噬菌体展示

噬菌体展示是一种实验室技术，用于研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-肽和蛋白质-DNA相互作用，它利用噬菌体将蛋白质与编码它们的遗传信息连接起来。在这种技术中，编码目标蛋白质的基因被插入到噬菌体外壳蛋白基因中，导致噬菌体在其外部展示该蛋白质，同时在其内部包含该蛋白质的基因，从而实现基因型和表型的连接。然后，这些展示噬菌体可以被筛选与其他蛋白质、肽或 DNA 序列，以检测展示的蛋白质与这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量的蛋白质库，这类似于自然选择。

在噬菌体展示中使用最常见的噬菌体是 M13 和 fd 丝状噬菌体，尽管也使用过 T4、T7 和 λ 噬菌体。

在 M13 丝状噬菌体展示的情况下，编码目标蛋白质或肽的 DNA 被连接到 pIII 或 pVIII 基因中，分别编码小或大外壳蛋白。有时会使用多个克隆位点，以确保片段被插入所有三个可能的阅读框中，以便 cDNA 片段在正确的框架中被翻译。然后将噬菌体基因和插入 DNA 杂合体插入到大肠杆菌中。如果使用噬菌粒载体（一种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，直到它们被辅助噬菌体感染，这使得能够包装噬菌体 DNA 并组装成熟的病毒体，其相关蛋白质片段作为其外壳的组成部分，位于小（pIII）或大（pVIII）外壳蛋白上。通过将相关的 DNA 或蛋白质靶标（靶标）固定到微孔板孔的表面，在孔的表面展示与这些靶标之一结合的蛋白质的噬菌体将保留下来，而其他噬菌体则通过洗涤去除。那些保留下来的噬菌体可以被洗脱，用于产生更多的噬菌体（通过用辅助噬菌体感染细菌），从而产生一个富含相关（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。最后一步洗脱的噬菌体可以被用来感染合适的细菌宿主，从中可以收集噬菌粒，切除和测序相关的 DNA 序列，以鉴定相关的相互作用蛋白质或蛋白质片段。