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知识库|噬菌体载体与噬菌粒载体

噬菌体展示技术是一种用于研究蛋白或多肽与配体相互作用的实验技术,它用噬菌体将蛋白与编码它们的DNA联系起来,实现了表型和基因型的物理连接。

很多种噬菌体都可以进行展示,常用的噬菌体是M13和Fd丝状噬菌体,也会用到其他噬菌体,如T4、T7和λ噬菌体。M13噬菌体展示系统按照用来展示的衣壳蛋白不同,可以分为P3、P8、P6、P7、P9等。

Smith提出的M13噬菌体展示的初步分类包括六种形式,3型、33型、3+3型、8型、88型、8+8型。

具体来说,3型/8型指的是,直接对M13噬菌体基因组DNA进行编辑,将编码外源蛋白的基因插入编码衣壳蛋白的基因,其结果是M13噬菌体的P3或P8蛋白均为外源蛋白-衣壳蛋白的融合形式。外源蛋白是多价展示的,理论上3型可以达到5价,8型可以达到约2700价;

相比之下,33型/88型与3型/8型的主要区别在于33型/88型存在两种衣壳蛋白基因,一种融合了编码外源蛋白的基因,一种是野生型的。外源蛋白同样是多价的,但价数更低;

而3+3型/8+8型则是基于噬菌粒(plasmid)与辅助噬菌体(helper phage)的展示系统,将外源基因-衣壳蛋白的基因放在噬菌粒上,将野生型的衣壳蛋白基因放在辅助噬菌体的基因组上,通过对DNA复制、转录的调控,实现单价展示。

噬菌粒是一种人工改造的用于噬菌体展示的质粒,只包括最基本的关键元件:抗性基因;外源蛋白-衣壳蛋白的基因;M13和大肠杆菌的复制ori,其他与感染、单链DNA复制、包装、出芽等相关的全部蛋白的基因均由辅助噬菌体提供。

辅助噬菌体是经过突变的M13噬菌体,其基因组中的M13复制ori是缺陷型的,P2蛋白会倾向与噬菌粒上完整的M13复制ori结合,产生的单链DNA以噬菌粒为模板而不是辅助噬菌体基因组,因此子代绝大多数病毒颗粒的基因是噬菌粒。当只有辅助噬菌体存在时,P2蛋白可以结合到缺陷的M13 复制ori,可以产生足够滴度的辅助噬菌体(在生产辅助噬菌体时)。

目前,比较常用的辅助噬菌体有M13KO7、VCSM13等。

M13KO7来源于M13mp1,根据文献报道P2蛋白存在Met40Ile的突变,NEB的M13KO7测序结果显示此突变并不存在。p15A ori和来自Tn 903的kana 抗性基因插入到M13的复制ori中。VCSM13是M13KO7的衍生物。

噬菌体载体和噬菌粒载体的主要区别是多价/单价展示,它们因此产生了不同的应用,噬菌体载体更适合筛选弱结合或罕见的多肽,噬菌粒载体更适合区分高低亲和力,选择高亲和力的大蛋白。


参考文献:

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