噬菌體展示技術(shù)定位主要食物過(guò)敏原表位的研究進(jìn)展

袁水林,李 欣,*,陳紅兵,高金燕,熊 鼎

(1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 330047；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,江西南昌 330047；3.南昌大學(xué)中德聯(lián)合研究院,江西南昌 330047)

噬菌體展示技術(shù)定位主要食物過(guò)敏原表位的研究進(jìn)展

袁水林1,2,李 欣1,2,*,陳紅兵1,3,高金燕2,熊 鼎1,2

(1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 330047；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,江西南昌 330047；3.南昌大學(xué)中德聯(lián)合研究院,江西南昌 330047)

噬菌體展示技術(shù)是一項(xiàng)可以在噬菌體顆粒的表面展示外源多肽的體外篩選技術(shù)。由于該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基因和蛋白質(zhì)的體外統(tǒng)一,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前噬菌體展示系統(tǒng)主要有絲狀噬菌體展示系統(tǒng)、λ噬菌體展示系統(tǒng)、T4噬菌體展示系統(tǒng)和T7噬菌體展示系統(tǒng)。本文主要介紹了噬菌體展示技術(shù)以及該技術(shù)在八類食物抗原表位分析的應(yīng)用。

噬菌體展示技術(shù),噬菌體展示系統(tǒng),食物過(guò)敏,表位,應(yīng)用

食物過(guò)敏反應(yīng)也稱食物變態(tài)反應(yīng),是一種免疫學(xué)變態(tài)反應(yīng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家中,超過(guò)25%的人口患有I型超敏反應(yīng),如過(guò)敏性哮喘、鼻炎等[1]。近年來(lái),食物過(guò)敏的患病率呈上升趨勢(shì)[2],大約有5%的兒童和3%～4%的成年人對(duì)食物過(guò)敏[3]。表位(epitope)又稱抗原決定簇,是過(guò)敏反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),按其受體的不同可以分為B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位；按其結(jié)構(gòu)的不同,分為連續(xù)性表位(線性表位)和不連續(xù)表位(構(gòu)象性表位),前者指在過(guò)敏原中能與抗體結(jié)合的氨基酸為連續(xù)序列,由5～7個(gè)氨基酸組成；后者指在過(guò)敏原中能與抗體結(jié)合的氨基酸為分布于肽鏈不同部位或不同肽鏈,由15～22個(gè)氨基酸組成[4-5]。在自然狀態(tài)下,過(guò)敏原蛋白的絕大部分表位為構(gòu)象性表位,同時(shí)有些連續(xù)性表位也是不連續(xù)表位的組成部分[6-7]。連續(xù)性表位存在于B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位中,而不連續(xù)表位只存在于B細(xì)胞表位中[8-9]。

噬菌體展示技術(shù)(Phage display technology,PDT)是一種能夠?qū)⑺栊再|(zhì)的多肽從含有大量變異體的集落中提取出來(lái)的體外篩選技術(shù)[10]。將外源目的基因融合到噬菌體衣殼蛋白基因中,使噬菌體表面展示該基因編碼的蛋白,由于噬菌體含有了該外源目的基因,因此它建立了基因型與表型的直接對(duì)應(yīng)[11-12]。自從1985年Smith首次將外源基因插入絲狀噬菌體f1的基因PⅢ中建立該方法以來(lái)[13],噬菌體展示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了一種發(fā)現(xiàn)新特性多肽以及改變已有多肽性質(zhì)的強(qiáng)大工具[10]。1990年Scott等首次應(yīng)用噬菌體隨機(jī)多肽庫(kù)來(lái)研究篩選抗原模擬表位(mimotope)[14]。通過(guò)特異性的靶分子從噬菌體肽庫(kù)中篩選出模擬表位的陽(yáng)性克隆子,應(yīng)用生物信息學(xué)的方法來(lái)定位過(guò)敏原表位[15]。這種新的分析方法較傳統(tǒng)的分析方法有許多優(yōu)點(diǎn),它操作簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低,容易篩選到保留其抗原反應(yīng)性的模擬表位,在分析食物蛋白抗原表位的應(yīng)用中具有廣闊的前景。

1 噬菌體的展示系統(tǒng)

噬菌體載體(carrier phage)是構(gòu)成噬菌體展示技術(shù)的重要部分,根據(jù)表達(dá)外源蛋白的噬菌體類別的不同,噬菌體展示系統(tǒng)(phage display system)主要分為絲狀噬菌體展示系統(tǒng)、λ噬菌體展示系統(tǒng)、T4噬菌體展示系統(tǒng)和T7噬菌體展示系統(tǒng)[13,16-18],因每種展示系統(tǒng)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此選用最適合的噬菌體展示系統(tǒng)來(lái)研究能夠達(dá)最為理想的目的。

1.1 絲狀噬菌體展示系統(tǒng)

絲狀噬菌體(filamentous phage)主要包括:絲狀噬菌體f1、fd、和M13,這些噬菌體性質(zhì)相似,含有5個(gè)編碼衣殼蛋白,PⅢ、PⅥ、PⅧ、PⅦ和PⅨ。其中PⅧ為主要衣殼蛋白,其余為次要衣殼蛋白。在絲狀噬菌體展示系統(tǒng)中,PⅢ蛋白和PⅧ蛋白為主要展示蛋白。PⅧ蛋白所需要展示的序列一般插入到PⅧ蛋白的N端,并且位于信號(hào)肽序列和編碼成熟蛋白序列起始處之間。但是每個(gè)拷貝的PⅧ蛋白所展示的肽段非常短,大約6～8個(gè)殘基。更長(zhǎng)的肽段會(huì)阻止顆粒的包裝,原因可能是與噬菌體體外所經(jīng)過(guò)的PⅣ通道的大小限制有關(guān)。若需要在PⅧ蛋白上展示更長(zhǎng)的肽段,可以通過(guò)噬菌粒載體進(jìn)行展示,這樣可以產(chǎn)生野生型PⅧ蛋白為主的雜合病毒顆粒。PⅢ蛋白在展示中最為常見(jiàn),它含有N1、N2和位于C端的CT三個(gè)結(jié)構(gòu)域。與PⅧ相比,PⅢ能夠插入大片段肽段、與單價(jià)相容、有大量的載體適用,但是大片段肽段的插入有可能會(huì)使噬菌體的感染能力降低,而且有時(shí)降低非常明顯,這個(gè)缺陷同樣可以通過(guò)噬菌粒產(chǎn)生帶有野生型PⅢ蛋白的雜合子噬菌體來(lái)解決[10]。目前,NEB公司生產(chǎn)的Ph.D.-7、Ph.D.-12、Ph.D.-C7C都是以該噬菌體為展示系統(tǒng)。

圖1 絲狀噬菌體展示外源基因的圖示Fig.1 Filamentous phage display icon of exogenous gene

1.2 λ噬菌體展示技術(shù)系統(tǒng)

λ噬菌體展示系統(tǒng)是將外源多肽或蛋白質(zhì)與λ噬菌體頭部組裝的必需蛋白D蛋白或λ噬菌體的主要尾部蛋白PV融合而被展示的[19]。λ噬菌體是在宿主細(xì)胞內(nèi)完成裝配的,不需要將外源多肽或蛋白質(zhì)分泌到細(xì)菌細(xì)胞膜上,可展示有活性的大分子蛋白(100ku以上)以及對(duì)宿主細(xì)胞有毒性的蛋白。因此,跟前面提到的絲狀噬菌體相比,它可展示的外源多肽或蛋白質(zhì)范圍更加廣泛,同時(shí)還適合展示那些難以被E.coli分泌的復(fù)雜蛋白質(zhì)[20]。目前,已經(jīng)通過(guò)構(gòu)建 λ 噬菌體的完整基因組文庫(kù)發(fā)現(xiàn)了新的肺炎支原體抗原,這是一種常導(dǎo)致兒童和青少年非典型肺炎的支原體[21]。

1.3 T4噬菌體展示系統(tǒng)

T4噬菌體基因組為線狀排列的雙鏈DNA,扁長(zhǎng)的二十面體衣殼,在噬菌體衣殼的外表面包被著兩種非必需外殼蛋白:SOC(small outer capsid protein)和HOC(highly antigenic outer capsid protein),它們?cè)赥4噬菌體衣殼組裝后結(jié)合到衣殼外表面[22]。T4噬菌體展示系統(tǒng)就是將外源多肽或蛋白質(zhì)分別與SOC位點(diǎn)的C末端和HOC位點(diǎn)的N末端融合而展示于T4噬菌體表面[23-24]。與λ噬菌體展示系統(tǒng)一樣,T4噬菌體是在宿主細(xì)胞內(nèi)組裝,被組裝的融合蛋白不需通過(guò)分泌途徑,因而其適用范圍廣泛,特別對(duì)研究那些不能被大腸桿菌分泌的復(fù)雜蛋白質(zhì)比較適合。另外,T4噬菌體也能在體外組裝,這對(duì)構(gòu)建表面展示噬菌體十分方便。該系統(tǒng)在生物工程學(xué)、蛋白質(zhì)的免疫學(xué)展示與蛋白質(zhì)之間相互作用等方面的研究具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。覃健萍等證明了展示在T4噬菌體表面3D融合蛋白能與口蹄疫病毒感染血清發(fā)生特異性反應(yīng)[25]。

1.4 T7噬菌體展示系統(tǒng)

T7噬菌體的衣殼蛋白由主要頭蛋白P10A、次要頭蛋白P10B、頸圈蛋白P8、尾蛋白P11、P12和尾絲蛋白P17構(gòu)成,其中P10A與P10B為主要衣殼蛋白。外源多肽或蛋白質(zhì)一般插入到P10B的C端[26]。跟前面幾種展示系統(tǒng)相比,T7噬菌體展示系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)為它能以高拷貝量展示含50個(gè)氨基酸殘基的多肽片段和以低拷貝量或以中拷貝量展示含1200個(gè)氨基酸殘基的外源多肽或蛋白質(zhì)。此外,它還具有生長(zhǎng)迅速、性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)輔助噬菌體進(jìn)行包裝等特殊性質(zhì)[27]。因T7噬菌體作為展示載體的諸多優(yōu)勢(shì),已廣泛用于蛋白質(zhì)的研究中。目前,應(yīng)用 T7噬菌體展示工具可通過(guò)單循環(huán)高效的親和選擇結(jié)合蛋白或特異性多肽[28]。T7噬菌體展示技術(shù)系統(tǒng)目前有NOVAGEN公司生產(chǎn)的T7 Select@System系列試劑盒。

2 噬菌體展示技術(shù)在食物過(guò)敏原表位的應(yīng)用

表位分析可用來(lái)研究抗原與抗體的反應(yīng)機(jī)理、抗原分子的結(jié)構(gòu)和功能,同時(shí)也可為藥物篩選、多肽疫苗的研制和特異血清型的診斷方法提供重要線索和理論依據(jù)。過(guò)敏原表位的確認(rèn)和定位是開(kāi)展過(guò)敏癥免疫干預(yù)治療的基礎(chǔ)。近年來(lái),噬菌體展示這一技術(shù)廣泛用于牛乳、雞蛋、小麥、花生、大豆、魚(yú)類、堅(jiān)果類和甲殼綱動(dòng)物這八大類主要食物過(guò)敏原[29]的研究及模擬表位肽篩選。

在抗原抗體的識(shí)別研究中,噬菌體隨機(jī)肽庫(kù)可直接篩選出與抗體結(jié)合的模擬表位。相比傳統(tǒng)的抗原表位定位,應(yīng)用酶切降解抗原分為無(wú)數(shù)段小片段或者合成一系列長(zhǎng)短不一但能與抗原分子的某一段區(qū)域有相同序列的小肽段來(lái)與單抗結(jié)合,噬菌體展示技術(shù)既廉價(jià)又快速,并且在很大程度上簡(jiǎn)化了這一過(guò)程。

2.1 牛乳及牛乳制品

牛乳及牛乳制品因其含有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而受到廣大消費(fèi)者的青睞,但同時(shí),牛乳及牛乳制品又是常見(jiàn)的八大食物過(guò)敏原之一[30]。牛乳中有30多種蛋白,都有潛在的致敏性,其中酪蛋白、α-乳白蛋白和β-乳球蛋白為牛乳中的最主要過(guò)敏原。1997年Hunt等采用噬菌體展示技術(shù)定位到2個(gè)IgG線性結(jié)合表位區(qū)[31]。李欣等以兔抗水牛乳β-乳球蛋白的抗體IgG為固相篩選分子,免疫篩選噬菌體隨機(jī)七肽庫(kù),確定了6個(gè)與兔血清IgG結(jié)合的水牛乳β-乳球蛋白線性表位[32]；2008年該課題組又通過(guò)淘選噬菌體環(huán)七肽庫(kù),定位出水牛乳β-乳球蛋白的2個(gè)構(gòu)象型表位[33]。文學(xué)方通過(guò)噬菌體隨機(jī)七肽篩選,得到5個(gè)牛乳α-乳白蛋白與兔IgG結(jié)合的線性表位區(qū)和2個(gè)構(gòu)象型表位區(qū)[34]。因此,通過(guò)噬菌體展示技術(shù)獲得了部分牛乳過(guò)敏原的構(gòu)象性表位的信息。

2.2 雞蛋

雞蛋含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),因?yàn)殡u蛋中的蛋清蛋白質(zhì)氨基酸模式與合成人體組織蛋白氨基酸模式最為接近,而且吸收利用率也在99.6%以上,所以說(shuō)雞蛋是最為理想的食物蛋白質(zhì)之一[35]。雞蛋的過(guò)敏原蛋白主要存在于蛋清當(dāng)中,蛋清含有超過(guò)24種不同的蛋白質(zhì),其中卵類黏蛋白(OVM或Gal d1)、卵白蛋白(OVA或Gald2)、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白(OVT或Gal d3)和溶菌酶(Lys或Gal d4)為主要的過(guò)敏原[36]。佟平等以純化的特異性兔IgG抗體為靶分子,用噬菌體隨機(jī)七肽庫(kù)對(duì)其進(jìn)行親和淘選,再對(duì)淘選到的274個(gè)陽(yáng)性克隆子進(jìn)行測(cè)序以及Clustalx序列比對(duì),最終篩選到雞蛋卵轉(zhuǎn)鐵蛋白IgG結(jié)合的17個(gè)主要線性模擬表位。其中14個(gè)可能的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白IgE結(jié)合位點(diǎn),3個(gè)可能的IgG結(jié)合位點(diǎn),同時(shí)還預(yù)測(cè)到10個(gè)IgG和IgE共同結(jié)合位點(diǎn)[37]。目前,雞蛋中其它過(guò)敏原采用該方法定位表位的研究工作未見(jiàn)報(bào)道,有待于進(jìn)一步的探索。

2.3 小麥

小麥?zhǔn)侵饕募Z食作物之一,在糧食作物的世界總產(chǎn)量排名第二,僅次于玉米。對(duì)小麥的過(guò)敏反應(yīng)在臨床上表現(xiàn)主要有乳糜瀉、面包師哮喘、特異性皮炎以及食物依賴運(yùn)動(dòng)激發(fā)過(guò)敏癥[38]。其中在小麥的四種蛋白質(zhì)中,清蛋白和球蛋白是面包師哮喘和小麥特異性皮炎過(guò)敏癥中的最主要的過(guò)敏原[39-40]。Leticia等在研究小麥的Tria a 蛋白和桃子的Pru p 3蛋白的IgE結(jié)合位點(diǎn)時(shí),用噬菌體展示文庫(kù)對(duì)同一患者的總IgE進(jìn)行篩選,并用純化的抗原篩選陽(yáng)性克隆,可以識(shí)別出Tria a 4和Pru p 3的模擬表位(構(gòu)象性表位)。一個(gè)主要的構(gòu)象模擬表位,L34H35N36R39S40S42D43G74V75L77P78Y79T80,它包括兩個(gè)共同連續(xù)性表位,位于Tria a 4和一個(gè)與Pru p 3非常相似[41]。該研究說(shuō)明噬菌體所展示的模擬表位可為一些交叉反應(yīng)提供相似或相同的表位信息。

2.4 花生

花生為優(yōu)質(zhì)食用油的油料之一,因花生具有滋養(yǎng)補(bǔ)益、延年益壽的功效,所以民間又稱其為“長(zhǎng)生果”。但是花生也是主要的食物過(guò)敏原之一,并且對(duì)花生的過(guò)敏往往都是終生的,只有10%的過(guò)敏兒童會(huì)隨年齡的增長(zhǎng)產(chǎn)生免疫耐受[42]?；ㄉ?1種過(guò)敏原蛋白,其中Ara h 1、Ara h 2被認(rèn)為是主要的過(guò)敏原。Bogh等采用噬菌體展示技術(shù)來(lái)區(qū)分花生過(guò)敏原蛋白Ara h 1 IgE和IgG4的表位模式,得到了特異性和親和性方面的重要信息。一般來(lái)說(shuō),IgG4的表位模式比IgE的表位模式更加多樣化,IgG4的表位模式與IgE表位模式不一樣,它的親和力比IgE低。噬菌體展示隨機(jī)肽庫(kù)競(jìng)爭(zhēng)免疫篩選是研究IgE和IgG4模擬表位的重要工具,對(duì)過(guò)敏原的表位信息提供了一種診斷工具[43]。Kleber等構(gòu)建了容量為1011花生cDNA噬菌體展示文庫(kù)。使用花生激發(fā)個(gè)體血清,含有低水平的花生提取物特異性IgE及花生過(guò)敏重癥患者進(jìn)行雙重固化親和篩選,經(jīng)5輪淘洗和富集,篩選到IgE結(jié)合蛋白,其中有25個(gè)克隆表位序列即編碼Ara h 5的氨基酸序列與公認(rèn)的植物過(guò)敏原profiling的一致性較高,二者的相同率可達(dá)80%[44]。

2.5 大豆

同牛乳及牛乳制品一樣,大豆也含有豐富的蛋白質(zhì)及其他營(yíng)養(yǎng)成分,它是自然界中最主要的植物蛋白資源之一。大豆中的過(guò)敏原蛋白分為種子儲(chǔ)藏蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白和防御相關(guān)蛋白這三種,其中7S球蛋白組分中的Gly m Bd 30 K和Gly m Bd 28 K,β-伴大豆球蛋白中的Gly m Bd 60K是3種主要過(guò)敏原。應(yīng)用噬菌體展示技術(shù)對(duì)大豆過(guò)敏原表位定位的研究還未見(jiàn)報(bào)道,不過(guò)對(duì)大豆過(guò)敏原表位的研究有較多報(bào)道。Helm等研究發(fā)現(xiàn)了Gly m Bd 30 K的5個(gè)主要的抗原表位分別被定于3～12、100～110、229～238、299～308和331～340位的IgE結(jié)合氨基酸殘基上[45]。Dolly等研究發(fā)現(xiàn)了Gly m Bd 30 K5個(gè)主要的抗原表位分別被定于定位了Y260,D261,D262,K264和D266位的氨基酸殘基上[46]。因噬菌體展示技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn),科研工作者日后將會(huì)使用該技術(shù)來(lái)對(duì)大豆過(guò)敏原模擬表位進(jìn)行研究。

2.6 魚(yú)類

魚(yú)類富含蛋白質(zhì),產(chǎn)量高,是人類獲取蛋白質(zhì)的重要途徑之一,但魚(yú)類同時(shí)也是一種常見(jiàn)的過(guò)敏性食物,對(duì)魚(yú)類過(guò)敏的患者一般不會(huì)隨年齡的增長(zhǎng)而消失。小清蛋白是魚(yú)類的主要過(guò)敏原,這是一種分子量約為12ku的鈣離子結(jié)合的水溶性酸性蛋白,主要存在于低等脊椎動(dòng)物的肌肉中,對(duì)熱穩(wěn)定較好。Untersmayr等通過(guò)噬菌體環(huán)十肽庫(kù)篩選,得到與鯉魚(yú)小清蛋白的IgE和IgG特異性結(jié)合的鯉魚(yú)主要過(guò)敏原蛋白5個(gè)構(gòu)象性表位,其中1個(gè)構(gòu)象性表位的氨基酸序列與已報(bào)道的鱈魚(yú)小清蛋白的線性表位(AA33～44)結(jié)果一致[47]。

2.7 堅(jiān)果類食物

堅(jiān)果又稱殼果,主要包括杏仁、腰果、榛子、核桃、松子、板栗、開(kāi)心果等。堅(jiān)果類食物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,具有清除自由基、降低心臟性猝死率、調(diào)節(jié)血脂、補(bǔ)腦益智多種功效。有關(guān)堅(jiān)果類過(guò)敏原的研究較少,主要集中在杏仁、腰果、榛子等方面。杏仁的主要過(guò)敏原是Pru du 1至 Pru du 4[48]；腰果的主要過(guò)敏原是Ana o 2[49]；榛子的主要過(guò)敏原是Cor h l[50]。Pacios等從十二肽庫(kù)中淘選出桃子過(guò)敏原Pru p 3的構(gòu)象性模擬肽,并以靜電和溶劑排斥表面性為參數(shù),確定了2個(gè)構(gòu)象性表位[51]；在此基礎(chǔ)上,2009年該課題組在研究Pru p 3和小麥中同源蛋白Tri a 14交叉反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)兩者存在一個(gè)共同的構(gòu)象性表位[52]。

2.8 甲殼綱動(dòng)物

甲殼類動(dòng)物也是常見(jiàn)的八大食物過(guò)敏原之一,并且甲殼類過(guò)敏原的致敏性比魚(yú)類過(guò)敏原的致敏性更強(qiáng)。原肌球蛋白(Tropomyosin,TM)和精氨酸激酶(Arginine kinase,AK)為甲殼類動(dòng)物主要過(guò)敏原,原肌球蛋白相對(duì)分子質(zhì)量約為36000,為鹽溶性肌原纖維蛋白,在種間能夠發(fā)生明顯交叉反應(yīng)。精氨酸激酶相對(duì)分子質(zhì)量約為40000,它是調(diào)節(jié)無(wú)脊椎動(dòng)物能量代謝的重要酶類之一[53-54]。Nitat等用噬菌體七肽庫(kù)篩選來(lái)鑒定MAb38G6的模擬表位,由噬菌體七肽庫(kù)克隆,用PCR技術(shù)擴(kuò)增對(duì)MAb38G6高親和力DNA,對(duì)個(gè)體的DNA進(jìn)行擴(kuò)增測(cè)序。在所有克隆中發(fā)現(xiàn)有相同的核苷酸序列:CTC ACT CCA TGC CGT AAT AAG,因此,該模擬表位肽序列是LTPCRNK,其中LTP是噬菌體的衣殼肽的氨基酸[55]。

噬菌體展示技術(shù)對(duì)八大食物過(guò)敏原以外的過(guò)敏原表位也有研究。Tordesillas等[56]以人IgE為靶分子,從十二肽庫(kù)中篩選到過(guò)敏原Cuc m 2的1個(gè)構(gòu)象性模擬肽,并利用3DEX軟件確認(rèn)此模擬肽對(duì)應(yīng)的構(gòu)象性表位是與過(guò)敏原Ph1 p12、Bet v 2存在交叉反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。噬菌體展示技術(shù)還可以篩選出具有低免疫原性的碳水化合物和脂質(zhì)類抗原的模擬表位[57-58]。模擬表位與載體蛋白結(jié)合或以一種聚合物的形式已經(jīng)被開(kāi)發(fā)用于癌癥、抗過(guò)敏和避孕疫苗等領(lǐng)域[59-60]。

3 總結(jié)

自1990年Scott等首次建立噬菌體展示技術(shù)以來(lái)[14],噬菌體展示技術(shù)已發(fā)展成為一種強(qiáng)大的工具。除了在食物過(guò)敏表位定位的研究應(yīng)用,噬菌體展示技術(shù)在蛋白質(zhì)之間的相互作用、藥物篩選和疫苗開(kāi)發(fā)、篩選酶抑制劑等方面的研究也極為普及,涉及到免疫學(xué)、生物化學(xué)、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞生物學(xué)等諸多領(lǐng)域。如Caberoy等人通過(guò)應(yīng)用T7噬菌體展示的一種改進(jìn)系統(tǒng)有效識(shí)別的肥胖結(jié)合蛋白,結(jié)果表明新設(shè)計(jì)的噬菌體展示系統(tǒng)是一種強(qiáng)大的技術(shù),可以確定未知蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用[61]。Shukla等通過(guò)建立快速篩選β-內(nèi)酰氨酶配體的方法,篩選出了作為一種頭孢菌素類藥物前體的 β-內(nèi)酰氨酶配體,在病毒導(dǎo)向酶解藥物前體療法治療腫瘤方面具有比較好的效果[62]。Kristan 等通過(guò)研究噬菌體展示文庫(kù)結(jié)合篩選出β-酮脂酰-ACP還原酶(FabG)的抑制劑[63]。

噬菌體展示技術(shù)給食物過(guò)敏原表位的研究提供了一個(gè)很好的展示平臺(tái),為開(kāi)展對(duì)過(guò)敏癥免疫干預(yù)治療提供了理論基礎(chǔ)。該技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究以及應(yīng)用已極為廣泛,期望隨著對(duì)噬菌體展示技術(shù)的不斷完善,能夠?qū)⑺鼞?yīng)用于更多的科學(xué)研究。

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Research progress in the phage display technology mapping epitopefor major food allergens

YUAN Shui-lin1,2,LI Xin1,2,*,CHEN Hong-bing1,3,GAO Jin-yan2,XIONG Ding1,2

(1.State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China；2.School of Life Sciences and Food Engineering,Nanchang University,Nanchang 330047,China;3.Sino-German Joint Research Institute,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

Phage display technology is a screening technologyinvitro. Since the technique has achieved the unification of the gene and its corresponding proteininvitro,it has widely used in many fields such as life sciences,medication and so on. At present,the main phage display systems include filamentous phage display system,λ phage display system,T4 phage display system and T7 phage display system. The phage display technology and its application in identifying of eight categories food antigenic epitopes was reviewed in this paper.

phage display technology;phage display system;food allergy;epitope;application

2014-04-08

袁水林(1989-),男,碩士研究生,研究方向：食品科學(xué)與工程。

*通訊作者:李欣(1980-),女,博士,副教授,研究方向：食品生物技術(shù)。

國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA102205)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31260204,31301522)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAK17B02)；江西省自然科學(xué)基金(2012BAB204002)；江西省教育廳課題(GJJ12143)。

TS201.1

A

1002-0306(2015)03-0379-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.074