噬菌体肽库的应用
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噬菌体肽库的应用
一、在生物活性小肽筛选方面的应用
具有生物活性的小肽，如酶抑制剂，受体的激活剂或拮抗剂等，具有重要的基础研究及应用价值。因此，寻找和研究这些小肽一直是生物化学和药物研究中的一个热点。通常，这些小肽可通过合理的体外设计师合成或从化学合成的混合物中分离。但前者需要详细的分子结构信息，而后者又费力、耗时且价格昂贵。而通过噬菌体表达的随机肽库技术则可简便有效的筛选到高活性的小肽，而且可以在不需预先知道分子结构信息的情况下进行，仅通过特异性亲和筛选而富集所需配体。目前用这一方法已成功地筛选到了多种分子的短肽配体，如多种高活性的酶抑制剂：IV型胶原酶抑制剂，弹性蛋白酶抑制剂等。除了用该技术筛选特异性酶抑制剂外，在筛选一些细胞因子受体的激活剂方面也有一定的应用。
二、在抗原表位研究中的应用
抗原表位即是抗原与抗体相结合的活性中心。对特定抗原活性中心的研究有利于揭示抗原与抗体相互作用的机制，为一些生物活性药物的设计奠定基础。抗肽类抗体识别的表位通常为抗原分子中5~6个氨基酸残基。因此用噬菌体随机短肽文库筛选抗体识别的表位是一种非常有效的方法。抗原决定簇一般可分为两种情况，一种是线性的，即抗原分子与抗体的结合部位为分子中一段连续的氨基酸序列；一种是空间型的，即抗原分子的结合中心是分子空间构象中相互接近而一级结构上互不连续的几个氨基酸。对于第一种情况，可以直接用相应的抗体从肽库中筛选能与其特异结合的小肽，通过对这些小肽序列分析从中找到结构类似群。根据结构类似群即可确定抗原的表位。目前，在这方面进行了大量的研究，对多种抗原的表位进行了定位。如以抗肿瘤坏死因子（TNF）的单抗T5为筛选配基，用6肽随机肽库对抗体识别表位进行了成功的研究。而对于第二种情况，通过抗体筛选得到的结构类似群还不能直接判断它是否为抗原的模拟表位，必须通过功能分析加以确定。
三、在人工抗体合成中的应用
单克隆抗体的合成一直是抗体工程研究的一个热点，噬菌体肽库在这一领域内的应用可以说是自杂交瘤技术以来康铜工程的又一次革命。这一技术可以摆脱由杂交瘤合成抗体的鼠源性，使抗体分子“小型化”，并且可以在不经过免疫的情况下合成并筛选得到克隆抗体。目前，噬菌体抗体库的构建主要有两种方式，一种是将编码抗体分子的重链与轻链可变区基因插入表达载体（一般用噬粒），在噬菌体组装时，它们的表达产物组合成为功能性抗体并展示在噬菌体表面。另一种方法是将重链及轻链可变区基因片段用一段编码柔性短肽的寡核苷酸连接并插入表达载体，于是产物以异种单链抗体的方式展示于噬菌体表面，现常用的是第二种方法。
四、展望
噬菌体肽库技术是近几年来发展起来的一项重要技术。该技术有重要的理论价值和应用价值。它在研究蛋白质间的相互识别，蛋白质折叠及空间构象的预测，肽与有机物间的相互作用以及酶与底物的结合，抗体与抗原的相互作用，激素与受体的结合等方面得到了广泛的应用。但是，噬菌体肽库技术作为一种新事物，它还存在一些不足之处。主要表现在：噬菌体肽库中插入的融合DNA片段大小有限制，使得一些较大的外源蛋白无法表达；表达的融合蛋白不能象天然状态那样正确折叠和修饰，因此难形成其原始的空间构型，从而，使其结构和功能发生了改变；在体外检测相互作用可能与天然状态不符；筛选的特异性不高，往往用于筛选的靶蛋白可能有多个位点能与其他分子作用，筛选步骤也较繁琐。因此，尚需从两个方面进行完善，一是寻求更为有效的表达载体，二是改进筛选方法。
