2012年7月4日，生命科学联合中心陈鹏课题组在Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）在线发表了名为《Converting a solvatochromic fluorophore into a protein-based pH indicator for extreme acidity》的科研论文 (Angew. Chem. 2012, 51, 7674-7679), 报道了他们结合酸敏感蛋白和环境敏感的荧光小分子所开发的用于检测活体内强酸性环境的pH荧光探针。这一工作在该杂志最新的一期纸质版刊物中被选为了Frontispiece文章：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201204029/abstract
维持稳定的pH值对生物体的正常功能至关重要。强酸性环境(pH<4)对大多数生物体是致命的，但是仍然有许多生物体进化出了在强酸性环境中生存的能力，如嗜酸性微生物幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)等。 在真核细胞中，尤其是在内吞和分泌相关的细胞器如溶酶体内，酸性pH也发挥着重要的作用。因此对活体内pH值的实时原位检测具有重要意义。 由于传统的基于荧光蛋白或荧光小分子的pH探针在酸性条件下不够稳定或细胞内定位困难，无法适用于对强酸性环境下的活细胞进行探测。 为此，陈鹏研究组开发了一种将蛋白质和荧光小分子相结合的检测活体内强酸性环境的pH探针。
他们将含有叠氮基团的非天然氨基酸定点引入到细菌体内的酸性分子伴侣蛋白HdeA的特异性位点上，并进而通过生物正交的点击化学反应（click reaction），将一个响应环境亲疏水性变化的荧光小分子在活体内连接到HdeA上。 通过在体外对不同位点进行筛选，他们发现了HdeA蛋白上对pH最为敏感的位点(58位)。在强酸性条件下（pH<3），HdeA发生构象变化，将荧光分子包裹在疏水环境内部，使荧光信号增强，从而可以用来检测极低的pH值。他们将这个探针成功地表达在革兰氏阴性细菌(E. coli)的膜间质以及细胞质中，并且在哺乳细胞表面也做了展示性的应用。
陈鹏实验室的研究生杨麦云、宋艳群作为共同第一作者，合作完成了该课题的工作，未来计划将该探针引入到哺乳动物细胞体内用于检测不同酸性细胞器在生理和受激条件下的pH值。
上述工作得到了科技部、国家自然科学基金委、北大-清华生命科学联合中心和北京大学的资助。
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