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浅谈噬菌体展示肽库技术

噬菌体展示技术是一种体外筛选技术，能够从大量的多肽库中筛选出目标多肽，并将多肽在噬菌体表面进行展示。目前被广泛用来展示的噬菌体是M13噬菌体展示系统，它由5个衣壳蛋白组成。其中衣壳蛋白pⅢ的功能主要是筛选，目标多肽基因能够被插入到pⅢ中，并且它适用的载体范围也很广。1985年，噬菌体展示技术被创建，作为研究抗原表位的技术，噬菌体展示主要是通过基因工程技术将外源基因插入到噬菌体衣壳蛋白，使得外源基因编码的多肽能够以融合蛋白进行展示，并且其本身的结构和活性不发生改变，之后通过多轮的筛选去选出能够与目标分子结合的高特异性的抗体或多肽。在1990年，基于噬菌体展示技术的随机6肽文库被创建，经过多年的发展，噬菌体展示技术除了被用于研究抗原表位，在细胞信号转导、蛋白的识别位点、药物研发等领域都进行了应用。随着噬菌体展示技术的广泛使用，很多疾病是通过噬菌体展示技术来确定的，例如，通过噬菌体随机12肽库，一个与强直性脊柱炎相关的抗原短肽被发现，在结肠癌病人血清中也通过噬菌体展示技术发现了一种多肽可能是结肠癌的标志物。基于噬菌体展示技术建立的肽库容量高达数十亿，在筛选多肽标志物方面，噬菌体展示肽库有着快速、成本相对较低、库容量大的优势。通过筛选与特定抗原结合的噬菌体多肽，可以开发新的抗体或者对现有的抗体进行改进，噬菌体展示多肽还可以用于疫苗研发、癌症诊断、生物传感器的开发等。

噬菌体展示肽库的分类：

噬菌体展示肽库有多种类别，根据噬菌体的种类、载体类型以及文库类型的不同可以将其进行划分。按照噬菌体种类的不同，噬菌体展示肽库被分为M13噬菌体展示系统、T7噬菌体展示系统、T4噬菌体、λ噬菌体展示系统等。其中，M13噬菌体展示系统又包括蓝白斑体系和辅助噬菌体体系，蓝白斑体系是利用基因工程技术在噬菌体载体中插入报告基因，如lacZ基因，当插入外源基因并且能够表达时，报告基因的表达会受到干扰，在宿主菌会中形成白色菌落，而当插入的外源基因没有正确表达时，报告基因的表达不会被干扰，宿主菌中会形成蓝色菌落。蓝白斑体系有利于含有外源基因的噬菌体的快速筛选。辅助噬菌体体系主要用来支持噬菌体展示肽库合成和筛选，它能够提供噬菌体展示技术所必要的基因产物，如噬菌体复制和包装过程中所需的蛋白，来确保噬菌体展示系统的正常运作。T7噬菌体展示系统能够高拷贝展示多肽或蛋白质，可以用于分子量和亲和力不同的蛋白质的筛选。

M13噬菌体展示系统原理图-泰克生物.jpeg

Fig. 1 M13噬菌体展示系统原理图

噬菌体展示肽库的载体包括噬菌体载体和噬菌粒载体，噬菌体载体能够产生具有感染性的噬菌体颗粒，可用于展示较大的多肽或蛋白质片段。噬菌粒是噬菌体与质粒的杂交体，有噬菌体的包装和感染能力，同时具备了质粒的稳定性和可操作性，噬菌粒载体可用于展示较小的多肽或蛋白质片段。

按照文库类型的不同，噬菌体展示肽库被分为随机肽库、cDNA文库、抗体文库、蛋白质文库。其中，随机肽库是通过化学合成或基因合成方法生成的包含大量随机序列多肽的文库，主要用于筛选与特定靶分子结合的多肽。从特定组织或细胞中提取的mRNA，经过反转录后生成的cDNA可以被插入到噬菌体载体中，进而构建cDNA文库，可以用于表达并展示相应的蛋白质或多肽片段。抗体文库包含了大量的抗体基因序列，这些抗体基因序列可以被插入到噬菌体载体中，通过噬菌体展示技术去筛选出针对特定抗原的抗体。蛋白质文库包含了大量不同的蛋白质或多肽序列，这些蛋白质或多肽可以被展示在噬菌体表面，用于筛选具有特定功能或性质的蛋白质。

泰克生物致力于为客户提供高质量的多肽文库构建技术服务，为客户后续的肽库合成和筛选、靶向多肽药物发现、特异性阻断多肽药物开发、特异性先导序列开发等下游研发工作提供有力支持。泰克生物在多肽文库构建方面拥有丰富的项目经验和心得，经过多年的发展，泰克生物建立了完善的多肽文库构建体系，包括依赖M13辅助噬菌体的M13噬菌体展示体系、M13 KE噬菌体展示体系、T7噬菌体展示体系等，能够为客户提供高质量的线性多肽文库（包括但不限于6肽库、7肽库、12肽库、15肽库）和环多肽文库（环6肽库、环7肽库、环10肽库等）等各种类型的多肽文库构建服务。泰克生物建立的M13噬菌体多肽文库库容可达10^8，滴度可达10^13个噬菌体展示多肽颗粒/ml，T7噬菌体多肽文库库容可达10^8，滴度可达10^11个噬菌体展示多肽颗粒/ml，足够支撑客户后续筛选到针对各类靶点且满足下游实验需求的靶向肽。泰克生物可提供包括从多肽基因库设计与合成、多肽文库构建到配套的多肽文库筛选、亲和力验证、体外细胞验证等一站式技术服务，客户只需要提供具体的项目需求，泰克生物的科学家会针对客户的项目需求设计最佳的文库构建方式和噬菌体体系，满足客户的项目需求。