噬菌体展示技术ppt课件

噬菌体展示技术 （Phage display Techniques）
内容
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• 噬菌体展示技术简介
• 噬菌体展示技术的过程 • 噬菌体展示技术的应用 • 噬菌体展示技术的展望
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• 噬菌体展示技术简介
噬菌体展示技术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，使外源蛋白或多肽与外壳蛋白 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。
不可否认，目前噬菌体展示技术尚存在某些不 足，需要改进，如外源性多肽的折叠、库容量 的限制、筛选过程中阳性克隆的丢失及假阳性 克隆的获得等。但随着该技术的不断发展，越 来越多的具有良好生物活性的化合物会被发现 并得以鉴定，为新药的开发不断注入新的活力。 可以预测，功能基因组学、蛋白组学和噬菌体 展示技术三者的融合会不断为药学生物技术创 造新的概念,提供新的策略。基于机器人技术的 高通量筛选系统及其他对策的发展，期待噬菌 体展示技术能在寄生虫病诊断、致病机制研究、 疫苗开发、药物研制领域中开创一片新天地。
coated microtitre wells
Wash to remove unbound phage particles.
Elute bound phage
2.3 Amplify eluted phage
感选
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• 噬菌体展示技术的应用
3.1 3.2 3.3 3.4 噬菌体抗体库技术 测定抗体的抗原决定簇 筛选酶抑制剂 构建cDNA3.2 测定抗体的 抗原决定簇
3.3 一步确认 确认插入片段种类
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• 噬菌体展示技术的展望
随着噬菌体展示技术的不断成熟和完善，它 在生物学领域和医学领域取得的成就日益突出 ，尤其是为新药的开发拓宽了道路。运用噬菌 体展示技术筛选功能性的多肽，由此作为多种 人体生长因子的活性模拟表位，或作为受体新 型配体，已经成为当今世界医药领域最热门的 课题之一。通过噬菌体展示技术体外筛选具有 治疗活性的人源的scFv ，则以其分子量小、穿 透力强、易于大量生产等特点展示了极好的应 用前景，从而进一步加快了生物药学的发展进 程。

六角形的头部和 可收缩的长的尾 部。 头部的蛋白质外 壳内含有折叠的 DNA分子； 尾部的蛋白质外 壳为一中空的长 管。
噬菌体展示技术

定义：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。
应用举例



主要衣壳蛋白 pVIII
•每个病毒子含约2700个拷贝，约 10%能有效地融合外源多肽或蛋 白。������ •以pIII融合子方式表达的多肽是 低价的，而以pVIII融合子方式表 达的多肽则是多价的。 •这种多价pVIII展示所增加的亲和 力有利于筛选到亲和力非常低的 配体，而单价pIII展示则将筛选限 制在具（每个病毒 子展示5个拷贝的外源多肽）。
通过DNA重组的方法插入 外源基因，形成的融合蛋白 表达在噬菌体颗粒的表面， 具有三个优点： ①保持外源蛋白的天然构象 ②不影响噬菌体的生活周期 ③也能被相应的抗体或受体
所识别。
不同基因可以被插 入到噬菌体基因组中的 不同位置； 分离纯化的噬菌体 只是展示一个蛋白、多 肽或者抗体； 收集所有的噬菌体选能与靶蛋 白相互作用的噬菌体。
噬菌体展示的应用
入微孔板， 为制种类。 (c)生物化学方法进一步确认。
噬菌体展示的应用
• 用病鉴别了233种蛋 白，其中47种为已知，186种是 新的过敏源。 烟曲霉(Aspergillus fumigatus)已 成为临床上仅次于白色念珠菌的 一种重要的条件致病真菌。 草本枝孢(小麦黑霉病菌) Cladosporium herbarum 鸡腿蘑（Coprinus comatus） 皮屑牙胞菌(Malassezia furfur) 花生和人肺组织

五：展望
• 很明显,噬菌体展示技术作为一个多肽和蛋白 合成的工具箱,使得任何蛋白均能找到与其有特 异结合力的多肽和蛋白,这将极大地促进生物学 和医学研究,因为蛋白质与其它分子的结合和相 互作用是生命现象的主要过程.随着该技术的不 断发展和创新,所获得的信息越来越多,如果能 与生物芯片技术以及生物信息技术结合起来,其 应用范围和能力将会得到更大的发展. 应用 如果将蛋白质三维结构预测、分子模拟技术 及噬菌体表面展示技术完美融合，对分子相互 作用、分子识别、受体作用、酶学机制以及疫 苗的研究进程将起极大的推动作用.
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与pⅧ基因融合时，拷贝数高(2 700 个)， 当将属于多肽的表位用作免疫源时可产生良好 的免疫应答，具有反应优势，故在疫苗开发上 具有潜在的应用价值.
4.亲和筛选的两种方法 （1）直接法 • 直接法是将蛋白质分子耦联到固相支持物上，文 库噬菌体与固相支持物温育，洗去未结合的噬菌 体，既获得亲和噬菌体. （2）间接法，洗去未 结合的噬菌体，保留的就是结合状态的噬菌体， 再洗脱结合的噬菌体，用这部分噬菌体感染细菌， 扩增噬菌体，开始新一轮的筛选，通过几次这样 的亲和纯化反应，就能选择性地富集并特异性扩 增结合这种蛋白质或DNA分子的噬菌体.
• 筛选出的噬菌体的结合特性可以进一步验证并 从DNA 序列推导出来，分析各个克隆间编码短 肽的一致序列，以确证筛选的特异性. 最后， 利用化学合成含一致序列的氨基酸短肽，研究 他们的亲和特性并推测可能配体的生物学活性 和结合或游离状态的结构特点.
四：噬菌体病毒粒 子的衣壳表面都含有以融合蛋白形式显露的唯一 的核苷酸顺序编码寡肽，通过选择步骤可以富集 ，经PCR扩增或杂交使其形成携带适 当酶切位点的基因片段，或经PCR扩增某特定基 因后再用DNaseⅠ酶解，使其形成长短不一的小 基因片段. 随机肽库的应用范围依采用的筛选分 子而言，这些筛选分子包括抗体、小分子、细胞 表面受体类、细胞分子类、完整细胞等，这些分 子称为受体类. 筛选出的结合该类受体的统除利用λ噬菌体、酵 母双杂交系统外，噬菌体表面展示技术也可达到 同样的目的. cDNA编码的所有蛋白质融合在fos结 构域C末端，与Jun-gⅢ或Jun-gⅧ结构域相互作用； 也可将cDNA直接融合在pⅢ的C末端；另外是直接 利用蛋白质之间的相互作术原理及其应用

感染性疾病诊断
针对各种感染性疾病的病原体， 利用噬菌体抗体库筛选特异性抗 体，用于快速、准确地诊断疾病。
个性化治疗
根据患者基因组信息，利用噬菌 体抗体库筛选针对特定突变或抗 原的抗体，实现个性化治疗。
药物研发
靶点验证
利用噬菌体抗体库筛选针对特定靶点的抗体，用 于验证药物研发过程中的靶点。
药物作用机制研究
噬菌体抗体库技术通用课件
• 噬菌体抗体库技术概述 • 噬菌体抗体库的构建
噬菌体抗体库技术概述
定义与特点
定义
噬菌体抗体库技术是一种利用噬菌体 展示技术，将外源抗体片段展示在噬 菌体表面，构建具有上亿规模抗体库 的技术。
特点
具有多样性、高通量、可定向筛选等 优点，广泛应用于抗体药物研发、生 物检测等领域。
高效筛选方法
噬菌体抗体库的筛选方法需要高效、快速，以减少筛 选过程的时间和成本。
抗体工程的优化
抗体工程的优化是提高噬菌体抗体库技术的重要步骤， 需要不断改进和优化抗体亲和力成熟技术。
技术前景
广泛应用
随着噬菌体抗体库技术的不断发展和完善，其在生物医药、诊断、 治疗等领域的应用将越来越广泛。
创新药物
噬菌体抗体库技术有望成为创新药物发现的重要工具，为新药研 发提供更多可能性。
基因工程技术
通过基因工程技术，将抗体的基因插入噬菌体的基因组中， 使噬菌体表达并展示抗体片段。该方法具有较高的可重复性 和稳定性。
抗体库的质量控制
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库容量 抗体库的容量是衡量其质量的重要指标，库容量 越大，筛选出具有特定功能的抗体的概率越高。
多样性 抗体库的多样性也是评价其质量的重要因素，多 样性的提高有助于提高筛选成功率。