直接用噬菌体肽进行功能性分析的研究

通过对胰蛋白酶抑制剂的筛选发现,噬菌体肽库不仅可以用于亲和性筛选,而且噬菌体肽可以直接用于对亲和筛选得到的克隆进行胰蛋白酶抑制实验,即所谓的功能性筛选。功能性筛选前后的测序结果表明用噬菌体肽直接进行功能筛选确定能够筛去大部分的非抑制剂克隆。     

从噬菌体随机肽库中筛选流感病毒神经氨酸酶的抑制多肽

目的:从噬菌体呈现12肽库中筛选与流感病毒神经氨酸酶特异性结合的肽。方法:以甲三型流感病毒裂解疫苗原液为靶分子,经过3轮生物淘选,从噬菌体随机肽库中筛选与之结合的噬菌体。用ELISA方法鉴定噬菌体克隆与靶分子的结合力,用荧光方法测定噬菌体克隆对流感病毒A/Sydney/5/97(H3N2)神经氨酸酶的抑制活性。对筛选到的阳性克隆进行DNA序列测定并推导出相应的氨基酸序列。结果:经过3轮筛选后,42个噬菌体克隆与靶分子有高度亲和力,23个噬菌体克隆对流感病毒A/Sydney/5/97(H3N2)神经氨酸酶有抑制活性。对27个噬菌体克隆的测序结果表明,分别有10个和2个克隆的序列是一致的,其氨基酸序列分别为KSLSRHDHIHHH和WPRHHHSASVQT。结论:通过噬菌体肽库筛选到抑制流感病毒神经氨酸酶的12肽,为进一步研究对流感病毒神经氨酸酶有抑制活性的分子药物奠定了基础。     

基于人HMGB1-B box的抑制性小肽筛选及其抗炎功能分析

目的从噬菌体构象型7肽库中筛选人HMGB1-Bbox的抑制性小肽。方法以重组人HMGB1-Bbox为靶分子对噬菌体构象型7肽库进行6轮亲和筛选,获得Bbox结合的克隆,并经ELISA验证。选取亲和力高的克隆进行DNA测序,并推导出呈现的多肽序列,通过IL-6 ELISA检测噬菌体呈现的小肽对人HMGB1-B box致炎功能的抑制作用。结果经过6轮亲和筛选,噬菌体的回收率增加,阳性克隆得到富集。挑选15个结合力强的克隆进行测序,推导出2个多肽序列。所获两个阳性噬菌体克隆能特异性地抑制人HMGB1-B box刺激THP-1细胞产生炎症因子的能力。结论获得了噬菌体呈现的能够抑制人HMGB1-B box的两个小肽。     

利用噬菌体展示肽库筛选鸡传染性支气管炎病毒模拟抗原表位

目的：利用噬菌体展示肽库技术筛选鸡传染性支气管炎病毒（IBV）的模拟抗原表位。方法：用IBV阳性血清纯化IgG作为靶标。对噬菌体展示随机12肽库进行筛选，通过ELISA和竞争抑制ELISA鉴定筛选克隆的结合特性，并对阳性克隆提取ssDNA进行测序分析。结果：3轮生物淘洗后，目标噬菌体得到125倍富集。随机挑选50个克隆进行ELISA和竞争抑制ELISA。其中有12个噬菌体克隆可以与IBV阳性血清高特异性结合。测序分析发现，这12个克隆带有2种氨基酸序列。即KSPKHSSSALHF和SFFQLNLHRPTS。且未发现这2种序列与GenBank中已发表的IBV氨基酸序列有同源性。结论：结果提示。这2个肽可能是IBV抗原的模拟表位。     

脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白结合肽序列的亲和筛选

应用噬菌体展示肽库技术,以重组的脑膜炎大肠杆菌致病蛋白IbeA作为靶分子,经过吸附-洗脱-扩增-再吸附的亲和筛选,随机挑选亲和力强的噬菌体克隆,进行ELISA、竞争抑制实验和序列测定。结果显示,经3轮淘选后,间接ELISA鉴定得到高亲和性结合IbeA蛋白的15个阳性克隆。竞争抑制实验结果表明,游离IbeA蛋白能竞争抑制噬菌体结合肽克隆与固相包被的IbeA蛋白的结合,其抑制作用随游离IbeA蛋白浓度的降低而减弱。测序结果得到5种阳性噬菌体克隆展示肽序列。上述结果提示以脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白为靶筛选所获得的噬菌体12肽克隆,具有特异性,其结合肽序列呈现相对保守性。建立的从噬菌体随机肽库筛选IbeA蛋白结合肽的方法具有方便、灵活和高效可行的特点。     

胰凝乳蛋白酶短肽抑制剂的筛选和活性分析

报道了一种从噬菌体肽库中筛选胰凝乳蛋白酶短肽抑制剂的新方法．在通常的亲和富集筛选的基础上,利用胰凝乳蛋白酶自身的水解活力切割掉结合的底物噬菌体,再经抑制活力分析得到抑制性噬菌体克隆．这样筛得的噬菌体克隆具有明显的胰凝乳蛋白酶结合活力和抑制活力,ＤＮＡ序列分析发现其保守序列为（Ｓ／Ｔ）ＲＶＰＲ（Ｒ／Ｈ）．按此序列化学合成的短肽Ａｃ－ＡＳＲＶＰＲＲＧ－ＮＨ２、Ａｃ－ＡＳＲＶＰＲＨＧ－ＮＨ２同样表现出对胰凝乳蛋白酶的抑制作用．该方法为蛋白酶短肽抑制剂的筛选提供了一条有效途径     

脂多糖保守表位模拟肽的筛选与鉴定

用针对脂多糖保守表位的单抗2B4对噬菌体随机12肽库进行亲和筛选,通过噬菌体ELISA实验及脂多糖(LPS)竞争抑制实验鉴定阳性克隆.经三轮筛选后,与抗体结合的噬菌体得到明显富集,噬菌体ELISA结果显示,阳性率达80%.将其中12个阳性噬菌体克隆做鼠伤寒杆菌和大肠杆菌LPS竞争抑制实验,抑制作用非常明显,有良好的剂量依赖关系,证明这12个克隆与LPS具相似表位.DNA测序并推导噬菌体展示肽的氨基酸序列为,GPPQWFFSQPQL（5/12,41.7%）,LPQYFWNTATTA （3/12,25%）,FPQNHWNVPWAT（2/12,16.6%）,HSQSFWNAPLAM和AHPWTHGYFPPL（1/12,8.3%）.实验结果表明,用2B4抗体筛选到的噬菌体短肽克隆可模拟保守表位,即脂多糖的模拟肽（位）.     

脂多糖保守表位模拟肽的筛选与鉴定

用针对脂多糖保守表位的单抗2B4对噬菌体随机12肽库进行亲和筛选,通过噬菌体ELISA实验及脂多糖(LPS)竞争抑制实验鉴定阳性克隆.经三轮筛选后,与抗体结合的噬菌体得到明显富集,噬菌体ELISA结果显示,阳性率达80%.将其中12个阳性噬菌体克隆做鼠伤寒杆菌和大肠杆菌LPS竞争抑制实验,抑制作用非常明显,有良好的剂量依赖关系,证明这12个克隆与LPS具相似表位.DNA测序并推导噬菌体展示肽的氨基酸序列为,GPPQWFFSQPQL（5/12,41.7%）,LPQYFWNTATTA（3/12,25%）,FPQNHWNVPWAT（2/12,16.6%）,HSQSFWNAPLAM和AHPWTHGYFPPL（1/12,8.3%）.实验结果表明,用2B4抗体筛选到的噬菌体短肽克隆可模拟保守表位,即脂多糖的模拟肽（位）.     

利用噬菌体随机肽库筛选可结合猪繁殖与呼吸综合症病毒的多肽序列

【目的】采用完整的猪繁殖与呼吸综合症病毒(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus,PRRSV)颗粒筛选噬菌体肽库,以获得能高亲和力结合并能抑制该病毒复制的特异性多肽。【方法】用纯化的病毒粒子包被ELISA板,再用M13噬菌体随机12肽库进行筛选。经过3轮淘筛,ELISA鉴定噬菌体单克隆与PRRSV的亲和力,选取与PRRSV具有高亲和力的噬菌体单克隆进行DNA测序,据此推导多肽的氨基酸序列。通过TCID50检测其抗病毒复制能力,同时人工合成FITC标记的展示肽用于PRRSV的检测。【结果】经筛选和鉴定得到17个阳性噬菌体克隆能与PRRSV呈高亲和力结合,DNA测序发现各克隆之间有部分共有基序,其中2个克隆体外能明显抑制PRRSV的复制,使TCID50由10-7.3/0.1mL分别降至10-3.2、10-3.6/0.1mL,而FITC标记该展示肽能够在5mg/L工作浓度检测PRRSV。【结论】通过噬菌体肽库能够筛选到具有抗病毒作用的阳性噬菌体克隆,为进一步开发高效PRRSV的诊断和治疗试剂奠定基础。     

脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白结合肽序列的亲和筛选*

应用噬菌体展示肽库技术,以重组的脑膜炎大肠杆菌致病蛋白IbeA作为靶分子,经过吸附-洗脱-扩增-再吸附的亲和筛选,随机挑选亲和力强的噬菌体克隆,进行ELISA、竞争抑制实验和序列测定。结果显示,经3轮淘选后,间接ELISA鉴定得到高亲和性结合IbeA蛋白的15个阳性克隆。竞争抑制实验结果表明,游离IbeA蛋白能竞争抑制噬菌体结合肽克隆与固相包被的IbeA蛋白的结合,其抑制作用随游离IbeA蛋白浓度的降低而减弱。测序结果得到5种阳性噬菌体克隆展示肽序列。上述结果提示以脑膜炎大肠杆菌IbeA蛋白为靶筛选所获得     

脓毒症单核巨噬细胞特异性结合肽的筛选

利用噬菌体随机肽库展示技术,筛选出与脓毒症单核/巨噬细胞特异性结合的短肽,探索脓毒症治疗的新方法.分别以经过脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)处理的人外周血单核细胞株(THP-1)细胞作为筛选的靶细胞,以未经LPS处理的THP-1细胞作为非特异性噬菌体吸附细胞,对噬菌体随机环七肽库进行4轮“差减"筛选,经过细胞ELISA验证阳性噬菌体克隆,对获得的阳性克隆进行DNA测序及生物信息学分析,并进一步利用免疫荧光实验,鉴定噬菌体克隆与LPS处理THP-1细胞的结合特异性.4轮筛选后,随机挑取的噬菌体克隆,测序后得到可与LPS处理的THP-1细胞特异性结合肽.对去冗余后的七肽进行Clustal W多序列比对分析和BlastP蛋白同源相似性分析,细胞免疫荧光检测确定获得的噬菌体展示七肽可与LPS处理的THP-1细胞特异性结合.噬菌体随机肽库技术为脓毒症单核/巨噬细胞表面靶位的筛选提供了高效、快捷的筛选体系,实验获得的多肽基序具有高度保守性和细胞特异性,这些多肽的生物活性将是下一步的研究内容.     

核受体PPARγ结合小肽的筛选及其功能

为筛选与核受体过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)结合的功能短肽,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达PPARγ配体结合域(LBD)的融合蛋白,并利用Ni2+-NTA离子交换树脂对表达蛋白进行纯化.以此纯化蛋白为靶,采用固体包被法对噬菌体展示随机十二肽库及环七肽库进行亲和筛选.经ELISA法鉴定特异结合的高亲和力阳性噬菌体单克隆并测序.同时利用PPARγ的配体rosiglitazone与噬菌体小肽进行竞争性结合抑制实验.最终获得与PPARγ-LBD高亲和力的十二肽3个,环七肽5个,分别含LXXLL和DXXRW(其中X为非特异氨基酸残基)保守序列.Rosiglitazone不影响噬菌体小肽与靶蛋白的结合,说明获得与配体rosiglitazone结合位点不同的目的肽.     

噬菌体展示技术筛选大鼠佐剂性关节炎中PGE2受体的拮抗剂

目的：通过筛选PGE2受体拮抗剂,来探讨其在类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis, RA）中的作用,为RA的治疗开辟新的途径。方法：应用噬菌体展示技术,以PGE2为靶点,对噬菌体环七肽库进行"吸附-洗脱-扩增"筛选过程,5轮筛选后,随机挑取噬菌体克隆进行亲和力鉴定,并选取亲和力高的克隆进行测序并对序列进行分析。合成环七肽后,建立佐剂性关节炎（AA）动物模型,通过分析足爪肿胀度,以及采用ELISA方法检测关节浸液中细胞因子的含量,对小肽的抗炎作用进行探讨。结果：噬菌体经过富集后,随机挑选的23个克隆中有21个阳性克隆,而在测序的8个克隆中4个具有相同的序列,其余也具有保守氨基酸。合成的环七肽能降低AA关节的肿胀度并减少关节浸液中前炎症细胞因子的含量。结论:噬菌体筛选PGE2受体拮抗剂的方法可行,并且得到的环七肽具有一定的抗炎作用。     

利用噬菌体展示技术筛选胰岛素模拟肽

为了寻找能够模拟胰岛素生物活性的小肽,以胰岛素多克隆抗体为靶标,筛选噬菌体展示随机C7C环肽库.3轮筛选后,通过ELISA方法挑取与靶分子特异性结合的15个阳性克隆,测序获得两条序列,分析所得序列并合成相应短肽.通过细胞生物学活性检测,小肽CPTSQANSC（ZJ1）能够竞争性的抑制胰岛素与其受体的结合,并对正常小鼠和四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠,都有明显的降血糖作用.上述结果表明,小肽CPTSQANSC具有胰岛素样生物学活性.而小肽CVQPSHSSC（ZJ2）表现出胰岛素拮抗活性,能引起正常小鼠血糖升高.这表明筛选到了能够模拟胰岛素表位的短肽CPTSQANSC,可能为治疗胰岛素依赖性糖尿病提供了新线索.     

Screening and Identification of a Specific Binding Peptide to Ovarian Cancer Cells from a Phage-Displayed Peptide Library

To select specific binding peptides for imaging and detection of human ovarian cancer. The phage 12-mer peptide library was used to select specific phage clones to ovarian cancer cells. After four rounds of biopanning, the binding specificity of randomly selected phage clones to ovarian cancer cells was determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). DNA sequencing and homology analysis were performed on specifically bound phages. The binding ability of the selected peptides to SKOV3 cells was confirmed by fluorescence microscopy and flow cytometry. After four rounds of optimized biological panning, phage recovery was 34-fold higher than that of the first round, and the specific phage clones bound to SKOV3 cells were significantly enriched. A total of 32 positive phage clones were preliminarily identified by ELISA from 54 randomly selected clones, and the positive rate was 59.3%. S36 was identified as the clone with best affinity to SKOV3 cells via fluorescence microscopy and flow cytometry. A representative clone of OSP2, S36 is expected to be an effective probe for diagnosis and treatment of ovarian cancer.

     

Consensus sequence L/PKSSLL mimics crucial epitope on Loop III of Taiwan cobra cardiotoxin

Phage display is effective in screening peptides that mimic venom’s neutralizing epitopes. A phage display cyclized heptapeptide library (C7C library) was panned with purified divalent antivenin IgG, which neutralizes Naja naja atra venom (NAV) and Bungarus multicinctus venom (BMV). The selected heptapeptide sequences were aligned with known protein sequences of NAV and BMV in GenBank. One of the four consensus sequences, L/PKSSLL, mimicked the crucial epitope on Loop III of Taiwan cobra cardiotoxin that is associated with the venom’s lethal potency. In dot blot analysis, several clones showed varying reactivities for NAV monovalent antivenin and lesser cross-reactions with BMV monovalent antivenin. The KSSLLRN-carrying phage occurred four times in selected clones and showed the strongest reactivity to NAV monovalent antivenin. Furthermore, the QDSLLPS-carrying phage also presented significant dot blot signal, indicating that the SLL sequence shared by these two clones may be a crucial antibody-binding site.     

Mimotopes and proteome analyses using human genomic and cDNA epitope phage display

In the post-genomic era, validation of candidate gene targets frequently requires proteinbased strategies. Phage display is a powerful tool to define protein-protein interactions by generating peptide binders against target antigens. Epitope phage display libraries have the potential to enrich coding exon sequences from human genomic loci. We evaluated genomic and cDNA phage display strategies to identify genes in the 5q31 Interleukin gene cluster and to enrich cell surface receptor tyrosine kinase genes from a breast cancer cDNA library. A genomic display library containing 2 x 106 clones with exon-sized inserts was selected with antibodies specific for human Interleukin-4 (IL-4) and Interleukin-13. The library was enriched significantly after two selection rounds and DNA sequencing revealed unique clones. One clone matched a cognate IL-4 epitope; however, the majority of clone insert sequences corresponded to E. coli genomic DNA. These bacterial sequences act as 'mimotopes' (mimetic sequences of the true epitope), correspond to open reading frames, generate displayed peptides, and compete for binding during phage selection. The specificity of these mimotopes for IL-4 was confirmed by competition ELISA. Other E. coli mimotopes were generated using additional antibodies. Mimotopes for a receptor tyrosine kinase gene were also selected using a breast cancer SKBR-3 cDNA phage display library, screened against an anti-erbB2 monoclonal antibody. Identification of mimotopes in genomic and cDNA phage libraries is essential for phage display-based protein validation assays and two-hybrid phage approaches that examine protein-protein interactions. The predominance of E. coli mimotopes suggests that the E. coli genome may be useful to generate peptide diversity biased towards protein coding sequences.ABBREVIATIONS USED: IL, interleukin; ELISA, enzyme linked immunoabsorbant assay; PBS, phospho-buffered saline; cfu, colony forming units.