噬菌体展示技术

噬菌体展示技术是一种研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-肽和蛋白质-DNA 相互作用的实验室技术，它使用噬菌体（感染细菌的病毒）将蛋白质与编码它们的遗传信息联系起来。 在这种技术中，将编码目标蛋白质的基因插入噬菌体外壳蛋白基因中，使噬菌体在其外部展示蛋白质，同时在其内部包含蛋白质的基因，从而在基因型和表型之间建立联系。 然后可以针对其他蛋白质、肽或 DNA 序列筛选这些展示噬菌体，以检测展示蛋白质与那些其他分子之间的相互作用。 通过这种方式，可以在称为体外选择的过程中筛选和扩增大型蛋白质库，这类似于自然选择。

噬菌体展示中最常用的噬菌体是 M13 和 fd 丝状噬菌体，但也使用了 T4、T7 和 λ 噬菌体。

与双杂交系统一样，噬菌体展示用于蛋白质相互作用的高通量筛选。 在 M13 丝状噬菌体展示的情况下，编码感兴趣的蛋白质或肽的 DNA 被连接到 pIII 或 pVIII 基因中，分别编码次要或主要外壳蛋白。 有时使用多个克隆位点来确保将片段插入所有三个可能的阅读框，以便 cDNA 片段在正确的框架中翻译。 然后将噬菌体基因和插入 DNA 杂交体插入（称为转导的过程）大肠杆菌细菌细胞，例如 TG1、SS320、ER2738 或 XL1-Blue 大肠杆菌。 如果使用噬菌粒载体（简化的展示构建载体），噬菌体颗粒将不会从大肠杆菌细胞中释放出来，直到它们被辅助噬菌体感染，这使得噬菌体 DNA 的包装和成熟病毒粒子与相关蛋白质的组装成为可能 片段作为其外层的一部分在次要 (pIII) 或主要 (pVIII) 外壳蛋白上。 其表面上的其中一个目标将保留下来，而其他目标则通过清洗去除。 剩下的那些可以被洗脱，用于产生更多的噬菌体（通过辅助噬菌体的细菌感染）并产生富含相关（即结合）噬菌体的噬菌体混合物。 这些步骤的重复循环被称为“淘选”，指的是通过去除不需要的物质来富集金样品。在最后一步中洗脱的噬菌体可用于感染合适的细菌宿主，从中 可以收集噬菌粒并切除相关的 DNA 序列并测序以鉴定相关的、相互作用的蛋白质或蛋白质片段。

使用“细菌包装细胞系”技术可以消除辅助噬菌体的使用。

洗脱可以结合低 pH 洗脱缓冲液和超声处理来完成，除了松动肽-靶标相互作用外，还可以将靶标分子从固定化表面分离。 这种基于超声波的方法可以单步选择高亲和力肽。

噬菌体展示技术的应用包括确定蛋白质的相互作用伙伴（将用作固定噬菌体诱饵，带有由细胞、组织或生物体的所有编码序列组成的 DNA 文库），以便确定其功能或机制 可以确定该蛋白质的含量。