噬菌体ppt-医学微生物学PPT课件
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噬菌体展示技术和其应用ppt课件
2024/3/30
25
应用举例：
部分做过的工作
2024/3/30
26
一、半合成噬菌体抗体库的构建
构建一个半合成抗体库，不经免疫制备人源抗Tie2 Fab抗体。通过RT-PCR方法，从人脐带血淋巴细胞总 RNA 扩增轻链基因及重链VH段基因，将轻链基因插 入pCOMb3载体中，得人轻链质粒库；从乙肝表面抗 体（HBsAb）的Fd段基因制备含有不同长度随机化 CDR3的FR3-CDR3-J-CH1片段，然后将VH段基因与随 机化的CDR3融合，得到Fd基因片段，再将其插入轻链 质粒库中，得半合成人Fab质粒库。
成3节段
2024/3/30
17
M13噬菌体
丝 状 噬 菌 体
λ噬菌体、T4噬菌体、T7噬菌体
蝌 蚪 形 噬 菌 体
2024/3/30
18
T7与M13相比优势明显
T7Select的优势 解释
是在细胞质中表 达的裂解性噬菌 体
C-端融合
与M13不同，T7是裂解性的，其展示的蛋白无需分泌。
插入序列被克隆到T7Select载体基因10 的C-端，可以使带有终止密码子的 插入子得以表达和展示。
2024/3/30
34人源噬菌体Fab抗体半合成的构建将酶切纯化的重链重叠PCR产M13的超感染 下，繁殖出表算出κ＋Fd（包括CDR3-5个菌落，涂格，过夜培养后菌落PCR： 其中6个克隆中有轻链也有重链。双链插入率 为60％左右。
κ 链 文 库 的 容 量 为 5.03×106,λ 链 文 库 的 容 量 为 6.8×106(多次建库混合后的库容量)。
从平板上随机挑取10个菌落，涂为70％。
载体克隆容量大 T7载体比M13克隆容量大，而任何克隆到M13上大于1 kbp的片段都不稳定。
噬菌体展示技术及其应用.ppt
Lytic phages specifically kill pathogenic bacteria as an alternative to antibiotics
Example of a successful phage therapy treatment.
接受过噬菌体治疗的病人对细菌和病 毒感染的抵抗力增强, 噬菌体能上调感染 病人的免疫应答。噬菌体治疗能改变血清 α肿瘤坏死因子(TNF-α) 水平, 体外加入 噬菌体能提高血细胞培养物中的TNF-α和 白细胞介素6水平。IL-6 涉及Th2 型应答, 对诱导B细胞分化成抗体形成细胞特别重要。 总之, 这些结果表明噬菌体能作为细胞和 体液免疫的天然佐剂。
In phage display, a heterologous peptide or protein is displayed on the surface of the phage through transcriptional fusion with a coat-protein gene ,producing novel phage particles that have a variety of potential uses.
目前，能用于蛋白质/多肽展示的噬菌 体系统有丝状噬菌体展示系统、λ噬菌体展 示系统、T4噬菌体展示系统和T7噬菌体展示 系统。
T7 噬菌体基因组由39936bp双链线性DNA组成，有 160bp 的突出末端。T7噬菌体衣壳蛋白通常有2 种形式， 10A（344氨基酸）和10B（397氨基酸），10B是在10A的341 个氨基酸的翻译框中产生的(translational frameshift)， 约占衣壳蛋白的10%，功能性衣壳或者由10A、或者由10B、 或者由10A和10B以一定比例构成，这说明T7衣壳蛋白能够 容纳变异体。独特的10B 衣壳蛋白区存在于噬菌体表面， 所以被用作噬菌体展示。不像丝状噬菌体系统，展示在T7 表面的多肽或蛋白质不需要通过细胞膜分泌出来，因而其 表面展示多肽和蛋白的范围广。T7展示系统可以高、中、 低拷贝地展示不同分子量的蛋白质，是目前最为理想的展 示系统。
非细胞型微生物—噬菌体(食品微生物学课件)
溶源性细菌
自发裂解
噬菌体的监测
噬菌体的监测方法
发酵工业生产中，为了有效地防治噬菌体的危害，常需要通 过测定噬菌斑来检查噬菌体的存在与否或数量的多少。测定的 原理是根据噬菌体在平板培养基上可形成噬菌斑，在液体培养 基中可使菌液由浑浊变澄清的特性，对噬菌体进行定性或定量 分析。
1．双层平板法
噬菌体检查和定量测定； 效价（单位/mL）=平板培 养基中噬菌斑平均数×稀释 倍数×10mL-
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
发酵工业和食品工业被噬菌体污染表现两个方面：一是发酵 周期明显延长，影响产品的产量和质量；二是污染生产菌种， 使发酵液变清，不积累发酵产物，严重时无法继续发酵，甚 至停产。
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
原因：一是生产菌种本身可能携带噬菌体或生产菌种是溶源 性细菌；二是生产环境存在噬菌体，没做好消毒与灭菌工作。
噬菌体的效价：每毫升试样中所含有的的具有侵染性的噬菌体粒子数 计算公式 效价（单位/mL）=平板培养基中噬菌斑平均数×稀释倍数×10mL-1
噬菌体与发酵工业
噬菌体与发酵工业的关系
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
丙酮、丁醇发酵与噬菌体污染 发酵受害的典型代表 危害：发酵速度缓慢，产气减少，发酵液对流不旺盛，使生产菌 种数量减少，造成发酵逐渐停止。
噬菌体与发酵工业的关系
2.噬菌体的防治
决不使用可疑的生产菌种；严格保持环境卫生；严格控制活 菌体的排放；保证发酵系统和空气过滤系统的合理性与无菌 状态；不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。
噬菌体与发酵工业的关系
2.噬菌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的防治
在生产中如果发生噬菌体污染，及时采取合理措施。 尽快提取产品：减少损失 使用药物控制：金属螯合剂、表面活性剂 及时改用抗噬菌体的生产菌株：与生产菌种相近的抗性菌株
9噬菌体
用各种噬菌体的混合制剂局部外用或口服治疗 因耐抗生素等而久治不愈的患者. 因耐抗生素等而久治不愈的患者. 如:术后绿脓杆菌感染,菌痢患者大肠杆菌感 术后绿脓杆菌感染, 染以及呼吸道的金黄色葡萄球菌感染. 染以及呼吸道的金黄色葡萄球菌感染.
常用于细菌感染治疗的噬菌体
肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌,肠球 肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌, 大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 菌,大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 存在于患者的粪便,医院污水,临床标 存在于患者的粪便,医院污水, 本及外科病房脓液等. 本及外科病房脓液等.
苏云金芽孢杆菌噬菌体 苏云金芽孢杆菌 苏云金芽孢杆菌——防治农林害虫 防治农林害虫 生产过程中易受噬菌体的侵染,严重影响了 生产过程中易受噬菌体的侵染, 细菌农药的生产和应用. 细菌农药的生产和应用. 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 头部为多面体,有颈部, 头部为多面体,有颈部,尾部由尾管和尾鞘 组成. 组成.
E.coli filamentous Phage fd
本章要点
噬菌体的一般形态 噬菌体的危害与应用 噬菌体展示技术
�
主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 氨基酸,有机溶剂,抗生素, 氨基酸,有机溶剂,抗生素,微生物农药和 菌肥生产等. 菌肥生产等.
微生物发酵污染分析(比例 比例%) 微生物发酵污染分析 比例 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常,倒 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常, 发酵产品 空气系统 环境污染 设备 消毒操作 管道 二级种子 使工业生产遭到严重损失. 罐,使工业生产遭到严重损失. 味精 30.33 11.13 33.25 14.63 10.73 9.64 4.07 1.63 抗生素 33.85 19.96 25.39
常用于细菌感染治疗的噬菌体
肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌,肠球 肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌, 大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 菌,大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 存在于患者的粪便,医院污水,临床标 存在于患者的粪便,医院污水, 本及外科病房脓液等. 本及外科病房脓液等.
苏云金芽孢杆菌噬菌体 苏云金芽孢杆菌 苏云金芽孢杆菌——防治农林害虫 防治农林害虫 生产过程中易受噬菌体的侵染,严重影响了 生产过程中易受噬菌体的侵染, 细菌农药的生产和应用. 细菌农药的生产和应用. 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 头部为多面体,有颈部, 头部为多面体,有颈部,尾部由尾管和尾鞘 组成. 组成.
E.coli filamentous Phage fd
本章要点
噬菌体的一般形态 噬菌体的危害与应用 噬菌体展示技术
�
主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 氨基酸,有机溶剂,抗生素, 氨基酸,有机溶剂,抗生素,微生物农药和 菌肥生产等. 菌肥生产等.
微生物发酵污染分析(比例 比例%) 微生物发酵污染分析 比例 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常,倒 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常, 发酵产品 空气系统 环境污染 设备 消毒操作 管道 二级种子 使工业生产遭到严重损失. 罐,使工业生产遭到严重损失. 味精 30.33 11.13 33.25 14.63 10.73 9.64 4.07 1.63 抗生素 33.85 19.96 25.39
医学微生物学课件：噬菌体
04
噬菌体的检测与防治
噬菌体的检测方法
噬菌斑法
在细菌培养物上加病毒液，培养后观察透明圈， 透明圈越大表示病毒活性越强。
血清学检测
利用特异性抗体检测噬菌体抗原，以确定其存在 和种类。
分子生物学方法
如PCR、基因测序等，通过对病毒基因序列的分 析，准确快速地检测噬菌体。
噬菌体的防治策略
加强卫生管理
分布
噬菌体广泛分布于自然界，如水、土壤、动物肠道等，同时也在人类生产活 动中广泛存在，如食品、药品、医疗器械等。
噬菌体与人类健康的关系
致病性
某些噬菌体可导致人类肠道菌群失调，引起腹泻、发热等症状；在医院环境中，噬菌体还 可导致医院感染。
治疗与预防
烈性噬菌体在一定条件下可被激活，用于治疗细菌感染；同时，加强食品、药品、医疗器 械等的监管，可有效预防噬菌体感染。
为医学微生物学研究提供参考和借鉴
医学微生物学课件可以包含大量的最新研究成果和文献资料，为医学生的研究提 供参考和借鉴，例如在研究新型病毒或者细菌时，可以通过课件学习相关的知识 和技术手段，从而更好地开展研究工作。
通过课件的学习，医学生可以了解更多的临床实践经验和最新治疗手段，例如在 面对新型病毒或细菌时，可以通过课件学习相关的防控和治疗方案，从而更好地 服务临床实践。
THANKS
生物技术应用
噬菌体展示技术是一种重要的生物技术方法，可用于研究蛋白质-蛋白质相互作用、筛选 抗体药物等。
02
噬菌体的生命周期与感染机制
噬菌体的生命周期
吸附
噬菌体识别并吸附到宿主细胞表面 。
侵入
通过酶解或融合方式进入宿主细胞 。
增殖
在宿主细胞内进行核酸复制、蛋白 质合成及组装。
噬菌体侵染细菌实验 ppt课件
（噬菌体）
种 核酸 类 种类
DNA病毒 RNA病毒
可编辑版课件
18
烟草花叶病毒重建实验
TMV蛋白质外壳
TMV感染的叶 片
TMV的RNA
可编辑版课件
19
车前草病毒（HRV）
HRV感染的叶片
重 TMV外壳 组
新型病毒 HRVRNA
RNA也是遗传物质
可编辑版课件
20
核酸是一切生物的遗传物质
小结
具有细胞结构的生物体内的核酸包括DNA和
3.1DNA是主要的遗传物质
可编辑版课件
1
可编辑版课件
2
考纲解读
n 1．染色体与遗传的关系 n 2．DNA是遗传物质的证据
肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 n 3．RNA也是遗传物质的证据 n 4．生物体的遗传物质
可编辑版课件
3
高考总复习·生物
考向指南
n 从近几年的高考试题来看，DNA是遗传物质的 基础证据和研究实验思路及其应用是考试的重 点。命题时往往与孟德尔遗传定律、细胞质遗 传等相联系。本讲内容在08年江苏卷中考查了 肺炎双球菌的转化实验。
可编辑版课件
10
2.艾弗里的实验（1944年）
S 型
分
菌离
R型
细菌 +
蛋白质 + R型细菌 培养 DNA + R型细菌 培养
多糖类 荚膜
+
R型细菌
培养
S型菌 DNA
+
DNA 水解酶
培养
R型细菌 S型细菌 R型细菌 R型细菌
诱导R型细菌转化为S型细菌的转化因子是DNA
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化
种 核酸 类 种类
DNA病毒 RNA病毒
可编辑版课件
18
烟草花叶病毒重建实验
TMV蛋白质外壳
TMV感染的叶 片
TMV的RNA
可编辑版课件
19
车前草病毒（HRV）
HRV感染的叶片
重 TMV外壳 组
新型病毒 HRVRNA
RNA也是遗传物质
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20
核酸是一切生物的遗传物质
小结
具有细胞结构的生物体内的核酸包括DNA和
3.1DNA是主要的遗传物质
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1
可编辑版课件
2
考纲解读
n 1．染色体与遗传的关系 n 2．DNA是遗传物质的证据
肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 n 3．RNA也是遗传物质的证据 n 4．生物体的遗传物质
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3
高考总复习·生物
考向指南
n 从近几年的高考试题来看，DNA是遗传物质的 基础证据和研究实验思路及其应用是考试的重 点。命题时往往与孟德尔遗传定律、细胞质遗 传等相联系。本讲内容在08年江苏卷中考查了 肺炎双球菌的转化实验。
可编辑版课件
10
2.艾弗里的实验（1944年）
S 型
分
菌离
R型
细菌 +
蛋白质 + R型细菌 培养 DNA + R型细菌 培养
多糖类 荚膜
+
R型细菌
培养
S型菌 DNA
+
DNA 水解酶
培养
R型细菌 S型细菌 R型细菌 R型细菌
诱导R型细菌转化为S型细菌的转化因子是DNA
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化
医学微生物学课件：噬菌体
分子进化分析
研究噬菌体的分子进化，探讨其 进化和分类的关系。
生物信息学方法
生物信息学分析
利用生物信息学方法对噬菌体 基因组和蛋白质组进行分析，
揭示其结构和功能。
计算机模拟
利用计算机模拟噬菌体的感染和 复制过程，深入研究其生物学机 制。
数据挖掘和分析
通过数据挖掘和分析，寻找噬菌体 感染和复制过程中的关键蛋白质和 基因，为药物设计和治疗提供参考 。
01
02
03
耐药性问题
随着抗生素滥用，细菌耐 药性问题日益严重，而噬 菌体有望为解决这一问题 提供新思路。
生物安全性
噬菌体作为生物制剂，其 生物安全性需要进一步评 估和研究。
法规与伦理问题
噬菌体疗法的相关法规和 伦理问题也需要进一步探 讨。
对人类的贡献
疾病治疗
通过研究噬菌体，我们可 以发现新的疾病治疗方法 ，提高人类生命质量。
感染症状
噬菌体感染可引起发热、咳嗽、 呕吐等症状。
传播途径
噬菌体可通过空气、水和食物等传 播。
临床表现与诊断
临床表现
噬菌体感染可导致细菌性疾病 ，如肺炎、肠道感染等。
实验室检查
通过采集患者样本，进行噬菌 体分离培养及鉴定，以确诊感
染。
治疗
一般采用抗生素治疗，严重者 需采用噬菌体疗法。
03
噬菌体基因组与复制
基因组结构与功能
基因组构成
噬菌体基因组为DNA双链，通常包含多个基因，其中包括复 制、转录、翻译等必要基因。
基因组功能
噬菌体基因组编码其生命周期所需的各类蛋白，包括外壳蛋 白、复制酶、转录酶、翻译器等。
复制与表达
复制过程
噬菌体通过吸附至敏感宿主细胞表面，注入自身DNA，利用宿主细胞代谢和 能量系统进行自身DNA的复制和表达。
噬菌体及其研究进展PPT课件
大多数为线状双链
DNA噬菌体 RNA噬菌体
少数为环状单链 多数为线状单链
少数为线状双链
第5页，共31页。
第6页，共31页。
化学组成
❖ 核酸：DNA或RNA,基因组大小为2-200kb，某些噬菌体基因组中还 含有异常碱基。
大多数为线状双链
DNA噬菌体
RNA噬菌体
少数为环状单链
多数为线状单链
少数为线状双链
第29页，共31页。
❖ 利用噬菌体展示技术制备抗体、模拟抗原表位，不仅绕过了细胞融 合，而且可以以单克隆抗体（McAb） 或单链抗体（ ScFv）为靶分 子筛选真菌毒素的模拟抗原表位，代替真菌毒素的标准品，建立无 毒ELISA检测方法，保证实验操作人员和相关研究人员的人身安全。
❖ 熊啸（2007 年）等选用抗黄曲霉毒素M1（antiAFM1,Aflatoxin M1,AFM1）单克隆抗体为筛选配基，从噬菌 体表面展示的随机7 肽库中筛选出AFM1 抗原的模拟表位 LTSFPRH 和MAPSSWR，为研制出安全无毒的ELISA 试剂盒奠 定基础。
第9页，共31页。
烈性噬菌体的溶菌周期
生物合成 装配
释放
第10页，共31页。
2、噬菌体的应用技术
测定辐射剂量
鉴定细菌分型
预防和治疗
传染性疾病
应用
检测基因 产物的活性
检测病原菌
筛选目的基因
第11页，共31页。
3、噬菌体在食品产业中的应用
❖ 食源性疾病病原的检测技术
❖ 作为食品添加剂 ❖ 噬菌体展示技术检测真菌毒素
用噬菌体截获某种病原菌随后病原菌被噬菌体感染用杀毒剂将胞外的剩余噬菌体杀死然后将噬菌体与被感染细胞混合并在装有软琼脂的双层培养基上培养被感染的细胞破裂释放出子代噬菌休在培养基中就会形16实验方法标本采集后臵于sc增菌管中37增菌18h左右ss平板分离培养37过夜然后挑出具有沙门氏菌特征的单个菌落划线接种于普通琼脂平皿上每块平板划格后可接种8落左右
医学微生物学课件噬菌体
噬菌体可以用于治疗耐药性细菌感 染，通过噬菌体对细菌的裂解作用 ，破坏细菌的生存能力。
此外，噬菌体在肿瘤免疫治疗方面 也具有潜在的应用价值。
在农业和环境中的应用
噬菌体可以作为生物农药，通过与病原菌结 合，抑制病原菌的生长和传播。
此外，噬菌体在环境治理方面也具有潜在的 应用价值，例如用于净化污水和降解有机污
感谢您的观看
THANKS
蛋白质外壳决定噬 菌体的特异性，可 以识别、结合并侵 入宿主细胞。
尾部
由尾鞘、尾管和尾板组成。
尾鞘和尾管共同形成噬菌体的尾部，尾板则帮助噬菌体吸附和侵入宿主细胞。
尾部与头部之间通过颈部相连。
噬菌体的基因组
噬菌体的基因组通常由DNA或 RNA组成，其大小和复杂性因
噬菌体种类而异。
噬菌体的基因组编码了其生命 周期和复制策略所需的所有基
医学微生物学课件噬菌体
2023-10-30
contents
目录
• 噬菌体概述 • 噬菌体的结构与组成 • 噬菌体的复制周期 • 噬菌体与宿主之间的相互作用 • 噬菌体的应用与前景 • 相关词汇解释
01
噬菌体概述
定义与特性
定义：噬菌体是一种病毒，只能感染细 菌和其它微生物。
结构简单，由DNA或RNA和蛋白质外壳 组成。
装配与释放
装配
噬菌体使用宿主细胞的机制来装配其蛋白质外壳和基因组。
释放
一旦噬菌体组装完毕，它就会裂解宿主细胞并释放出新的噬 菌体颗粒。
04
噬菌体与宿主之间的相互 作用
噬菌体对宿主的影响
01
02
03
裂解性感染
噬菌体在宿主细胞内复制 增殖，最终导致宿主细胞 裂解死亡。
溶原性感染
第四章--噬菌体-PPT幻灯片
溶原状态
l 十分稳定，能经历许多代 l 在某些条件如紫外线、X线、致癌剂、突变剂等作
用下，可中断溶原状态进入溶菌性状态，这称为前 噬菌体的诱导与切离，发生率为10-2-10-5。 l 极少数溶原性细菌中的前噬菌体离开细菌基因组后， 不进入溶菌性周期，这个现象被形象地称之为“治 愈”。
溶原性转换（lysogenic conversion）
l 只要细菌有特异性受体，不论死活噬菌体都能吸附， 但噬菌体不能进入死亡的宿主菌。
穿入
l 有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含有的 一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一 小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入 细菌体内，而蛋白衣壳留在菌细胞外。
l 无尾噬菌体与丝形噬菌体可以脱壳的方式进入 细菌细胞内。
溶原周期
l 温和噬菌体（temperate phage）
l 噬菌体感染细菌后不增殖，不裂解细菌，其基因与 宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体 DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代
T4 bacteriophages infecting E.coli.
噬菌体噬菌体的复制来自2.化学组成l 蛋白质
© 构成噬菌体的头部的衣壳及尾部，包括尾髓、尾鞘、尾板、 尾刺和尾丝，起着保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和 表面特征。
l 核酸-遗传物质
© 基因组大小2-200Kb © 核酸为DNA或RNA，大多数噬菌体的DNA为双链DNA，但一些
微小DNA噬菌体的DNA为环状单链。多数RNA噬菌体的RNA为 线状单链，少数为线状双链，且分成几个节段。 © 某些噬菌体的基因组含有异常碱基，如大肠埃希菌T2噬菌 体无胞嘧啶，而代以5-羟甲基胞嘧啶与糖基化的5-羟甲基 胞嘧啶；某些枯草芽胞杆菌噬菌体无胸腺嘧啶，而代以尿 嘧啶、 5-羟甲基尿嘧啶。因宿主细胞内没有这些碱基，可 成为噬菌体DNA的天然标记。
噬菌体展示技术PPT课件
噬菌体展示技术
噬菌体展示系统 Phage on display
•噬菌体展示原理 –噬菌体展示定义、分类
–简介噬菌体及淘选过程
•噬菌体展示应用 •淘选过程中常见问题及解决方案
2
什么是噬菌体表面展示技术
Smith在1985年首次证实外源DNA可以插入丝状噬菌体基 因III中，并与pIII蛋白融合展示。
6. 感染后1小时内平均每个细胞 分泌1000个噬菌体
6
次要外壳蛋白 pIII
1. 406 aa 组成，5个拷贝，位于噬菌 体的尾部。
2. 由三个功能区组成： • N1 穿膜区：作用于E.coli细胞膜上
的TolA蛋白；与噬菌体的入侵有关。 • N2 受体结合区：负责结合F菌毛。 • CT 疏水区：组装前黏附在细菌内
复合物。 优点：克服直接包被的出现的问题 缺点：容易筛到与亲和素（或者链酶亲和素）结合的克隆。
14
噬菌体抗体库淘选示意图 直接包被法
• 噬菌体抗体库与靶分子相互 作用
• 洗涤去未结合的或非特异性 结合的噬菌体
• 将特异性结合的噬菌体洗脱 下来，并扩增，用扩增产物 进行下一轮筛选
• 三轮淘选后，克隆测序
直接包被法
丝状噬菌体展示系统一般是在外壳蛋白pIII或pVIII的N端融合表达外源多肽及蛋白。 –噬菌体展示定义、分类
8
pIII展示和pVIII展示的区别
• pVIII 展示的多肽比较小，如果太大会影响噬菌体壳蛋白的组 装。
• pIII只要不影响感染，可以展示更大的多肽及蛋白。
• 丝状噬菌体展示系统一般是在外壳蛋白pIII或pVIII的N端融合 表达外源多肽及蛋白。
噬菌体展示的应用
•抗原表位分析 •发现特异性抗体 •新疫苗、多价疫苗的开发
噬菌体展示系统 Phage on display
•噬菌体展示原理 –噬菌体展示定义、分类
–简介噬菌体及淘选过程
•噬菌体展示应用 •淘选过程中常见问题及解决方案
2
什么是噬菌体表面展示技术
Smith在1985年首次证实外源DNA可以插入丝状噬菌体基 因III中，并与pIII蛋白融合展示。
6. 感染后1小时内平均每个细胞 分泌1000个噬菌体
6
次要外壳蛋白 pIII
1. 406 aa 组成，5个拷贝，位于噬菌 体的尾部。
2. 由三个功能区组成： • N1 穿膜区：作用于E.coli细胞膜上
的TolA蛋白；与噬菌体的入侵有关。 • N2 受体结合区：负责结合F菌毛。 • CT 疏水区：组装前黏附在细菌内
复合物。 优点：克服直接包被的出现的问题 缺点：容易筛到与亲和素（或者链酶亲和素）结合的克隆。
14
噬菌体抗体库淘选示意图 直接包被法
• 噬菌体抗体库与靶分子相互 作用
• 洗涤去未结合的或非特异性 结合的噬菌体
• 将特异性结合的噬菌体洗脱 下来，并扩增，用扩增产物 进行下一轮筛选
• 三轮淘选后，克隆测序
直接包被法
丝状噬菌体展示系统一般是在外壳蛋白pIII或pVIII的N端融合表达外源多肽及蛋白。 –噬菌体展示定义、分类
8
pIII展示和pVIII展示的区别
• pVIII 展示的多肽比较小，如果太大会影响噬菌体壳蛋白的组 装。
• pIII只要不影响感染，可以展示更大的多肽及蛋白。
• 丝状噬菌体展示系统一般是在外壳蛋白pIII或pVIII的N端融合 表达外源多肽及蛋白。
噬菌体展示的应用
•抗原表位分析 •发现特异性抗体 •新疫苗、多价疫苗的开发
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2020年10月2日
16
1.6 噬菌体分类
按遗传物质类型进行划分：
线状双链DNA（多数） 1.DNA噬菌体：
环状单链DNA（少数）
2.RNA噬菌体：
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线状单链RNA（多数） 线状双链RNA（少数）17
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1.6 噬菌体分类
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1.6 噬菌体分类
1917年，加拿大人F.d，Herelle在法国巴 斯德研究所又独立发现痢疾杆菌噬菌体。
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1.2 噬菌体发展简史
现象：本来混浊的菌悬液经一夜振荡培养后
反而变清。为了弄清原因，他把变清的培
养液用细菌过滤器过滤，并把滤液滴在痢
疾杆菌菌液里，奇怪的现象再次发生。他
还建立了空斑滴定法，此法简单，方便准
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1.1噬菌体概念
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噬菌体 分裂中的大肠杆菌
大肠杆菌
电镜扫描图
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附在细菌上的噬菌体
• 噬菌体
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1.2 噬菌体发展简史
1896年，英国细菌学家Hankin发现了水中 存在抗细菌现象，并认为有种不明物质引 起了这种现象。
1915年，英国Twort在葡萄球菌中发 现噬菌体。
离扩增，因此此技术又合并了选择能力和
扩增能力的优势，使得噬菌体展示技术成
为高效的筛选体系。
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• 操作简单易行，该技术采用经典的PCR分子 克隆等技术即可操作，在几周内即可筛选 106～108克隆，筛选获得抗体库可以用于原 核系统表达，无需组织培养，极大地降低 了成本。
• 筛选获得噬菌体随机肽库具有容量大、体 积小、筛选简便、制备成本低、可多次扩 增等突出优点。
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1.6 噬菌体的分类
按照基本形态可划分为三类： 蝌蚪状（T4）、微球状（ ∮x174） 和丝状（M13）。
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根据噬菌体结构的不同可将其分为：
1
2
3
无尾部结 构的二十
面体
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有尾部结 构的二十
面体
线状体
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1.6 噬菌体的分类
• 迄今已知的噬菌体大多 数是有尾部结构 的二十面体，到目前为止，研究者至少对 5568种噬菌体进行了电镜观察，绝大多数( 占96.2% )为有尾噬菌体。
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基因型
表达型
融合蛋白 PIII
Lead Hv Link Lv E
PIII
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2.3 噬菌体展示技术流程
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2.4 常用的噬菌体展示系统
常用的噬菌体展示系统
M13丝 状
噬菌体
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λ噬菌 体
T4噬菌 体
6 能够抵抗热、低温、冰冻等
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1.4 噬菌体结构
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1.5 噬菌体的化学组成
核酸：头部核心，DNA或RNA 作用：噬菌体的遗传物质
蛋白质：头部外壳和尾部 作用：保护核酸 构成外壳和尾部
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1.5噬菌体的化学组成
• 噬菌体的一些结构蛋白
溶菌周期
溶原周期
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第二章 噬菌体展示技术
1985年,Smith第一次
成功地将EcoRI核酸内
切酶基因插入丝状噬菌 体基因pⅢ中,并在噬菌 体表面表达出了融合的 蛋白。
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2.噬菌体展示技术
噬菌体
？
噬菌体展示技 术
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2.1 噬菌体展示技术的发展
• 1988 噬菌质粒系统
• 2001 Automated phage display
selection
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2.2 噬菌体展示技术的原理
以噬菌体或噬菌粒为载体，将目标蛋白 的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因 的适当位置，使外源蛋白随噬菌体的重新 组装而展示到噬菌体表面，通过筛选表达 有特异肽或蛋白质的噬菌体，并得到大量 富集，从而获得目的多肽或蛋白质。
根据噬菌体与宿主的关系： （1） 烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能
够使宿主细胞裂解的噬菌体。 （2）温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其
核酸整合到宿主的核DNA上，并且可以随宿 主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况 下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
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1.7 噬菌体侵染细菌实验
• 1990 抗体片段 two-hybrid’技术
• 1996 首次体内in vivo 淘选试验
• 1998 噬菌体展示载体作为基因导入载体
• 1999 Combination of phage display
with high-density arrays
Bacteriophage
汇报人：孙建
果马
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2020年10月2日
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1
噬菌体概述
2
噬菌体展示技术
3 细菌的检测与治疗
4
噬菌体载体
5
噬菌体转导
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第一章 噬菌体概述
概念
简史
分类 结构
特性
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1.1噬菌体概念
噬菌体是感染细菌、真菌、 放线菌、螺旋体等微生物的 病毒，只能在活的微生物细 胞中复制增殖。
烈性噬菌体侵染细菌的过程
（1）吸附 （2）注入 （3）增殖 （4）装配 （5）裂解
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1.7 噬菌体侵染细菌实验
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1.7 噬菌体侵染细菌实验
噬菌体的侵染实验的结果 证明了DNA是遗传物质
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1.7 温和噬菌体与菌细胞的作用
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T7噬菌体
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2.5 噬菌体展示技术的优点
非展示系统
展示系统
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2.5 噬菌体展示技术的优点
• 特定分子的基因型和其表型统一在同一个 病毒颗粒内，将重组蛋白质筛选与基因筛 选合二为一。
• 被展示的多肽或蛋白可以保持相对独立的 空间结构和生物活性，以利于靶分子的识 别和结合。
• 由于丝状噬菌体易于在大肠杆菌系统中分
确。至今仍是定量测定噬菌体浓度的有效
手段，而且为动物病毒定量滴定所借鉴，
建立了病毒空斑滴定法。
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1.3 噬菌体的特性
1 个体微小、可通过细菌滤器 2 无细胞结构专性细胞内寄生
3
分布广泛
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1.3 噬菌体的特性
4 裂解或不裂解细菌
5 有抗原性可刺激机体产生抗体