoB de Escherichia coli detecta naturalmente el Pi.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un biosensor de alta sensibilidad para la detección de niveles ultrabajos de fósforo inorgánico (Pi).
• Para superar las limitaciones de los rangos dinámicos y de detección del sistema PhoR-PhoB nativo.
• Para permitir la medición precisa de Pi en muestras ambientales y clínicas.

Principales métodos:

• Optimización de los niveles de expresión de PhoR y PhoB para mejorar el rango dinámico del biosensor.
• Evolución dirigida del dominio de la quinasa PhoR para crear un mutante con mayor sensibilidad.
• Aplicación del biosensor optimizado para la detección de Pi en muestras de suero y agua ambiental.

Principales resultados:

• La expresión optimizada aumentó el rango dinámico del biosensor 97 veces.
• La evolución dirigida produjo un mutante PhoR (L222F / N307S / Q344H) con un rango dinámico de 232 veces.
• El biosensor diseñado logró un rango de detección lineal de 0,012-0,07 mM, adecuado para los estándares de suero y aguas residuales.

Conclusiones:

• El biosensor PhoR-PhoB diseñado ofrece una mayor sensibilidad y un rango dinámico más amplio para la detección de Pi.
• El biosensor desarrollado es eficaz para la medición precisa de Pi ultrabajo tanto en el suero como en el agua ambiental.
• Esta tecnología tiene potencial para monitorear y administrar los niveles de Pi en diversos entornos.