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2024-01-16 阅读(271)
噬菌体展示肽库的成功筛选取决于靶标的性质、肽库的大小和信息以及肽库的质量。肽库的质量可以通过多样性来反映,多样性是利用统计方法来估计肽群体中氨基酸序列相对于肽拷贝数的保守性或变异性。
一.M13噬菌体的展示
通过将相应的核苷酸序列插入编码蛋白质的基因,外源肽很容易与丝状噬菌体M13的结构蛋白融合。这种插入导致蛋白质或肽在噬菌体表面展示,前提是插入物不干扰蛋白质。如果肽充分暴露在噬菌体表面,它将可以作为配体、酶、免疫原或以其他方式积极参与生物化学过程。
肽和抗体片段的展示是通过偶联到丝状噬菌体M13的次要外壳蛋白pIII来呈递所需分子。pIII蛋白位于噬菌体衣壳的一端,由三个功能自主结构域(D1、D2和D3)组成,通过富含甘氨酸的连接体连接。在革兰氏阴性菌感染期间,N末端的D1结构域负责将病毒DNA易位到宿主细胞质中。D2结构域与细菌F-Pilus结合,并在感染过程中发挥核心作用。C末端D3结构域是组装稳定衣壳所必需的,也是噬菌体产生的先决条件。在大多数噬菌体展示载体中,pIII蛋白缺失D1和D2结构域,导致感染性降低的噬菌体颗粒。
二.T7噬菌体的展示
噬菌体T7是一种在宿主细胞内复制的裂解噬菌体,在扩增后,噬菌体子代通过宿主细胞裂解释放。所展示的肽不必与细菌细胞膜内的分泌复合物或宿主细胞感染过程兼容,因此,不受噬菌体展示M13系统相关的生物学约束。
T7噬菌体展示技术主要分为两个步骤:构建T7噬菌体展示载体和表达目标蛋白质。
首先,构建T7噬菌体展示载体。这个载体通常包括一个启动子、一个信号肽序列和一个连接目的基因的DNA序列。启动子可以驱动目的基因的转录,信号肽序列能够将目的基因的编码信息传递到噬菌体的包膜区域,从而使目的基因的产物能够与噬菌体的外壳结合。
其次,将目的基因插入到T7噬菌体展示载体中。这一步可以通过PCR扩增获得目的基因的DNA序列,并使用限制性内切酶进行定向克隆,将目的基因插入到载体中。然后,将得到的重组载体转化到感受态大肠杆菌(E. coli)细胞中。转化后,感受态细菌会开始表达T7噬菌体展示载体,并合成目的基因的蛋白质。这些蛋白质会与噬菌体的外壳结合,并在细菌外部形成面向外界的展示复合物。通过适当的培养条件和纯化步骤,可以获得纯净的展示复合物。
T7噬菌体展示技术具有许多应用。一方面,它可以用于抗原表位的筛选和免疫原性研究,有助于开发新型疫苗或诊断方法。另一方面,它也可以用于酶的进化和优化,从而提高酶的催化活性或稳定性。此外,T7噬菌体展示技术还可以用于受体-配体相互作用的研究,有助于药物发现和生物分子相互作用的解析。
三.M13噬菌体与T7噬菌体的异同
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M13噬菌体 |
T7噬菌体 |
基本特征 |
M13噬菌体属于长而细的噬菌体,其线状基因组长度为6407个核苷酸。 |
T7噬菌体则是一个短而粗的噬菌体,其线状基因组长度约为39937个核苷酸。 |
基因组结构 |
M13噬菌体的基因组包括单一链环状DNA,其中分为两个区域:正链和反链。 |
T7噬菌体的基因组包括双链线形DNA,其中包含了大约50个基因。 |
寄主范围 |
M13噬菌体能感染大肠杆菌等一系列革兰氏阴性细菌。 |
T7噬菌体则仅能感染大肠杆菌等部分革兰氏阴性细菌。 |
基因组复制 |
M13噬菌体的基因组复制是通过感染细菌繁殖,形成质粒形式存在。 |
T7噬菌体感染细菌后,其基因组能够直接在细胞内进行转录和复制。 |
基因工程应用 |
M13噬菌体广泛应用于蛋白质显示、DNA测序和抗体库构建等领域。 |
T7噬菌体在基因工程中主要用于高效表达外源蛋白和大规模蛋白生产。 |
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