噬菌體（Bacteriophage，簡稱“噬菌體”或“噬菌病毒”）是一類專門感染細菌的病毒。它們是由蛋白質外殼和內部的遺傳物質（DNA或RNA）組成。噬菌體在自然界中廣泛存在，能夠在細菌的表面附著并將其遺傳物質注入細菌細胞內，從而利用細菌的生物機制進行復制。

常見的噬菌體種類

M13噬菌體的結構示意圖

噬菌展示技術介紹

歷史背景

該技術由George Smith于1985年，因其在定向分子進化中的貢獻，Smith與Gregory Winter共同獲得2018年諾貝爾化學獎。M13因其溫和特性（不裂解宿主）成為常用的展示載體之一。

基本原理

M13噬菌體是一種感染大腸桿菌的絲狀噬菌體，其基因組為單鏈DNA。展示技術的核心是通過基因工程將外源蛋白基因與噬菌體衣殼蛋白（如pIII或pVIII）基因融合，使外源蛋白在噬菌體表面表達。

pIII蛋白：位于噬菌體末端，通常展示單拷貝的大分子蛋白（如抗體片段）。

pVIII蛋白：構成噬菌體主要衣殼，適合展示多拷貝的小肽（如10-20個氨基酸）。

技術流程

1.基因克隆：將目標蛋白或肽的編碼基因克隆到M13噬菌體的基因組中，通常是插入到編碼噬菌體外殼蛋白的基因中。

2.噬菌體文庫構建：轉化改造后的M13噬菌體到大腸桿菌中，感染細菌后，噬菌體會在細菌內復制并合成外殼蛋白，同時將目標蛋白或肽展示在噬菌體表面。

3.親和篩選（Panning）：將噬菌體與固定化的靶分子（如抗原）孵育。洗去未結合的噬菌體，保留特異性結合的噬菌體。

4.擴增與富集：回收結合的噬菌體，感染大腸桿菌擴增，重復篩選3-4輪以提高結合力。

5.鑒定：通過測序或功能實驗分析篩選出的噬菌體攜帶的外源基因。

The general process of biopanning

核心優勢

直接基因關聯：噬菌體攜帶外源蛋白的編碼基因，便于后續克隆。

高通量篩選：可快速篩選數百萬至數十億個分子。

無需蛋白純化：展示的蛋白直接用于結合實驗。

應用領域

抗體篩選：M13噬菌體展示技術廣泛的應用之一就是單克隆抗體的篩選。通過展示不同抗體片段（如重鏈或輕鏈的可變區），可以快速篩選出與特定抗原結合的抗體。這些抗體可以用于疾病診斷、治療等領域。

疫苗開發：可以利用噬菌體展示技術展示病原體的表面抗原，通過篩選獲得與病原物質相互作用的抗原肽，這為疫苗的設計提供了線索。

藥物篩選：該技術還可用于小分子藥物的篩選，尤其是在尋找靶標分子或蛋白質相互作用方面。例如，通過展示小肽，可以篩選出具有特定生物活性的分子。

蛋白質-蛋白質相互作用研究：利用噬菌體展示技術，可以探究不同蛋白質之間的相互作用。例如，通過展示一個蛋白的特定片段，尋找能夠結合該片段的其他蛋白質。

新型酶的開發：通過展示酶活性位點的特定肽，可以篩選出具有所需酶活性的突變體或全新酶。

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部分數據展示

M13 phage Recombinant Rabbit mAb (Biotin Conjugate) (S-1403-13) （貨號：S0B1686）

Indirect ELISA binding analysis of M13 phage Recombinant Rabbit mAb (Biotin Conjugate) (S-1403-13)

Coating: M13 phage, 1*10E7 pfu/ml

Primary antibody: M13 phage (Biotin Conjugate) (S-1403-13), from 1μg/ml, 3-fold diluent, 7 points

M13 OneStep ELISA Kit（貨號：S0C3033）

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