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用噬菌体ElISA快速鉴定噬菌体展示蛋白的结合亲和性

2020.9.14

单价噬菌体展示系统能使一个单独的蛋白质(或多肽)分子呈递在噬菌体颗粒表面,这样的蛋白质与野生型pⅢ衣壳蛋白相连,作为融合蛋白在辅助噬菌体感染的大肠杆菌细胞中,由噬菌粒载体翻译表达出来。这种展示系统能实现单价展示,是由于这种融合蛋白极少替代来自辅助噬菌体基因组的野生型pⅢ蛋白。这种展示可以是高度可变的,而这时这些噬菌体通常只有0.05%一5%才能真正展示出需要的蛋白质。

单价噬菌体展示的主要优点是排除了多价噬菌体展示时会遇到的亲和效应(avidityeffect)。这样保证了筛选的高效性,能把具有很高亲和性(如Kd≈lnmol/L)的不同变异体区别开来。这种技术的应用,包括提高了结合亲和性或改变了结合特异性[1)的多肽的生成。实际上,这个过程中最费劲的部分就是对筛选出的突变蛋白的鉴定。

现在已有两种方法能加快对筛选出的蛋白的结合亲和性的分析。一种方法是在被展示蛋白和作为锚定的pⅢ衣壳蛋白中插入琥珀中止密码子,这样,游离蛋白就能在非(琥珀)抑制性菌株中进行表达。这样便能使用分析结合性的标准方法,对于提高效率是一种改进[61。不幸的是,这个方法的应用受到一种趋势的影响,即由有义密码子(see codon)代替琥珀终止密码子而产生的变异体在筛选出的文库中占优势,因为由于融合蛋白的表达和展示的提高,这种噬菌体具有巨大的选择优势。寻找一个替代的方法,以忽略终止密码子并能将每个基因都亚克隆人一个表达载体,显然是更费力的。

第二种方法,也是本章的重点,是将噬菌体颗粒本身作为游离蛋白的替代物,以测定结合性。通过在溶液中不断地加入靶标蛋白,来竞争替代与噬菌体结合的固定化靶标蛋白,然后进行噬菌体结合性检测。这种技术能快速地分析从单价噬菌体展示系统的筛选中分离出的变异体,也能用于评价那些用其他方法难以表达的定向变异体的亲和性。用噬菌体结合性检验方法来对结合亲和性进行精确评估是很困难的,因为一个关键的变量,即被展示的蛋白质的浓度是未知的。不过,对于一系列的变异体,则有可能得到ECso的比值,而这与它们的解离常数的比值是紧密相关的[7)。本章主要描述了在设计噬菌体结合性检测时需要考虑的一些重要参数,并为怎样进行这些检测提供了详细的示例实验方案。

噬菌体结合性检测为鉴定大量的噬菌体并挑选出对后续实验最合适的变异体提供了一种快速的方法。这种检验对于了解噬菌体展示技术的潜力同样是一个有效的手段。然而,噬菌体结合性检测并不能最终测定结合的绝对亲和性。无数的因素都能影响到结合的结果,包括噬菌体上融合蛋白的展示水平、未知的翻译后修饰以及由展示蛋白的增加引起的亲和效应等。为了消除与噬菌体展示相关的可能的假象,有必要使用传统的对纯化后蛋白结合性的分析方法,对这些检测试验鉴定出的最佳变异体进行检验和鉴定。


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