基于M13噬菌体展示单链抗体文库的新型蛋白质均衡器的研制及其在肾病患者尿蛋白分析中的应用

通过将展示单链抗体(scFv)文库的M13噬菌体固定于冷凝胶整体柱表面制备了一种新型蛋白质均衡器。由于展示的scFv片段具有种类多、数目大以及与蛋白质结合的特异性强等优点,因此其非常适合用于复杂蛋白质样品的预处理。将肾病患者尿蛋白在平衡器上反复上样5次后,依次使用2mol/LNaCl、50mmol/LGly-HCl(pH2.5)和凝血酶溶液洗脱与均衡器结合的蛋白质,收集各馏分,并采用串联微柱反相液相色谱-电喷雾质谱进行蛋白质的分离鉴定。与未经均衡器处理的样品相比,鉴定的蛋白质数目由142个提高到396个。此外,凝胶电泳的分析结果显示,在上样流出液中蛋白质的浓度差异明显变小,大量的高丰度蛋白质存在于NaCl洗脱液中。上述结果表明,基于M13噬菌体展示scFv文库的新型蛋白质均衡器能够有效减小样品中蛋白质的浓度差异,有利于发现更多的低丰度蛋白质。

多功能M13KE噬菌体展示系统的建立

以M13KE噬菌体为起始载体,建立一种无需辅助噬菌体的较长片段多肽库展示系统,以解决当前噬菌体展示仅能筛选短肽库现象,并扩大靶向高通量筛选范畴。根据M13KE次要外壳蛋白(Minor coat protein of wild-type M13KE,wt-pⅢ)基因III(wt-gene Ⅲ)结构与功能关系,设计并扩增出能发挥其基因功能的截短基因Ⅲ(Truncated gene Ⅲ,tgⅢ);通过拼接-重叠-延伸PCR(Splice-overlapping-extension polymerase chain reaction,SOEing-PCR)获得含启动子、信号肽和结构基因的融合基因片段,将其插入至M13KE载体的合适部位,进行蛋白质诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析。同时在wt-gⅢ和tgⅢ部位分别插入HA和c-Myc多肽标签,再次进行表达和检测。结果显示,tgⅢ被插入到M13KE的非必需部位,利用抗蛋白III(anti-M13 pⅢ)抗体进行Western blot检测发现,wt-gⅢ和tgIII均能表达pIII(protein Ⅲ,pⅢ);anti-HA和c-Myc抗体都能检测到2个标签蛋白和pⅢ蛋白质的表达。获得一种多功能M13KE载体,具有既能表达短片段多肽库,也能表达较长片段多肽库的潜能,而且无需辅助噬菌体,可用于更大范围的高通量靶向筛选。

检测B细胞成熟抗原的噬菌体展示单链抗体实时荧光定量免疫PCR方法建立

目的建立检测B细胞成熟抗原(BCMA)的噬菌体展示单链抗体实时荧光定量免疫PCR(PDRT-IPCR)方法。方法采用无缝克隆技术将抗体ANTI-BCMA片段连接入噬菌体M13KO7中,构建重组噬菌体质粒M13KO7-ANTI-BCMA,保存于E.coli DH5α感受态细胞中,通过PEG/NaCl溶液低温沉降后获得重组噬菌体M13KO7-ANTI-BCMA。采用Western Blotting法鉴定重组噬菌体M13KO7-ANTI-BCMA是否展示抗BCMA单链抗体。以不同浓度的BCMA包被96孔高吸附酶标板,加入重组噬菌体M13KO7-ANTI-BCMA,热裂解后,以裂解噬菌体的DNA作为扩增模板,进行实时荧光定量PCR,观察不同浓度BCMA的实时荧光定量PCR扩增曲线。运用OriginPro2021软件进行四参数Logistic拟合曲线,根据相关系数R^(2)确定线性范围,计算最低检测限。以重组噬菌体M13KO7-ANTI-CD19和噬菌体M13KO7为对照,验证PDRT-IPCR方法检测BCMA的特异性。结果抗BCMA单链抗体成功展示在重组噬菌体M13KO7-ANTI-BCMA表面。随着BCMA包被浓度的降低,对应扩增曲线的CT值逐渐变大,PDRT-IPCR检测BCMA的线性范围为0.1 ng/mL~1000 ng/mL,R^(2)为0.9993,最低检测限为0.077 ng/mL。重组噬菌体M13KO7-ANTI-BCMA与BCMA的结合是特异性的。结论本研究建立了检测BCMA的PDRT-IPCR方法,该检测方法具有检测限灵敏、线性范围宽、特异性高等特点。

噬菌体cDNA展示文库技术及其在寄生虫学中的应用

该文介绍了噬菌体cDNA展示文库技术的原理和发展，以及由多种载体构建的cDNA展示文库的特点，重点阐述最早应用于噬菌体展示技术的丝状噬菌体M13以及目前广泛应用的入噬菌体。作为噬菌体展示文库技术的分支，噬菌体cDNA展示文库技术广泛应用于各种天然配体一受体相互作用的研究，是研究各种寄生虫的结构与功能的基础，在寄生虫病诊断与致病机制研究及疫苗开发与药物研制等方面发挥重要作用。

M13噬菌体衣壳蛋白的研究应用

M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链DNA分子,它由约2 800个PⅧ蛋白组成的圆柱形衣壳包围环状单链DNA分子,其中5个PⅦ和5个PⅪ蛋白在噬菌体的一端,另一端有5个PⅥ蛋白和5个PⅢ蛋白。这些衣壳蛋白参与着噬菌体的感染、组装等功能。文中对这5种衣壳蛋白在噬菌体展示技术的研究应用进行了综述。

M13噬菌体在分析传感中的应用进展

为生物传感分析选择合适的目标识别分子是提高检测灵敏度和准确度的关键。为此,人们开发了一系列诸如小分子、抗体、多肽和适配体等亲和配体。基于噬菌体展示技术筛选出数千种特异性配体,可以噬菌体为组合元件构建生物传感探针。该方法具有优异的靶向能力,并具有较强的环境耐受性。常见的M13噬菌体表面由多达2700个拷贝的主要衣壳蛋白pVIII通过螺旋形式包裹内部的单链环状DNA而成,两端分别还有3~5个拷贝的次要衣壳蛋白pVII、pIX和pIII、pVI。通过噬菌体展示技术和化学修饰可对噬菌体进行功能化改造,M13噬菌体目前已成功应用于生物、化学、医学、材料和能源等领域。该文探讨了M13噬菌体在传感分析领域的应用,并展望了基于M13噬菌体传感探针的发展趋势。

抗IL-13全人源单链抗体的筛选、可溶性表达及鉴定

目的:筛选特异性好、有体外中和特性的抗IL-13单链抗体,并进行可溶性表达和鉴定。方法:前期课题组构建了大库容量天然单链抗体文库,本研究采用噬菌体展示技术对天然抗体文库进行3轮富集,然后从3轮富集后的文库中采用ELISA进行筛选抗IL-13阳性单链抗体;将特异性好、亲和力相对较高的阳性单链抗体转入表达载体中进行表达并鉴定。结果:经3轮噬菌体展示富集,有30%左右的克隆子为阳性;经过约500株克隆子筛选,筛选到2株特异性和亲和力相对较高,有体外中和特性的单链抗体;将筛选的单链抗体基因转入表达载体LZ16中进行了表达,并采用生物大分子相互作用技术、Western blot等进行了鉴定。结论:成功筛选到特异性好、亲和力相对较高并具有体外中和活性的抗IL-13单链抗体。

抗犬瘟热病毒VHH抗体噬菌体库的构建与筛选

为构建特异性犬瘟热病毒(CDV)的纳米抗体库,获得抗CDV的VHH抗体,本试验利用CDV免疫羊驼,四免后采集外周血淋巴细胞,提取总RNA反转录为cDNA,利用巢式PCR扩增纳米抗体序列。将目的片段连接至pComb3x噬菌体展示载体,并电转至TG1宿主菌,挑取40个克隆进行菌液PCR验证,随机挑选13个阳性单克隆进行测序,计算抗体库库容量,加入辅助噬菌粒拯救获得的噬菌体展示抗体库。经过3轮淘选,富集对CDV结合力高的噬菌体。利用毕赤酵母系统表达两株结合力高的噬菌体,经Ni柱纯化后,利用ELISA进行噬菌体结合力的鉴定。结果表明,四免后羊驼血清效价达1∶25000,达到建库要求,构建的噬菌体展示文库库容量达3.41×109 PFU。经过3轮淘选,特异性抗体库经稀释100倍后,ELISA检测仍为阳性,表明特异性结合CDV的噬菌体得到明显的富集。ELISA结果表明,两株纯化的纳米抗体与CDV的反应性显著高于对照组。以上结果提示,本研究成功筛选出2株特异性结合CDV的VHH抗体,为VHH抗体在犬瘟热的诊断和治疗方面的应用奠定了基础。

代谢型谷氨酸受体5的纯化及纳米抗体的筛选

文章首先采用细胞表达抑制状态的代谢型谷氨酸受体5(Metabotropic glutamate receptor 5,m GluR5)蛋白免疫野生双峰驼,构建纳米抗体文库,运用M13噬菌体展示技术,筛选出与m Glu R5具有特异性结合的纳米抗体;其次用细胞对m GluR5蛋白进行表达纯化,然后对野生单峰驼进行7次免疫,对抽取骆驼的外淋巴细胞总RNA进行提取,经过反转录的方式转为c DNA,将用巢式PCR对VHH片段进行扩增并与p MECS噬菌粒载体进行连接,并电转化至TG1大肠杆菌中构建纳米抗体噬菌体展示文库;其三通过M13噬菌体展示技术对文库进行淘选,淘选出多个互补决定区3序列不同的纳米抗体;最后纯化出纯度较高的m GluR5蛋白,构建出库容量为5.47×10^(8)CFU/mL的噬菌体文库菌,经过两轮液相淘选,获得了12个互补决定区3序列不同的纳米抗体。研究成功筛选出12个与m GluR5特异性结合较高的纳米抗体,为m Glu R5的靶向药物研发和G蛋白偶联受体的信号通路研究奠定了基础。

鸡源抗血清4型Ⅰ群禽腺病毒单链抗体文库构建及筛选

为构建鸡源抗血清4型Ⅰ群禽腺病毒(FAdV-4)单链抗体(scFv)文库并筛选出具有高亲和力的单链抗体。本研究从FAdV-4免疫鸡的外周血淋巴细胞中提取总RNA,采用RT-PCR的方法分别扩增出鸡抗体的VH和VL基因,通过Linker接头将VH和VL基因连接成scFv,将scFv基因连接至噬菌粒载体pComb3XSS中,构建单链抗体文库,通过噬菌体展示技术筛选抗FAdV-4单链抗体,并采用Phage ELISA方法检测抗体的亲和力。结果成功构建鸡源抗FAdV-4单链抗体文库,库容量为9.5×10^10 PFU/mL,通过4轮"吸附-洗脱-富集"筛选,最终鉴定出1株与FAdV-4具有较高的亲和活性的单链抗体。该研究结果为进一步研究FAdV-4抗体奠定了基础。

噬菌体展示蛋白质芯片的无标记检测

为获得丰富的特异识别分子和实现无标记、高灵敏度检测,利用噬菌体展示技术,选择在pIII蛋白上展示12肽的噬菌体M13作探针,采用羧基-氨基共价耦联法制备噬菌体展示蛋白质芯片。在此基础上,与表面等离子体共振传感技术结合,使用Biacore3000仪器,检测噬菌体展示蛋白质芯片与特异性抗体的反应,测定反应动力学常数。实验结果表明:当抗体浓度为0.4μmol.L-1时,响应信号可达365±8个单位;不同浓度的抗体与芯片反应的数据较好地与S型曲线吻合。该方法可望用于噬菌体展示蛋白质芯片的检测。

人源化抗血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa抗体库的构建及临床价值

目的筛选出抑制血小板聚集的血小板膜糖蛋白(GP)Ⅱb/Ⅲa自身抗体,用噬菌体表面展示技术构建人源化抗血小板GPⅡb/Ⅲa单链噬菌体抗体(ScFv)库。方法用单克隆抗体特异性俘获血小板抗原(MAIPA)技术和血小板聚集试验筛选出血浆中含有抑制血小板聚集的血小板GPⅡb/Ⅲa自身抗体的特发性血小板减少性紫癜(ITP)患者。从筛选出患者的外周血淋巴细胞中提取mRNA,用RT PCR扩增出人免疫球蛋白的重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)基因片断,用DNA linker将VH和VL连接成ScFv基因片断。用限制性内切酶SfiⅠ/NotⅠ酶切ScFv后克隆到噬菌体载体pHEN2,然后转化大肠杆菌TG1。用辅助噬菌体M13K07援救转化后的TG1,产生ScFv。结果95例慢性ITP患者中41例(43.2%)血浆中抗GPⅡb/Ⅲa自身抗体阳性,强阳性患者5例(5.3%)。2例(2.1%)明显抑制血小板聚集功能。扩增出380～400bp大小的VH和VL基因,用连接肽(Gly4Ser)3成功地连接成约780bp大小的ScFv片断。ScFv克隆到pHEN2并转化大肠杆菌TG1后,形成2.1×107个克隆。用辅助噬菌体M13K07援救TG1后产生的噬菌体抗体库滴度为1.62×1010cfu/ml。结论少数抗GPⅡb/Ⅲa自身抗体可抑制血小板聚集功能。用噬菌体表面展示技术构建了ScFv库,可用来筛选人源化抗血小板GPⅡb/ⅢaScFv。