噬菌体表面展示及其应用
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噬菌体表面展示及其应用
扬州大学生物科学与技术学院
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噬菌体展示技术原理• 噬菌体表面展示技术是一种对多肽功能非常有效
的筛选技术 , 即将外源蛋白分子或多肽的基因克隆到丝状噬菌体基因组中,与噬菌体外膜蛋白融合表达,展示在噬菌体颗粒的表面。由于外源蛋白或多肽的基因型和表型统一在同一噬菌体颗粒内,因此,通过表型筛选就可以获得它的编码基因。基于生物分子与药物靶分子(抗体、受体、抗原、酶的底物等)的亲和力,应用噬菌体表面展示技术可以从多肽库中进行快速筛选,从而成为药物开发的强有力工具。
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噬菌体展示基础• 克隆外源基因或多
肽• 蛋白或多肽融合到
噬菌体核衣壳(表面)基因
• 多肽与噬菌体的结合是通过融合蛋白
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噬菌体表面展示的起始步骤• 不同基因分别被插入噬
菌体基因组中 Different sets of
• 分离纯化的噬菌体只是展示一个蛋白,多肽或者抗体。
• 收集所有的噬菌体就构成一个文库将噬菌体文库与靶蛋白相互作用,筛选能与靶蛋白相互作用的噬菌体
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用于表面展示的噬菌体
• 3 种常用于表面展示的噬菌体为 M13, F1 , FD
• 利用病毒粒子表面蛋白构建多肽文库,每个噬菌体能展示一个任意的多肽
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噬菌体表面展示文库的筛选• 利用筛选技术能从
噬菌体文库中筛选出目的多肽
• 利用磁珠能固定靶蛋白 / 多肽
• 利用 DNA 测序的优势,很容易就能鉴定目的蛋白 / 多肽的序列
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Solid phase selection with immunotubes
Immunotube
coated with
antigen
coated with
steptavidin and
biotinylated antigen B
B BBB B B
v
v
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biotin
antigen
Solution phase selection with biotinylated antigen
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Bind to Streptavidin coated microtitre wells
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去除未结合的噬菌体病毒粒子 .
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洗脱结合的噬菌体
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Amplify eluted phage
Repeat selection
Analyzea) ELISAb) Specificityc) Sequencingd) Affinitye) Activity E.coli
感染和扩增
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噬菌体抗体库的构建
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VH
VL
CL
CH1
CH2
CH3
Hinge
(Fab’)2
Fab
Fc
MembraneExtension
Antibody IgG structure
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VH
VL
CL
CH1
CH2
CH3
Fv
FvVH
VL
scFvVH
VL
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单克隆抗体 噬菌体抗体 杂交瘤技术 展示技术
宿主细胞 : 杂交瘤 细菌筛选范围 : ~103 107109
时间 : 几个月 几周操作 : 繁杂 相对简单免疫 : 必须 可避免人源抗体 : +费用 : 高 低生产量 : 有限 无限基因获取 : 再克隆 直接应用前景 : 有限 不可估
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结论• 通过噬菌体表面展示的蛋白可以与其靶蛋
白相互作用• 无论靶蛋白是抗原,蛋白或者病原,都可
以快速有效地处理并用于筛选
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参考文献1. Strachan Tom, Human Molecular Geneti
cs 3. 2004 Garland Publishing; pp-150-151
2. http://www.antibodystation.com/phage-display-antibody-production/
3. Journal Of Virology 2001 pp. 75
4. Nature 2000 pp. 45