噬菌体展示总结技术

1、精选公文范文噬菌体展示总结技 术各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 篇一：噬菌体展示技术噬菌体展示技术关键词：噬菌体展示 组装 融合 蛋白2008-07-21 00:00来源：互联网 点 击次数：3662噬菌体展示技术是将外源 蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体 外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源 基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外 源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬 菌体表面的生物技术。到目前为止，人 们已开发出了单链丝状噬菌体展示系 统、2噬菌体展示系统、T4噬菌体展示 系统等数种噬菌体展示系统。本文主要 概述了噬菌体展示技术的基本原理、噬 菌体展示系统研究以及技术特

2、点等，并 跟踪了目前该领域的最新研究进展和发 展前景。关键词：噬菌体展示；组装；融和 精选公文范文1精选公文范文蛋白1985 年，Smith G P1第一次将外 源基因插入丝状噬菌体fi的基因ni,使 目的基因编码的多肽以融合蛋白的形式 展示在噬菌体表面，从而创建了噬菌体 展示技术。该技术的主要特点是将特定 分子的基因型和表型统一在同一病毒颗 粒内，即在噬菌体表面展示特定蛋白质， 而在噬菌体核心DNA中则含有该蛋白 的结构基因。另外，这项技术把基因表达产物与 亲和筛选结合起来，可以利用适当的靶 蛋白将目的蛋白或多肽挑选出来。近年 来，随着噬菌体展示技术的日益完善， 该技术在众多基础和应用研究领

3、域产生 的影响已日渐明显。一、噬菌体展示技术的原理噬菌体展示技术是将多肽或蛋白 质的编码基因或目的基因片段克隆入噬 菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，在 阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常 功能的情况下，使外源多肽或蛋白与外 精选公文范文2精选公文范文 壳蛋白融合表达，融合蛋白随子代噬菌 体的重新组装而展示在噬菌体表面。思 想汇报专题被展示的多肽或蛋白可以保 持相对独立的空间结构和生物活性，以 利于靶分子的识别和结合。肽库与固相 上的靶蛋白分子经过一定时间孵育后， 洗去未结合的游离噬菌体，然后以竞争 受体或酸洗脱下与靶分子结合吸附的噬 菌体，洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经 繁殖扩增，进行下一轮洗脱

4、，经过3轮 5轮的“吸附-洗脱-扩增”后，与靶分子特 异结合的噬菌体得到高度富集2。所得的噬菌体制剂可用来做 进一步富集有期望结合特性的目标噬菌 体。二、噬菌体展示系统 单链丝状噬菌体展示系统 （1）Pin展示系统。丝状噬菌体是单链DNA病毒，pn 是病毒的次要外壳蛋白，位于病毒颗粒 的尾端，是噬菌体感染大肠埃希菌所必 须的。每个病毒颗粒都有3个5个拷贝 精选公文范文3精选公文范文PIII蛋白3,其在结构上可分为N1、N2 和CT 3个功能区域4-5,这3个功能区 域由两段富含甘氨酸的连接肽G1和G2 连接。其中，N1和N2与噬菌体吸附大 肠埃希菌菌毛及穿透细胞膜有关6，而 CT构成噬菌体外壳

5、蛋白结构的一部分， 并将整个Pin蛋白的c端结构域锚定于 噬菌体的一端。Pin有2个位点可供外 源序列插入，当外源的多肽或蛋白质融 合于Pin蛋白的信号肽(sgin)和ni之间 时，该系统保留了完整的Pin蛋白，噬 菌体仍有感染性；但若外源多肽或蛋白 直接与Pin蛋白的ct结构域相连，则 噬菌体丧失感染性，这时重组噬菌体的 感染性由辅助噬菌体表达的完整Pin蛋 白来提供。Pin蛋白很容易被蛋白水解酶 水解，所以有辅助噬菌体超感染时，可 以使每个噬菌体平均展示不到一个融合 蛋白，范文TOP100即所谓“单价”噬菌 体。(2) PW及其他展示系统。-精选公文范文精选公文范文P而是丝状噬菌体的主要外

6、壳蛋 白，位于噬菌体外侧，C端与DNA结合， N端伸出噬菌体外，每个病毒颗粒有2 700个左右P面拷贝8-9。PW的N端附 近可融合五肽，但不能融合更长的肽链， 因为较大的多肽或蛋白会造成空间障 碍，影响噬菌体装配2, 10-11,使其失 去感染力。但有辅助噬菌体参与时，可 提供野生型PW蛋白，降低价数，此时 可融合多肽甚至抗体片段。此外，尚有 丝状噬菌体PW展示系统的研究报道 12 PW蛋白的C端暴露于噬菌体表面， 可以作为外源蛋白的融合位点，可以用 于研究外源蛋白C端结构区域功能。从 所掌握的文献来看，该系统主要用于 cDNA表面展示文库的构建，并取得了 不错的筛选效果。九噬菌体展示系统(

7、1) PV展示系统。九噬菌体的PV蛋白构成了它的尾 部管状部分，该管状结构由32个盘状结 构组成，每个盘又由6个PV亚基组成。 精选公文范文5精选公文范文PV有两个折叠区域，C端的折叠结构域 （非功能区）可供外源序列插入或替换。 目前，用PV系统已成功展示了有活性的 大分子蛋白B-半乳糖甘酶（465 ku）和 植物外源凝血素BPA（120 ku）等13。 九噬菌体的装配在细胞内进行，故可以展 示难以分泌的肽或蛋白质。范文写作该 系统展示的外源蛋白质的拷贝数为平均 1个分子/噬菌体，这表明外源蛋白质或 多肽可能干扰了九噬菌体的尾部装配。（2）D蛋白展示系统。D蛋白的分子质量为11 ku，参与 野

8、生型九噬菌体头部的装配。低温电镜 分析表明，D蛋白以三聚体的形式突出 在壳粒表面13。当突变型噬菌体基因组 小于野生型基因组的82%时，可以在缺 少D蛋白的情况下完成组装，故D蛋白 可作为外源序列融合的载体，而且展示 的外源多肽在空间上是可以接近的。病 毒颗粒的组装可以在体内也可以在体 外，体外组装即是将D融合蛋白结合到 九D-噬菌体表面，而体内组装是将含D融 精选公文范文6精选公文范文 合基因的质粒转化入AD溶源的大肠埃 希菌菌种中，从而补偿溶源菌所缺的D 蛋白，通过热诱导而组装。该系统有一 个很好的特点，噬菌体上融合蛋白和D 蛋白的比例可以由宿主的抑制tRNA活 性加以控制，这对于展示那些

9、可以对噬 菌体装配造成损害的蛋白质时特别有 用。T4噬菌体展示系统T4噬菌体展示系统是20世纪90 年代中期建立起来的一种新的展示系 统。它的显著特点是能够将两种性质完 全不同的外源多肽或蛋白质，分别与T4 衣壳表面上的外壳蛋白SOC（9 ku）和 HOC（40 ku）融合而直接展示于T4噬 菌体的表面，XX因此它表达的蛋白不需 要复杂的蛋白纯化，避免了因纯化而引 起的蛋白质变性和丢失。T4噬菌体是在 宿主细胞内装配，不需通过分泌途径， 因而可展示各种大小的多肽或蛋白质， 很少受到限制。吴健敏等成功地一将大小约215 aa SOC/m E2融合蛋精选公文范文精选公文范文白展示于T4噬菌体衣壳表

10、面14。令人 值得关注的是，SOC与HOC蛋白的存 在与否，并不影响T4的生存和繁殖。 SOC和HOC在噬菌体组装时可优于 DNA的包装而装配于衣壳的表面，事实 上，在DNA包装被抑制时，T4是双股 DNA噬菌体中唯一能够在体内产生空衣 壳的噬菌体（SOC和HOC也同时组装）。 因此，在用重组T4做疫苗时，它能在空 衣壳表面展示目的抗原，这种缺乏DNA 的空衣壳苗，在生物安全性方面具有十 分光明的前景14。三、噬菌体展示技术的局限性（1）在噬菌体展示过程中必须经 过细菌转化、噬菌体包装，有的展示系 统还要经过跨膜分泌过程，这就大大限 制了所建库的容量和分子多样性。最全 面的范文参考写作网站目前

11、，常用的噬 菌体展示文库中含有不同序列分子的数 量一般限制在109。（2）不是所有的序列都能在噬菌 体中获得很好的表达，因为有些蛋白质 精选公文范文8精选公文范文 功能的实现需要折叠、转运、膜插入和 络合，导致在体内筛选时需外加选择压 力。例如，在噬菌体展示文库试验中， 由于部分未折叠的蛋白在细菌中很容易 被降解，因此，必须小心控制条件，以 保证在噬菌体表面展示的文库没有降 解。另外，鼠源抗体在噬菌体中表达差， 也是体内选择压力的一个例子。真核细 胞蛋白在细菌中表达差是因为它们的蛋 白质合成与折叠机制不同的缘故15。（3）噬菌体展示文库一旦建成， 很难再进行有效的体外突变和重组，进 而限制了文

12、库中分子遗传的多样性。（4）由于噬菌体展示系统依赖于 细胞内基因的表达，所以，一些对细胞 有毒性的分子如生物毒素分子，很难得 到有效表达和展示。四、结语噬菌体展示技术经过近20年的发展和完善，已成为生命科学领域的一项 重要技术，广泛应用于抗原抗体库的建 精选公文范文精选公文范文 立、药物设计、疫苗研究、病原检测、 基因治疗、抗原表位研究及细胞信号转 导研究等16生成过程，构建高亲和力抗体库。 由于噬菌体展示技术实现了基因型和表 型的有效转换，使研究者在基因分子克 隆基础上实现了蛋白质构象体外控制， 从而为获取具有良好生物学活性的表达 产物提供了强有力手段。另外，噬菌体 展示技术已成为不经过免疫

13、获取特异性 人源抗体的新途径，为获取对人类和动 物疾病有诊断和治疗价值的单克隆抗体 提供了重要手段篇二：噬菌体展示技术噬菌体展示技术王浩 11307110047摘要:噬菌体展示技术可以将目标 蛋白与噬菌体衣壳蛋白结合在一起形成 融合蛋白，进而展示于噬菌体表面。该 技术可以较好地保持被展示蛋白质的活 性，因而在蛋白质研究中发挥着重要的 作用。目前用于构建噬菌体展示系统的 精选公文范文1精选公文范文 载体主要有丝状噬菌体、九噬菌体、T4 噬菌体和T7噬菌体。这些系统不仅对构 建cDNA文库很有帮助，还可在随机短 肽文库的协助下研究蛋白质之间的相互 作用。关键词：噬菌体展示技术;蛋白质; 文库；类型

14、；原理；应用1985年，美国 Missouri大学的 Smith G P首次证实丝状噬菌体fd基因 组能通过基因工程手段改造，他把 氏oRl内切酶的部分基因片段与丝状噬 菌体的次要衣壳蛋白p m(protein III)基 因融合，获得的重组噬菌体能被抗 EcoR I内切酶的_ 1抗体所识别，由此建立了噬菌体 展示技术(phage displaytechnology) 0 通过 近几十年的发展，噬菌体展示技术已经有 丝状噬菌体、九噬菌体、T4噬菌体和T7 噬菌体等展示系统，这些系统在在新型 疫苗的研制、酶抑制剂的筛选、医学诊 断和治疗、多肽药物的开发、蛋白质相 精选公文范文1精选公文范文 互作

15、用的研究等领域得到了广泛的应 用，并显示了良好的应用前景。.噬菌体展示系统类型单链丝状噬菌体展示系统单链丝状噬菌体展示系统是利用 了 M13噬菌体独特的生命周期及其所表 达的几个噬菌体蛋白质。它的单键DNA 基因组由6407个核甘酸残基组成，编码 10种不同的蛋白质，并被包装于约有 27003000个拷贝数的基因编码的蛋白 质pW的蛋白衣壳内。而且M13的尾部 有一种35个拷贝的基因编码的蛋白质 pill。2III展示系统（35个拷贝）12pin基因主要编码病毒的次要衣壳 尾丝蛋白。pi的可插入位点很多，所以 其为多价展示系统，但这样就会造成蛋 白质的异促效应，不易筛选到高亲和力 的噬菌体。为

16、了构建单价展示系统，人 们将目的基因转入到噬菌粒（噬菌粒是 由质粒与单丝噬菌体结合而构成的载体 系列。它既具有质粒的特性和复制起点， 精选公文范文12精选公文范文 又有噬菌体的特性和复制起点。3）中。 由于噬菌粒没有噬菌体蛋白而难以形成 真正的噬菌体，其需要辅助噬菌体。辅 助噬菌体能提供将该DNA复制并包装 成完整噬菌体所需的蛋白质。而由于该 辅助噬菌体的复制起始点很低效，不足 以和噬菌粒DNA抗衡，所以转录出的 DNA大多数仍为噬菌粒DNA。通过在 噬菌粒DNA和辅助噬菌体DNA上加上 筛选标记，人们就可以很方便地筛选出 被感染的大肠杆菌。而且不像其他大多 数的噬菌体，M13在感染大肠杆菌后

17、， 并不引起宿主细胞的裂解，而是使宿主 细胞稳定地分泌出噬菌体颗粒。通过不 断地进行免疫富集筛选，人们就能得到 高亲和力克隆。4面展示系统（27003000个拷贝）pW基因编码主要的衣壳蛋白。由 于其拷贝数多，可用于筛选亲和力较低 的配体。相应的，如果用该系统展示较 长肽链而形成空间阻碍的话，就有可能 影响相关衣壳蛋白的合成，使得噬菌体 精选公文范文1精选公文范文 失去感染力。九噬菌体展示系统噬菌体九是温和噬菌体，在其颗粒 中，DNA是线状双链分子带有单链互补 末端。末端12个可互补的核昔酸，称为 粘性末端。当噬菌体入浸入宿主细胞后， 线状双链DNA分子借助粘性末端连结 成环状分子。在感染早期

18、，环状DNA分 子进行转录。在此期间，噬菌体有两条 复制途径可供选择：一是裂解生长。环 状DNA分子在宿主细胞里复制若干次， 合成了大量的噬菌体基因产物，形成子 代噬菌体颗粒，成熟后使细菌裂解，释 放出许多新的有感染能力的病毒颗粒。 另一是溶源性生长。噬菌体DNA整合进 宿主菌的基因组，然后象细菌染色体上 的基因一样进行复制，并传递给下一代 细菌。5成熟的噬菌体九由头、尾两部分 组成。D蛋白展示系统D蛋白为噬菌体九头部必需蛋白， 其可作为外源序列融合的载体，这种展 精选公文范文U精选公文范文 示一般为N端展示。由于其在噬菌体颗 粒表面呈突出状分布，有利于配体在空 间上接近，便于之后的筛选。D蛋

19、白展 示的体外组装途径是将D融合蛋白结合 到噬菌体表面。体内组装途径是将含D 融合基因的质粒转化入D蛋白缺乏放入 菌株中，从而弥补溶源菌所缺的D蛋白; 或将其整合到到噬菌体的基因组中。展示系统蛋白PV为噬菌体九主要尾部蛋 白，其C端折叠区为非必需的，所以可 供外源序列插入而不会影响其正常的生 理功能。噬菌体展示系统15T4噬菌体与噬菌体九较为相似， 其DNA为双链线形，呈环状排列。但其 表面包被着2种非必需外壳蛋白：SOC （主要为C端末）和HOC （主要为N端 末）。SOC位点展示是通过一个重组载 体，将融合有外源序列的SOC融合基因 同源整合入缺失SOC的T4基因组中， 选择恢复溶菌酶生长

20、不依赖性的噬菌 精选公文范文15精选公文范文 体，即可将外源肽或蛋白质展示于噬菌 体表面。HOC位点展示则通过体外包装 实现，将目的基因连接于hoc基因的C 端，构建hoc融合基因表达载体，并在 IPTG的诱导下表达HOC融合蛋白。再 将其与HOC缺失的T4噬菌体结合，就 将其转移到该噬菌体上从而得到展示。 由于这两者的缺失方式不同，就可以在 同一噬菌体上通过不同的方式（DNA缺 失及蛋白缺失）得到表达，即可实现 SOC、HOC双位点的同时展示。此外， T4噬菌体的扁长型二十面体衣壳，使其 系统容量大，可以体外组装，拷贝数高。 6噬菌体展示系统T7噬菌体基因组为线性双链 DNA，其主要有2种衣

21、壳蛋白，10A和 10B。由于10B的蛋白区在噬菌体表面， 所以将其作为展示位点。T7噬菌体的功 能性衣壳由10A与10B按不同比例构 成，说明其有一定的容错性，可容纳变 异体。展示的蛋白会通过C端融合，这 精选公文范文*精选公文范文 样，即使插入的片段含有终止密码子也 不会影响该蛋白的表达。另外，T7噬菌 体展示系统可以以高拷贝量展示50个氨 基酸的多肽，以低拷贝量（1/噬菌体） 或以中拷贝量（515/噬菌体）展示1200 个氨基酸残基的多肽或蛋白质。这些多 肽或蛋白质分别与相应亲和力区域结 合，其实用性较强。.噬菌体展示的原理噬菌体展示技术是将多肽或蛋白 质的编码基因或目的基因片段克隆入噬

22、 菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，在 阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常 功能的情况下，使外源多肽或蛋白与外 壳蛋白融合表达，融合蛋白随子代噬菌体的重新组（来自：XX:噬菌体 展示总结技术）装而展示在噬菌体表面。 被展示的多肽或蛋白可以保持相对独立 的空间结构和生物活性，以利于靶分子 的识别和结合。肽库与固相上的靶蛋白 分子经过一定时间孵育后，洗去未结合 的游离噬菌体，然后以竞争受体或酸洗 精选公文范文1精选公文范文 脱下与靶分子结合吸附的噬菌体，洗脱 的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增，进 行下一轮洗脱，经过3轮5轮的“吸附 -洗脱-扩增”后，与靶分子特异结合的噬 菌体得到高度富集。7外源多肽

23、或蛋白质 表达在噬菌体的表面，而其编码基因作 为噬菌体基因组中的一部分可通过噬菌 体DNA序列测序出来。该技术的显著特 点是建立了基因型和表现型之间的对应 关系。筛选步骤8：略。.噬菌体展示的应用（与蛋白结构 与功能相关的方面）展示功能蛋白结构域噬菌体随机展示技术被广泛应用 于研究蛋白质与其他配基的相互作用。 完整的蛋白质或结构域与噬菌体蛋白形 成融合噬菌体，为研究结构与功能的相 互关系提供了一个非常有效的工具。当 蛋白质或功能亚基被表达于噬菌体表 面，插入蛋白质的天然的四级结构就提 供了一个具有广泛突变位点的用来限制 精选公文范文i精选公文范文 折叠的框架（如：锌指结构）。即使用蛋 白质上带

24、有的锌指结构，让其与某些 DNA作用，就可筛选出一些与其相互作 用的噬菌体。确定核酸结合蛋白及其相互作用 噬菌体随机展示技术可以筛选出 一种有某些结构域的蛋白质，这些结构 域可与DNA结合而调控基因的表达。 通过这种方法，可以发现更多的与DNA 结合的结构域。此外，利用噬菌体展示 技术还可以筛选出DNA的模拟肽（模 拟肽是一个具有广泛意义的术语，它指 任意一个被设计并执行肽功能的化合 物。一个生物活性模拟肽，具有与激素、 细胞因子、酶底物、病毒或其他生物分 子拈抗、刺激或是调节天然配体的生理 活性的功能。9）。研究蛋白质相互作用噬菌体展示的多肽文库是由特定 长度的随机短肽序列组成。用靶蛋白质

25、（如受体、抗体等）对该随机文库进行 亲和淘筛，就可以获得与之结合的短肽 精选公文范文。精选公文范文 序列。对所得序列测定分析，并合成相 应的短肽，就可用来研究两个蛋白质之 间的相互作用。抗原表位分析抗原表位分析技术是以单克隆抗 体作为固相筛选分子，加入噬菌体随机 多肽库，使其与单抗充分反应，经数轮 “吸附-洗脱-扩增”的筛选过程，且每次增 加筛选强度，用最后一次淘洗的噬菌体 感染宿主菌。再随机挑选克隆，经噬菌 体ELISA鉴定并进行交叉反应实验和 竞争抑制性实验，对所选的阳性克隆通 过DNA序列分析，就可以知道该噬菌 体所携带的外源肽序列，从而得知该单 抗针对的特异性抗原表位。4噬菌体展示技术

26、的展望噬菌体展示技术凭借着自己独有 的优势及特点，在生物科学研究和应用 中的前景已经逐渐地显示出来。以噬菌 体展示抗原表位的优点有：（1）生产成本 低廉。（2）有可能利用一种噬菌体展示两 种抗原表位，这样便可开发出能同时诊 精选公文范文2精选公文范文 断一种以上疾病的诊断抗原。（3）噬菌体 颗粒可在相当长的时间内保持稳定，这 一点对研究和应用非常适用。（4）可模拟 天然多肽表位结构或功能。（5）噬菌体作 为表位载体具有较好的免疫原性。10但现在这项技术的某些方面并不 完善，目前其主要的局限有：（1）受大肠 杆菌转化效率的限制，高效转化大肠杆 菌的转化效率为107108,故一般肽库的 容量只有109,高于此限制的基因难以表 达，受到库容量的限制；（2）由于噬菌体 展示技术依赖于宿主细胞内基因的表 达，因此难以对毒性分子进行有效表达 和展示；（3）编码肽的基因带有一定的偏 爱性，决定了肽库的多样性受到局限； （4）氨基酸的修饰受宿主细胞的限制。不过，随着噬菌体肽库的不断完 善，对噬菌体展示技术认识地不断加深。 这项技术必定会日臻完美，其应用的范 围肯定会越来越广。1刘相叶，邓洪宽，吴 秀萍等.噬菌体展示技术及其应用J.动 精选公文范文2精选公文范文 物医学进展,2008,29(1):60戴和平，高宏, 赵新颜.噬菌体展示技术的原理和方法 J.水生生物学报,2002,26