噬菌体论文.doc

《病毒学》 论 文 题 目：噬菌体表面展示技术的研究进展 学生姓名：刘小燕 学 号：08102041033 系（院）：英东生命科学学院 专 业：生物技术 班 级：08生物技术（1）班 指导教师姓名及职称：黄晓敏教授 起止时间： 2011 年 3 月—— 2011 年 4 月 （教务处制表） 噬菌体表面展示技术的研究进展 刘小燕 （英东生命科学学院 08生物技术 08102041021） 摘要：噬菌体表面展示技术是将各种多肽或蛋白质，以融合蛋白的形式表达并展示在噬菌体表面，同时将其遗传密码包含于噬菌体内部，这使蛋白质的功能与其基因密码有机的连接在一起的技术。它是一种简便、有效、易于控制的用于肽库表达的操作系统,在诸多研究领域都展示了其独特的优势，具有极广阔的发展前景。本文概述了噬菌体表面展示技术的原理、应用现状和研究进展等主要内容。 关键词：噬菌体　遗传密码　肽库　应用 噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的细菌病毒的总称，作为病毒的一种，噬菌体具有病毒特有的一些特性：个体微小；不具有完整细胞结构；只含有单一核酸。80年代中期，Georgep.s在前人对丝状噬菌体分子生物学研究的基础上首先提出了噬菌体展示技术。目前,噬菌体展示技术的研究进展很迅速，在开发新型疫苗、抗体工程、DNA 结合蛋白研究等生物技术研究的不同领域得到了很大的应用，受到越来越多人的关注。 1 噬菌体的表面展示技术的基本原理及特点 噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时,外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。 其中基本技术原理是：将多肽或蛋白质的编码基因或目的基因片段克隆入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，在阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常功能的情况下，使外源多肽或蛋白与外壳蛋白融合表达，融合蛋白随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面。被展示的多肽或蛋白可以保持相对独立的空间结构和生物活性，以利于靶分子的识别和结合。肽库与固相上的靶蛋白分子经过一定时间孵育后，洗去未结合的游离噬菌体，然后以竞争受体或酸洗脱下与靶分子结合吸附的噬菌体，洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增，进行下一轮洗脱，经过3轮～5轮的“吸附-洗脱-扩增”后，与靶分子特异结合的噬菌体得到高度富集。所得的噬菌体制剂可用来做进一步富集有期望结合特性的目标噬菌体。[1] [2] 该技术的主要特点是将特定分子的基因型和表型统一在同一病毒颗粒内，即在噬菌体表面展示特定蛋白质，而在噬菌体核心DNA中则含有该蛋白的结构基因。另外，这项技术把基因表达产物与亲和筛选结合起来，可以利用适当的靶蛋白将目的蛋白或多肽挑选出来。 到目前为止，人们已开发出了单链丝状噬菌体展示系统、λ噬菌体展示系统、T4噬菌体展示系统等数种噬菌体展示系统。[2] 噬菌体的表面展示技术的应用现状 2．1,开发新型疫苗 由噬菌体介导的DNA疫苗的出现，克服了核酸疫苗进入体内后大部分被细胞降解和清除的缺陷问题，而且噬菌体不但具有生产工艺简单、制备快速容易、自然条件下储存比较稳定(4C稳定保存至少6个月)、在宿主的真核组织中不能复制、避免了抗生素携带和可通过口服途径呈递抗原等优点，还能够容纳较大的外源片段(长达23Kb)和多个疫苗基因，因此这类疫苗将成为以后几年内研究的热点。[2] [4] 2．2，在疾病发生机理和治疗中的应用 噬菌体治疗是利用噬菌体溶解细胞的作用而用于治疗人和动物的病原细菌的临床感染.早在20世纪初,噬菌体治疗就取得过积极的治疗效果.针对传统抗生素治疗动物细菌感染时易产生残留及细菌耐药性等缺点,噬菌体治疗更表现出许多突出的优越性.目前，在疾病的治疗和致病机理方面的研究多应用噬菌体展示技术进行体内筛选，Lee L将人滑膜和皮肤移植到裸鼠体内，进行肽库体内筛选，得到了与人滑液微血管内皮特异结合而与皮肤和鼠的微血管内皮不结合的小肽，为直接筛选与人组织器官有特异结合活性的分子提供了一条新途径，也为靶向治疗关节炎提供了一个新思路。噬菌体展示技术还可应用于疾病发生机理的研究。Weetman 等报道应用噬菌体展示技术可以鉴别甲状腺炎发病过程中自身抗体的变异,并且可以绘制出自身抗原表位的空间构象图。[4] [5] 2．3，DNA 结合蛋白研究 锌指蛋白是一类DNA 结合小肽结构物，这些结构含有锌，能用于构建一个大的蛋白区域，去识别和结合特殊的DNA 序列。噬菌体展示技术也可以用于创造一个大的、具有识别不同DNA 序列的锌指的多肽库。利用这个多肽库，可以研究有关氨基酸序列与DNA 结合位点之间的识别规则，可以通过设计锌指多肽去控制基因的表达，比如抑制小鼠细胞系中的癌基因，也可以启动表