噬菌体展示肽技术及其应用

综述了噬菌体展示肽技术的基本原理，肽库构建和筛选的基本方法以及噬菌体展示肽库的应用现状和前景。     

多肽的表面展示与结构库

表面展示是一种新的基因操作技术,它使表达的多肽以融合蛋白形式展现在噬菌体或细胞表面,保持相对独立的空间结构和生物活性。该技术可用于研究多肽(蛋白质)的性质、相互识别和作用,并据此从巨大展示库中选择特定靶功能的多肽结构。常用丝状噬菌体、T₄噬菌体、λ噬菌体以及细胞构建表面展示系统。表面展示库包括重组噬菌体抗体库、随机短肽库、多肽构象库、cDNA展示库和基因突变体展示库。表面展示技术可用于人工抗体和疫苗的制备、抗原决定簇的定位、蛋白质相互作用位点的确定、特异调节分子的分离、细胞表面工程的研究、多肽药物的研制,以及生物分子实验定向进化等研究。     

噬菌体展示技术筛选布鲁氏菌OMP25特异性结合肽

利用噬菌体展示技术和ELISA筛选与布鲁氏菌外膜蛋白OMP25结合的七肽分子.将纯化的OMP25-32a包被于聚乙烯板上,对随机噬菌体七肽库进行4轮筛选后挑取噬菌体克隆,ELISA鉴定噬菌体克隆对OMP25-32a的亲和力和特异性.并将阳性噬菌体克隆扩增、测序、获得多肽氨基酸序列,生物信息分析筛选出特异的环形七肽分子.结果从噬菌体七肽库中筛选出42个噬菌体阳性克隆,测序翻译得到对应的42个环形七肽分子;ELISA结果表明,42个噬菌体中9#、11#、35#、38#和41#与融合蛋白OMP25-32a具有较强的亲和性;生物信息学分析42个环形七肽分子中11#环形七肽与锌指蛋白ZNF446有高度同源性.筛选获得了与布鲁氏菌外膜蛋白OMP25相互作用的环形七肽分子LT-7C,为进一步研究抗布鲁氏菌病的药物治疗提供科学依据.     

从七肽噬菌体展示库中筛选蛋白质配基

为了研究噬菌体展示技术的应用，以溶菌酶为靶分子从七肽噬菌体展示库中筛选蛋白质的高亲和力噬菌体配体，所筛选的亲和力最高的噬菌体的ELISA检测值A405nm可达0．634．通过比较亲和性噬菌体外源插入肽的DNA序列，认为基元HWWW是肽段与酶分子发生亲和的必需序列．此外，由于靶分子和高亲和性展示肽的等电点分别为11．2和6．74，因此在亲和环境中携带异种电荷，利于亲和吸附的发生，而此时低亲和性展示肽与靶分子携带同种电荷，阻碍了亲和吸附．同时，高亲和性肽段HWWPAS和与其有较高同源性的肽段HWTWWNL都有适中的疏水性，这有利于肽与靶分子表面的疏水位点相互作用从而产生亲和吸附．     

ICAM-1特异结合肽的淘选与性质研究

利用噬菌体展示载体pCANTAB5G8构建了随机十五肽库,根据转化率计算库容量为1.36×108.用PCR-SSCP检验了库的异质性.以固相包被亲和淘选的方法,经过4轮淘选和ELISA分析,得到了5个可与重组人细胞间粘附分子1(ICAM-1)特异结合的噬菌体克隆,对所展示的十五肽进行了序列分析.其中活性较高的噬菌体展示十五肽与ICAM-1的亲和常数约为7.87 ×107.     

sFcγRⅡb蛋白结合肽的筛选与鉴定

FcγRⅡb是免疫球蛋白G受体( FcγR)中唯一的抑制型受体,在免疫反应的负性调节方面发挥重要作用.为了筛选sFcγRⅡb的蛋白结合肽,以重组sFcγRⅡb蛋白为靶分子,采用噬菌体肽库展示技术对sFcγRⅡb结合肽进行筛选.利用ELISA鉴定每轮洗脱噬菌体与sFcγRⅡb蛋白亲和力,经过4轮筛选,挑取40个噬菌体克隆进行序列测定,获得28种不同的12肽序列.经ELISA法鉴定噬菌体与sFcγRⅡb蛋白结合活性,得到sFcγRⅡb蛋白高特异性、高亲和力结合肽FHKMPWYMSMYY,为进一步研究FcγRⅡb的作用机制和探索结合肽的功能提供实验基础.     

噬菌体展示肽库技术淘选蚕丝纤维蛋白连结短肽的实验研究

采用噬菌体随机肽库展示技术研究与蚕丝纤维蛋白连结的功能性短肽的淘选方法.实验结果显示,淘选的与蚕丝纤维蛋白连结的功能性短肽都包含有一个相同的氨基酸残基序列QSWS.噬菌体与蚕丝蛋白的连结试验和合成肽与蚕丝蛋白的连结试验都证实了QSWS序列与蚕丝蛋白连结的重要性.随着对淘选方法进一步改进和优化,这些功能性短肽将有助于对蚕丝进行功能化改造,可拓宽蚕丝在生物材料领域中的应用.     

肿瘤靶向多肽生物淘选技术研究进展

生物淘选肿瘤或癌细胞的各种特异性靶向多肽是探索肿瘤早期诊断和治疗方法的有效途径.特异性靶向多肽既可用于探测肿瘤细胞表型特征,又可将其与抗癌药物结合进行靶向治疗,同时还可作为体内肿瘤的成像制剂,用于肿瘤及肿瘤细胞微转移的早期探测.噬菌体展示肽库技术能够有效地进行生物淘选或识别出与癌或肿瘤细胞某一靶点连结的,具有特异性、高亲和性的多肽.近年来,利用体内或体外噬菌体展示肽库技术已成功地淘选或识别出一些癌细胞的靶向多肽.本文就这些方面的研究进展进行了简要阐述,重点介绍了癌或肿瘤细胞靶向多肽的体外和体内生物淘选最新技术和临床应用.     

利用十二肽库筛选心肌型脂肪酸结合蛋白特异性的亲和配体

采用噬菌体表面展示十二肽库对心肌型脂肪酸结合蛋白（H FABP）特异性亲和配体进行筛选, 经3轮筛选及序列比对后得到一个酶联免疫测定分析 (ELISA)检测阳性特征序列： W P N H H M L H K R W P. 对此序列进行肽合成, 并标记上荧光标记物芘, 经高效液相纯化、 冻干及质谱确定其分子量后制成荧光肽探针检测急性心肌梗塞病人血样, 结果均呈阳性. 结果表明, 所获得的肽探针具有较好的临床应用效果.心肌型脂肪酸结合蛋白; 噬菌体表面展示十二肽库; 亲和配体; 酶联免疫测定分析     

尿激酶短肽抑制剂的初步研究

以尿激酶为目标蛋白， 在噬菌体表面展示六肽库中对尿激酶的短肽类抑制剂进行了三轮特异性筛选. 提高噬菌体与尿激酶的比例及缩短作用时间从而提高筛选压力后， 与尿激酶亲和结合的噬菌体得到富集. 通过对第三轮筛选到的重组噬菌体的DNA序列分析， 获得一组相对保守的肽序列. 相应的合成短肽 NEPKAN 和VSPKVL 对尿激酶的抑制常数分别为32.5 μmol/L和88.6 μmol/L.     

A novel peptide,selected from phage display library of random peptides,can efficiently target into human breast cancer cell

To develop a targeting vector for breast cancer biotherapy, MDA-MB-231 cell, a human breast cancer cell line, was co-cultured with pC89 （9 aa） phage display library of random peptides. In multiple inde-pendent peptide-presenting phage screening trials, subtilisin was used as a protease to inactivate extra-cellular phages. The internalized phages were collected by cell lysising and amplified in E. coli XLI-Blue. Through five rounds of selection, the pepUde-presenting phages which could be internalized in MDA-MB-231 cells were isolated. A comparison was made between internalization capacities of peptide-presenting phages isolated from MDA-MB-231 cells and RGD-integrin binding phage by coculturing them with other human tumor cell lines and normal cells. The nucleoUde sequences of isolated peptide-presenting phages were then determined by DNA sequencing. To uncover whether phage coat protein or amino acid order was required for the character of the pepUde to MDA-MB-231 cells, three peptides were synthesized. They are CASPSGALRSC, ASPSGALRS and CGVIFDHSVPC （the shifted sequence of CASPSGALRSC）, and after coculturing them with different cell lines, their targeting capacities to MDA-MB-231 cells were detected. These data suggested that the internalization process was highly selective, and capable of capturing a specific peptide from parent peptide variants. Moreover, the targeting internalization event of pepUdes was an amino acid sequence dependent manner. The results demonstrated the feasibility of using phage display library of random peptides to develop new targeting system for intracellular delivery of macromolecules, and the peptide we obtained might be modified as a targeting vector for breast cancer gene therapy.     

噬菌体展示禽流感病毒抗原变异性基因片段文库的构建

构建T7噬菌体展示禽流感病毒抗原变异性基因片段文库. 首先, 从Gene Bank中查找筛选禽流感病毒抗原变异性基因, 将其截短、 修饰、 简并后得到禽流感病毒抗原变异性基因微阵列. 其次, 将合成的禽流感病毒抗原变异性基因片段文库扩增、 酶切, 链接到双酶切后的T7噬菌体载体基因上, 构成重组噬菌体DNA. 最后, 重组噬菌体DNA经体外包装和扩增, 得到T7噬菌体展示文库, 并进行T7噬菌体展示文库滴度、 重组率和免疫活性测定. 实验结果表明, 从Gene Bank中查找、 筛选、 剪切和修饰共获得96 258条序列构建T7噬菌体展示文库, 原始文库滴度为3.6×107个菌落/mL, 重组率大于90%. 用禽流感病毒H5N1抗体进行捕获, 经聚合酶链式反应(PCR)鉴定, 得到理想目的条带, 证明噬菌体表面展示蛋白具有抗原活性, 可用于禽流感病毒感染患者的快速检测及抗原表位筛选.     

噬菌体筛选技术筛选与联萘酚(BINOL)相结合的抗体

利用噬菌体展示技术筛选只结合1种对应体的BINOL抗体,建立人类单链抗体(scFv)噬菌体文库--Griffin.1文库,以固相化抗原淘筛抗体库,ELISA鉴定噬菌体抗体.从经过4轮富集的次级抗体库中挑选到噬菌体克隆,用该克隆制备的单链抗体阳性克隆,经ELISA证实具有良好的抗原特异性.从人类scFv噬菌体文库中获得抗BINOL的特异性抗体.     

噬菌体展示禽流感病毒抗原变异性基因片段文库的构建

构建T7噬菌体展示禽流感病毒抗原变异性基因片段文库. 首先， 从Gene Bank中查找筛选禽流感病毒抗原变异性基因, 将其截短、 修饰、 简并后得到禽流感病毒抗原变异性基因微阵列. 其次， 将合成的禽流感病毒抗原变异性基因片段文库扩增、 酶切, 链接到双酶切后的T7噬菌体载体基因上, 构成重组噬菌体DNA. 最后， 重组噬菌体DNA经体外包装和扩增, 得到T7噬菌体展示文库, 并进行T7噬菌体展示文库滴度、 重组率和免疫活性测定. 实验结果表明, 从Gene Bank中查找、 筛选、 剪切和修饰共获得96 258条序列构建T7噬菌体展示文库, 原始文库滴度为3.6×107个菌落/mL, 重组率大于90%. 用禽流感病毒H5N1抗体进行捕获, 经聚合酶链式反应(PCR)鉴定, 得到理想目的条带, 证明噬菌体表面展示蛋白具有抗原活性, 可用于禽流感病毒感染患者的快速检测及抗原表位筛选.     

胰岛素受体短肽配体的亲和筛选

以高效表达胰岛素受体的中国仓鼠卵巢细胞(CHO-IR)为筛选靶标, 经过一轮酸洗脱和三轮特异性竞争洗脱筛选, 成功地富集了与胰岛素受体结合的重组噬菌体克隆. 随机挑 取噬菌体克隆检测其与胰岛素受体的结合活性, 选取结合力最强的6个单克隆, 测得其与 CHO-IR之间的Ｋ_d值为纳摩级, 表明为特异性结合; 经序列分析表明短肽之 间有明显的基序存在.     

利用噬菌体展示筛选结合水稻条叶枯病毒S蛋白的短肽

利用噬菌体展示技术在随机7肽库中筛选到结合水稻条叶枯病毒（rice stripe virus ,RSV）病害特异蛋白（stripe disease-specific protein,S蛋白）的6个短肽,并进行了序列测定,ELISA结果表明,6个短肽和S蛋白具有一定的亲和能力,筛选到的短肽对今后S蛋白功能分析、转基因抗RSV和水稻条叶枯病的诊断提供了条件。     

从噬菌体展示七肽肽库筛选α-淀粉酶特异性配体

为了建立蛋白质亲和配基的高效筛选方法，以淀粉酶为靶分子，利用交替洗脱法从七肽噬茵体展示库中筛选具有高亲和力的噬茵体配体．结果表明，交替洗脱法筛选出的特异性配体的回收率和ELISA信号值均优于酸洗脱法；采用交替洗脱法能够更加有效和迅速地筛选到淀粉酶的高亲和力配体．分析筛选得到的不同噬茵体克隆DNA插入片断的氨基酸序列，发现了可能与配体高亲和性有关的氨基酸残基．