噬菌体展示：蛋白质与核酸偶联的理想平台
普健生物 http://kx.atagenix.cn/ 2023-06-05
毫无疑问，噬菌体展示将在不久的将来成为连接蛋白质和相应DNA的更理想的平台。
展示技术，尤其是噬菌体展示技术，在许多领域得到了广泛的应用。展示技术的理论核心是噬菌体表面的蛋白质/肽与同一噬菌体内部的编码DNA序列之间的物理联系。从噬菌体展示的肽/蛋白/抗体库出发，利用下一代测序技术(NGS)日益强大的DNA测序/解码能力，可以很容易地以高通量的方式获得丰富的蛋白质相关信息。基于这些信息，许多科学和临床问题可以很容易地解决。在过去的几年里，在NGS、液滴技术和大规模寡核苷酸合成的帮助下，我们已经见证了噬菌体展示技术在技术开发和应用方面的巨大进步。今天小编将分享当前噬菌体展示技术的最新进展。
1985年，Smith将EcoRI基因片段插入噬菌体f1的基因组中得到了最终的噬菌体，命名为fECO1，它保留了噬菌体的传染性和外源蛋白EcoRI对抗体的可及性。fECO1的诞生标志着一种新的技术噬菌体展示技术被发明，并且正是由于这一进展，Smith教授获得2018年诺贝尔化学奖。
生物学的噬菌体展示
为了更清楚地介绍噬菌体展示技术和应用的最新进展，首先我们需要了解噬菌体的生命周期。以被广泛应用丝状噬菌体为例，如下图所示，丝状噬菌体由五个结构蛋白(pIII, pVI, pVII, pVIII, pIX)和一个ssDNA组成。在野生型丝状噬菌体中，一个末端有5个pIII和pVI，另一个末端有5个pVII和pIX。剩下的pVIII，每个噬菌体约2700拷贝，与ssDNA相互作用。基因组长度为6407 bp。在丝状噬菌体生命周期的早期，噬菌体的pIII与大肠杆菌的f -菌毛相互作用。一旦相互作用发生，f -菌毛开始解聚，噬菌体被拉入宿主。随后，ssDNA被释放到宿主中。将双链DNA转化为复制形式后，作为模板生成ssDNA并表达用于组装子代噬菌体颗粒的蛋白质。在噬菌体展示中，外源蛋白的基因片段插入到基因组中，与结构蛋白的基因融合。结果，外源蛋白与相应的结构蛋白融合。融合蛋白和ssDNA被组装成相同的子代噬菌体粒子。由于基因与外源蛋白质之间存在物理联系，可以通过基因序列间接获得蛋白质的序列。理论上，所有的结构蛋白都可以作为与外源蛋白融合的载体蛋白。而丝状噬菌体的pIII和pVIII通常被用作载体蛋白。
噬菌体展示的生命周期和机制
噬菌体显示技术的最新进展噬菌体展示技术因其独特的特性被广泛应用于筛选配体、鉴定表位、改善目标分子性能等领域。近年来，如图所示，随着NGS、液滴、大量寡核苷酸合成等相关技术的发展，噬菌体展示技术得到了加速发展。
噬菌体展示技术的最新技术进展
噬菌体展示的最新应用通过噬菌体展示，可以将显示库中符合定义标准的克隆，如具有较高的亲和力或较高的酶活性。近年来，噬菌体展示除了应用于筛选目标分子或组织的特异性配体外，还被进一步应用于血清生物标志物的筛选、抗原的鉴定、病毒感染史的调查、抗体表位的解码、Ni2+对肽切割的筛选、蛋白性质的改善等领域。
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