噬菌怖肽库技术的发展历史

互联网2010-12-02

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噬菌怖肽库技术的发展历史

1982年，Dulbecco首先提出一种创造性的设想，他认为可以将病原体的抗原与入噬菌体或其他病毒的衣壳蛋白融合并表达在其表面，这种表面表达有病原体抗原的病毒颗粒可以作为疫苗，由此第一个提出了表面展示(display)的概念并申请了美国专利。1985年，Smith首次证实了丝状噬菌体fd基因组可以通过基因工程技术进行这种改造，他将EcoRI核酸内切酶的部分基因片段(171bp和132bp)与噬菌体衣壳蛋白的编码基因声Ⅲ融合，并成功地得到了在外壳蛋白中融合表达了酶分子的噬菌体，获得的重组噬菌体可在体外增殖，而且与pⅢ融合表达的内切酶能被抗EcoR工内切酶抗体所识别，并建立了亲和筛选的概念。实验表明，展示在噬菌体外壳表面的酶分子与天然酶有着相同或极为相近的构象和活性，由此诞生了噬菌体表面展示技术。1988年，Parmley等将已知的抗原表位与基因pⅢ的N端融合并展示于噬菌体表面，用相应抗体可将其特异性地筛选出来，并通过测定其DNA序列就可以知道插入肽段的氨基酸序列，该技术将展示肽的表型与基因型直接联系起来了。Parmley提出的设想就是可以通过构建随机肽库来了解抗体所识别的抗原表位，而这个实验的成功为肽库的建立提供了技术上的保障。

1990年，Scott、Cwirla和Devlin 3个独立小组几乎同时报道了用丝状噬菌体fd或M13构建的随机6-肽库。Scott和Cwirla用已知其识别抗原表位的抗体对随机肽库进行了亲和筛选，实验结果表明用这些抗体选择出来的噬菌体肽其共同序列DFLE和YGG分别与天然抗原表位DFLEKI和YGGFL的部分序列一致，从而证明该技术的可行性；而Devlin从随机15-肽库中筛选得到9个与链霉亲和素结合的肽具有HPQ共同序列，而且这些重组噬菌体与亲和素的结合可被生物素所抑制，提示可用随机肽库的方法寻找生物分子的未知配体。同年，Mccafferty也首次报道了利用噬菌体展示技术筛选获得了溶菌酶的单链抗体，从此这项技术在生命研究领域得到了广泛的应用。

利用噬菌体展示技术所建立起来的肽库是20世纪90年代兴起的一项新技术，目前在生物学、医学等众多领域发挥着巨大作用。理论上，可以在体外从肽库中筛选到与任何目的分子结合的多肽，因此该技术为研究蛋白质与蛋白质之间的相互关系或蛋白质与核酸之间的相互作用、分析蛋白质的抗原表位等研究提供了有力的工具，已有的研究报道已经充分证明了它在研究抗原表位以及蛋白质相互关系中所带来的革命。另外，随机肽库已经在新药开发、新型诊断试剂和疫苗的研制中展示出非常广阔的应用前景。