噬菌体展示技术在生物检测上的应用.doc

PAGE  噬菌体展示技术在生物检测中的应用 摘要：噬菌体展示技术（Phage display technology，PDT）是通过将外源基因与噬菌体基因组中编码外壳蛋白的基因融合，在噬菌体侵染宿主细胞后，能够将目的基因编码的多肽展示在噬菌体表面的技术。噬菌体展示技术已被用于药物开发、肿瘤研究以及免疫学等领域。本文主要介绍噬菌体展示技术的基本原理以及该技术在真菌毒素、农药等生物检测上的应用。 关键词：噬菌体展示技术；生物检测；真菌毒素；农药 Phage Display Technology and Its Application in Biological Detection Guan Pang Academic advisor: Yongheng Liang Abstract： Phage display technology is a technology which fuses exogenous gene and phage gene encoding phage coat protein，which can display the protein encoded by target gene on phage surface after infecting the host cell. Nowadays, phage display technology has been used in the fields of drug development, cancer research and immunology. This paper mainly introduces the basic principle of phage display technology and its application in mycotoxin and pesticide detection. Key words: Phage display technology；biological detection；mycotoxin；pesticide 噬菌体展示技术是最早是由美国的Smith GP创建，首次将外源基因插入丝状菌体f1的基因Ⅲ，使目的基因编码的多肽展示在噬菌体表面[1]。此后，由于噬菌体展示技术可用来构建各种文库并能够定向改造蛋白质，所以在医学领域应用较多。如今，随着人们生活水平的提高，对食品质量、安全的要求越来越高，噬菌体展示技术在生物检测领域也逐渐被应用。这里主要对噬菌体展示技术的原理做以及该技术在真菌毒素检测和农药检测中的应用简要的介绍。 噬菌体展示技术的原理[2] 噬菌体展示技术是一种基因产物和亲和选择相结合的的技术，其基本原理是将待选基因片段插入噬菌体外壳蛋白的基因，该重组噬菌体侵染宿主细胞后，复制形成大量带有杂合外壳蛋白的噬菌体颗粒。以丝状噬菌体为例，结构蛋白pⅢ和pⅧ均可作为载体来展示外源多肽。二者主要的区别是PⅢ基因可以融合较大的外源基因片段，拷贝数较少，而与PⅧ基因只能融合较小的片段，拷贝数非常多。在这些外壳蛋白基因的信号肽与成熟蛋白质编码区之间都有单一的克隆位点，便于外源基因插入，表达的融合蛋白被宿主蛋白酶切除信号肽后，作为结构外壳蛋白呈现到病毒粒子的表面。这样建立的展示文库是通过亲和筛选来将所需要的重组基因分离出来的。 亲和筛选可以分为直接法和间接法。直接法是将文库噬菌体固定在固相支持物上，通过适当的淘洗方法洗去未结合的噬菌体，即获得与所筛选蛋白有亲和性的噬菌体。间接法是将文库噬菌体用生物素标记，然后铺在含有链亲和素的平板上，通过淘洗洗去未结合的噬菌体，留在平板上的即是结合的噬菌体。之后让筛选出的这些噬菌体继续侵染宿主细胞进行扩增，繁殖的噬菌体接着进行新一轮的淘洗、选择，重复几次上述的过程就可以得到富集的含有重组基因的噬菌体。 除了丝状噬菌体展示系统，还有T4噬菌体展示系统和λ噬菌体展示系统以及T7噬菌体展示系统。这些技术只是载体和宿主细胞不同，其基本原理是一致的。利用噬菌体展示技术构建出的库类型主要有噬菌体抗体库、随机短肽库、展示库和多肽构象库等。 噬菌体展示技术在真菌毒素检测中的应用[3] 真菌毒素是真菌的次级代谢产物，其污染会造成粮食、食品的大量浪费，因此对真菌毒素的检测非常重要。真菌毒素的检测可以用色谱法与质谱法所衍生的一系列毒素分析法，这些方法虽然测定结果准确，但是需要大型的仪器，并且测定的过程也很繁琐，无法满足食品快速检测的要求。 如今最常用的是酶联免疫吸附技术（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA），这项技术是根据抗原抗体特异性结合的免疫学原理来进行检测的。其操作方法比较简单，又可以同时测定大量样品，因此非常适合商品化。但是这项方法