噬菌体表面展示及其应用

扬州大学生物科学与技术学院

噬菌体展示技术原理• 噬菌体表面展示技术是一种对多肽功能非常有效

的筛选技术 , 即将外源蛋白分子或多肽的基因克隆到丝状噬菌体基因组中，与噬菌体外膜蛋白融合表达，展示在噬菌体颗粒的表面。由于外源蛋白或多肽的基因型和表型统一在同一噬菌体颗粒内，因此，通过表型筛选就可以获得它的编码基因。基于生物分子与药物靶分子（抗体、受体、抗原、酶的底物等）的亲和力，应用噬菌体表面展示技术可以从多肽库中进行快速筛选，从而成为药物开发的强有力工具。

噬菌体展示基础• 克隆外源基因或多

肽• 蛋白或多肽融合到

噬菌体核衣壳（表面）基因

• 多肽与噬菌体的结合是通过融合蛋白

噬菌体表面展示的起始步骤• 不同基因分别被插入噬

菌体基因组中 Different sets of

• 分离纯化的噬菌体只是展示一个蛋白，多肽或者抗体。

• 收集所有的噬菌体就构成一个文库将噬菌体文库与靶蛋白相互作用，筛选能与靶蛋白相互作用的噬菌体

用于表面展示的噬菌体

• 3 种常用于表面展示的噬菌体为 M13, F1 , FD

• 利用病毒粒子表面蛋白构建多肽文库，每个噬菌体能展示一个任意的多肽

噬菌体表面展示文库的筛选• 利用筛选技术能从

噬菌体文库中筛选出目的多肽

• 利用磁珠能固定靶蛋白 / 多肽

• 利用 DNA 测序的优势，很容易就能鉴定目的蛋白 / 多肽的序列

Solid phase selection with immunotubes

Immunotube

coated with

antigen

coated with

steptavidin and

biotinylated antigen B

B BBB B B

v

v

biotin

antigen

Solution phase selection with biotinylated antigen

Bind to Streptavidin coated microtitre wells

去除未结合的噬菌体病毒粒子 .

洗脱结合的噬菌体

Amplify eluted phage

Repeat selection

Analyzea) ELISAb) Specificityc) Sequencingd) Affinitye) Activity E.coli

感染和扩增

噬菌体抗体库的构建

VH

VL

CL

CH1

CH2

CH3

Hinge

(Fab’)2

Fab

Fc

MembraneExtension

Antibody IgG structure

VH

VL

CL

CH1

CH2

CH3

Fv

FvVH

VL

scFvVH

VL

单克隆抗体 噬菌体抗体 杂交瘤技术 展示技术

宿主细胞 : 杂交瘤 细菌筛选范围 : ~103 107109

时间 : 几个月 几周操作 : 繁杂 相对简单免疫 : 必须 可避免人源抗体 : +费用 : 高 低生产量 : 有限 无限基因获取 : 再克隆 直接应用前景 : 有限 不可估

结论• 通过噬菌体表面展示的蛋白可以与其靶蛋

白相互作用• 无论靶蛋白是抗原，蛋白或者病原，都可

以快速有效地处理并用于筛选

参考文献1. Strachan Tom, Human Molecular Geneti

cs 3. 2004 Garland Publishing; pp-150-151

2. http://www.antibodystation.com/phage-display-antibody-production/

3. Journal Of Virology 2001 pp. 75

4. Nature 2000 pp. 45