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1、噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11噬菌体展示技术的步骤噬菌体展示技术的研究进展11文章编号:167322995(2009)0220097203综 述噬菌体展示技术的研究进展Researchprogressonphagedisplaytechnology孙美艳,张 磊,李 艳 (吉林医药学院检验系,
2、吉林吉林 132013)摘 要:噬菌体展示技术是将外源蛋白通过与丝状噬菌体外壳蛋白融合而表达于噬菌体颗粒表面,被展示的外源多肽可保持相对独立的空间结构和生物活性。最近有实验表明噬菌体表面展示的外源多肽模拟了天然抗原的空间结构,利用筛选肽库的方法确定抗原的线性和构象型表位是可行的。这对于发现与疾病相关的抗原表位具有一定的普遍意义,有可能在未知的情况下进行疫苗及诊断分子的设计。关 键 词:噬菌体展示技术;原理;应用中图分类号:Q782 文献标识码:A1982年Dulbecco首次提出在噬菌体或其他病毒表面展示外源抗原决定簇或多肽的概念。1985年
3、美国Missouri大学GeorgeP.Smith将R1核酸内切酶基因克隆到丝状噬菌体(Filamentousbacteriophage,fd)的外壳蛋白基因3中11,并成功地得到了在外壳蛋白中融合表达了酶分子的噬菌体粒子[1]细菌,因此只能特异性感染雄性大肠杆菌。首先,噬菌体结合到雄性细菌的F菌毛末端,使菌毛回缩,将噬菌体的单链带入细菌内,单链DNA转化成双链复制型DNA,作为模板产生子代病毒蛋白和单链DNA。在此过程中,病毒外壳蛋白锚定在细胞膜,当DNA穿过细胞膜时,包装DNA,通过细菌分泌作用释放出新的病毒粒子。丝状噬菌体是一种长度约为1μ
4、m,直径为6nm的可变棒状体。野生型fd噬菌体基因组含有6408个碱基对,共10个基因,编码10个蛋白质。作为一种基因载体,它的长度可以随着插入的DNA片段的大小而发生变化。正是由于这个特点,才使这类噬菌体早已成为进行DNA测序和寡核苷酸直接诱变的载体。噬菌体基因组的复制型是双链DNA,所以外源片段克隆进入载体的操作比较容易。2 噬菌体展示技术的原理丝状噬菌体展示技术主要与2种外壳蛋白有关,一种是主要外壳蛋白P8蛋白,大约有2700个亚单位;另一种是次要外壳蛋白P3蛋白,在噬菌体表面只有几个。这2种蛋白均可作为载体来展示外源多肽或蛋白,但各有其优
5、缺点。2.1 P3展示系统P3展示系统是将外源多肽展示在次要外壳蛋白P113上。P3位于噬菌体的最尾端,呈球形或线形,介导细菌感染,5个拷贝左右。P3展示系统的最突出特点是对外源多肽或蛋白的大小无严格限制,较长的。该噬菌体能够被EcoRI核酸内切酶抗体有效中和,说明展示在噬菌体外壳表面的酶分子与天然酶分子有着相同或极为相近的构象和活性。这一实验的成功诞生了噬菌体展示技术。该技术将展示肽的表型与基因型通过丝状噬菌体直接地联系起来[2]。噬菌体展示技术是将外源蛋白通过与丝状噬菌体外壳蛋白融合而表达于噬菌体颗粒表面,被展示的外源多肽可保持相对独立的空间
6、结构和生物活性。展示的多肽可以是短肽和大分子蛋白质,例http://www.wenku1.com如,免疫球蛋白、蛋白酶和抗原表位等。1 丝状噬菌体的结构和生物学特性丝状噬菌体主要包括大肠杆菌丝状噬菌体M13、fd、f1等,属于丝状噬菌体科、丝状噬菌体属,它们的亲缘关系十分密切,大小与形状相近,都包括一个单链环状DNA,已发现其基因组的全序列有98%以上的核苷酸序列为同源,因此把它们视为等同。这种噬菌体只能通过大肠杆菌的性纤毛才能将其DNA注入作者简介:孙美艳(1981-),女(汉族),助教,硕士.多肽甚至整个蛋白质都可整合到基因3外壳蛋白中[32
7、4],因为其拷贝数较少,在构建抗原决定簇文库时,为了筛选出高亲和力的肽段,常常选用此展示系统。但拷贝数较少,也是这个展示系统的缺点,限制了它在免疫学和生物疫苗中的应用。2.2 P8展示系统P8展示系统是将外源多肽展示在主要外壳蛋白P8的氨基端。P8是含有50个氨基酸残基的α2螺旋,它们构成噬菌体的体部。高拷贝数的P8展示系统可以为外源多肽提供多重的展示结果[5],所以能够在没有任何佐剂的情况下刺激生物体产生较强的免疫学反应,这种反应具有高度的特异性。如果多肽是一个已知的连续表位,那么,以一种高度有效的方式来模拟这个蛋白的免疫学特性是完全有可能的。
8、该系统存在的问题是对外源多肽的长度的限制[5],不能容纳超过6个氨基酸的外源多肽,否则会影响噬菌体的组装,降低噬菌体的感染性。3 噬菌体
