噬菌体展示肽库-噬菌体展示技术专题-泰克生物-酵母展示服务专家

噬菌体展示肽库

一．什么是噬菌体展示技术？

噬菌体展示描述了一种体外选择技术，在这种技术中，肽或蛋白质的变体库在噬菌体病毒的外部表达，而编码每个变体的遗传物质则在内部。这就在每个变体蛋白质序列和编码它的DNA之间建立了物理联系，从而可以根据与给定目标分子（抗体、酶、细胞表面受体等）的结合亲和力。最简单的筛选方法是将噬菌体显示的肽库与涂有目标物的平板（或珠子）孵育，洗去未结合的噬菌体，并洗脱特异性结合的噬菌体。然后对洗脱的噬菌体进行扩增，并通过更多的结合/扩增循环来反复富集池中的结合序列。经过三到四轮后，通过DNA测序和ELISA鉴定单个克隆。在这种实验中收集到的信息本身可能就是一个终点，即确定单克隆抗体的表位序列，也可能只是寻找可行药剂的开始，因为肽在体内通常既不稳定，也不具有生物活性。

二．丝状噬菌体

丝状噬菌体（也通常称为噬菌体）是一类感染含有革兰氏阴性菌的F质粒的病毒，如大肠杆菌细胞，其中一些被归入Inovirus科，属于Inovirus属，如噬菌体M13、f1和fd。噬菌体可视为克隆载体，需要辅助噬菌体提供将噬菌体包装成病毒粒子所需的结构和功能蛋白来完成其感染过程。

感染开始于pIII的N端附着在细菌上的F-菌毛的顶端。这种结合导致噬菌体的ss-DNA(+)链注入细菌细胞。然后，宿主聚合酶使用(+)链作为模板产生互补链(-)，从而形成噬菌体的双链(ds-)或复制形式(RF)。噬菌体蛋白是由RF DNA链(+)产生的mRNA合成的。为了复制基因组以产生新的噬菌体，新合成的蛋白pII切割RF DNA以启动(+)链的复制。因此，宿主酶可以产生大量RF DNA分子。pII还连接新合成的(+)链的分子末端，形成ss-DNA。pV蛋白二聚体结合这种新的ss-DNA以防止转化为RF DNA。pV的量决定了RF与(+)链DNA合成的比例。pX参与复制，并被认为调节RF/(+)链DNA合成以及抑制pII功能。

组装发生在细胞的内膜，包括pI，pIV和pXI。pI和pXI的C端与pIV相互作用形成通道，促进噬菌体的分泌。pVII和pIX是分泌步骤所必需的，它们与pV-ss-DNA复合物相互作用。在挤压过程中，与ss-DNA结合的pV被pVIII取代，然后在释放颗粒的近端添加pVI和pIII。

噬菌体的结构及其生命周期-泰克生物.png

图1 噬菌体的结构及其生命周期

三．肽库构建

20种天然氨基酸中的每一种都由密码子编码，利用引入噬菌体基因组的简并寡核苷酸，可以构建随机肽库，生成随机肽最常用的策略之一是使用（NNK），密码子简并，其中N是四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶）和K是鸟嘌呤和胸腺嘧啶的1：1的等摩尔混合物。通过使用（NNK）n个密码子而不是（NNN）n个密码子，终止密码子的数量从三种类型（TAA、TGA和TAG）减少到一种类型（TAG、Amber终止密码子）。对于采用（NNK）n密码子的肽文库，每个NNK是32种不同的可能密码子序列的混合物，这些密码子序列编码所有20种氨基酸（加上一个终止密码子）。对于这样一个文库，可能的n-mer肽序列的数量由20n给出，其中20是标准氨基酸的数量，n是随机化位置的数量。例如，对于具有7个随机位置的肽库，则有20^7（1.3×10^9）可能的七聚体。然而，这些考虑是对现实的过度简化，会导致估计值过高，原因有很多，如氨基酸代码的退化导致终止密码子的随机出现以及转化效率。噬菌体颗粒的最大浓度为10^14个颗粒/毫升（170 nM），这为多样性设定了上限。通过电穿孔或其他技术，转化效率只能将10^8-10^10个噬菌体构建体转化到大肠杆菌中。

肽库可以生成显示的肽的长度从6到30个残基不等。可以使用策略以更受限的构象呈现肽；例如，通过包括两个半胱氨酸残基，以形成一个二硫键。通过很难预测随机展示的肽所需的最佳长度，因为这取决于许多因素，包括所展示肽的折叠特性、靶标的特性和研究目的。

基于噬菌体展示平台，泰克生物可以构建随机7肽文库、12肽文库、环状7肽文库等，不仅可为客户提供基于T7噬菌体，M13噬菌体的多种直链肽库构建服务，也可为客户提供高质量的环肽噬菌体展示文库构建与筛选服务。

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