噬菌体(Bacteriophage) 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。
第二节噬菌体课件
2020/5/19
概述
• 噬菌体(bacteriophage,phage)：是感染 细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生 物的病毒。
• 噬菌体具有病毒的一些特性： 个体微小，可以通过滤菌器； 没有完整的细胞结构，蛋白质和核酸组成 ； 只能在活的微生物细胞内复制增殖.
• 分布广泛，有严格的宿主特异性
2020/5/19
2020/5/19
毒性噬菌体复制周期
• 吸附 • 穿入 • 生物合成 • 成熟与释放
2020/5/19
2020/5/19
2020/5/19
2020/5/19
2020/5/19
噬菌现象
• 液体培养基 : 混浊 澄清 • 在固体培基上，适量噬菌体和宿主菌液混合后
接种培养，培基表面出现透亮溶菌空斑。一个 空斑由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌形成， 称噬斑(plaque)。
• 细菌感染的诊断与治疗
但由于噬菌体过于专一，限制了噬菌体在 临床上的广泛应用。
2020/5/19生物学性状• 形态来自结构 –蝌蚪形、微球 形和丝形
• 化学组成 –蛋白质与核酸
• 抗原性 • 抵抗力
2020/5/19
噬菌体的种类
• 毒性噬菌体（virulent phage） – 能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子 代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬 菌体
• 温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage） – 噬菌体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
噬 斑
荧光假单胞 菌
2020/5/19
若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑 计数，可测定一定体积内的噬斑形成单 位(plaque forming units,pfu)数目，即噬 菌体的数目
概述
• 噬菌体(bacteriophage,phage)：是感染 细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生 物的病毒。
• 噬菌体具有病毒的一些特性： 个体微小，可以通过滤菌器； 没有完整的细胞结构，蛋白质和核酸组成 ； 只能在活的微生物细胞内复制增殖.
• 分布广泛，有严格的宿主特异性
2020/5/19
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毒性噬菌体复制周期
• 吸附 • 穿入 • 生物合成 • 成熟与释放
2020/5/19
2020/5/19
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2020/5/19
2020/5/19
噬菌现象
• 液体培养基 : 混浊 澄清 • 在固体培基上，适量噬菌体和宿主菌液混合后
接种培养，培基表面出现透亮溶菌空斑。一个 空斑由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌形成， 称噬斑(plaque)。
• 细菌感染的诊断与治疗
但由于噬菌体过于专一，限制了噬菌体在 临床上的广泛应用。
2020/5/19生物学性状• 形态来自结构 –蝌蚪形、微球 形和丝形
• 化学组成 –蛋白质与核酸
• 抗原性 • 抵抗力
2020/5/19
噬菌体的种类
• 毒性噬菌体（virulent phage） – 能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子 代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬 菌体
• 温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage） – 噬菌体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
噬 斑
荧光假单胞 菌
2020/5/19
若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑 计数，可测定一定体积内的噬斑形成单 位(plaque forming units,pfu)数目，即噬 菌体的数目
医学微生物学课件：噬菌体
噬菌体可以感染细菌，并在细菌内部进行自我复制，最终导致细菌裂解死亡 。
噬菌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对真菌的影响
噬菌体还可以感染一些真菌，如酵母菌，并在真菌细胞内进行自我复制，最 终导致真菌裂解。
噬菌体与高等生物的相互关系
噬菌体对人体的影响
人体中存在许多有益的噬菌体，可以调节人体肠道微生物群落，对人体健康产生 积极影响。
02
噬菌体的应用
在医学中的应用
噬菌体疗法
利用噬菌体裂解细菌，从而治疗由细菌感染引起的疾病。
噬菌体展示技术
通过噬菌体表面展示技术，将外源基因表达产物展示在噬菌体表面，用于制 备疫苗、抗体等生物药物。
在生物工程中的应用
噬菌体扩增技术
利用噬菌体扩增目的基因的大量拷贝，为基因克隆提供足够的模板。
噬菌体检测技术
噬菌体在未来的应用前景
抗菌治疗
利用噬菌体对耐药性细菌进行抗菌治疗，特别是 针对医院感染和动物疾病中的耐药性细菌。
预防传染病
利用噬菌体对细菌进行预防性接种，以控制传染 病的发生和传播。
生物安全
利用噬菌体对生物安全相关的细菌进行检测、预 警和防治，保障公共安全和生态安全。
THANKS
谢谢您的观看
03
噬菌体与人类健康
人体内的噬菌体
人体正常菌群
人体内存在大量的微生物群，包括细菌、真菌和病毒等，这些微生物与人体相互 依存，形成稳定的生态平衡。
噬菌体的种类和分布
噬菌体是一类专门感染细菌的病毒，主要分为烈性和温和噬菌体，人体内的噬菌 体主要分布在肠道、皮肤、呼吸道等部位。
噬菌体感染的诊断与治疗
利用噬菌体特异性结合和感染的特性，发展成为一种新型的生物传感器，用于环 境监测和食品检测等领域。
噬菌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对真菌的影响
噬菌体还可以感染一些真菌，如酵母菌，并在真菌细胞内进行自我复制，最 终导致真菌裂解。
噬菌体与高等生物的相互关系
噬菌体对人体的影响
人体中存在许多有益的噬菌体，可以调节人体肠道微生物群落，对人体健康产生 积极影响。
02
噬菌体的应用
在医学中的应用
噬菌体疗法
利用噬菌体裂解细菌，从而治疗由细菌感染引起的疾病。
噬菌体展示技术
通过噬菌体表面展示技术，将外源基因表达产物展示在噬菌体表面，用于制 备疫苗、抗体等生物药物。
在生物工程中的应用
噬菌体扩增技术
利用噬菌体扩增目的基因的大量拷贝，为基因克隆提供足够的模板。
噬菌体检测技术
噬菌体在未来的应用前景
抗菌治疗
利用噬菌体对耐药性细菌进行抗菌治疗，特别是 针对医院感染和动物疾病中的耐药性细菌。
预防传染病
利用噬菌体对细菌进行预防性接种，以控制传染 病的发生和传播。
生物安全
利用噬菌体对生物安全相关的细菌进行检测、预 警和防治，保障公共安全和生态安全。
THANKS
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03
噬菌体与人类健康
人体内的噬菌体
人体正常菌群
人体内存在大量的微生物群，包括细菌、真菌和病毒等，这些微生物与人体相互 依存，形成稳定的生态平衡。
噬菌体的种类和分布
噬菌体是一类专门感染细菌的病毒，主要分为烈性和温和噬菌体，人体内的噬菌 体主要分布在肠道、皮肤、呼吸道等部位。
噬菌体感染的诊断与治疗
利用噬菌体特异性结合和感染的特性，发展成为一种新型的生物传感器，用于环 境监测和食品检测等领域。
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。
医学微生物学课件：噬菌体
噬菌体感染的防治
加强监测
加强对环境中噬菌体污染的监测，及时发现并采 取有效措施。
免疫预防
通过免疫接种预防噬菌体感染，例如针对某些病 原性噬菌体开发疫苗。
抗生素治疗
对于严重的噬菌体感染，可以使用抗生素进行治 疗。
03
噬菌体与其他微生物的相互 作用
噬菌体与细菌的相互作用
噬菌体对细菌的益处
噬菌体可以作为细菌的“天敌”，控制细菌的数量和生长， 减少疾病的发生。
分类
噬菌体根据形态和结构主要分为蝌蚪形噬菌体、微球形噬菌 体和丝形噬菌体等。
结构和生命活动
结构
噬菌体由核酸和蛋白质组成，其中核酸为遗传物质，蛋白质为外壳，具有保 护和吸附作用。
生命周期
噬菌体侵染宿主细胞后，会经历吸附、注入、合成、组装和释放等阶段，其 中吸附是关键步骤。
发现和历史
发现
噬菌体最早于1915年由英国科学家弗雷德里克·特沃特发现，并由F·W·赫尔希和 M·W·蔡斯等人进行了证实和研究。
噬菌体可以感染和破坏寄生生物细胞，减轻寄生生物对机体的损伤。
噬菌体对寄生生物的促进生长作用
噬菌体可以促进细菌的生长和繁殖，进而促进寄生生物的生长和繁殖。
04
噬菌体对环境的影响
噬菌体在环境中的分布和存活
分布广泛
噬菌体在各种生境中广泛分布，包括污水处理厂、食品加工 厂、农场、自然水域等。
存活条件
噬菌体在环境中的存活受到温度、pH值、紫外线、化学消毒 剂等多种因素的影响。
噬菌体对环境生物多样性的影响
影响细菌种群
噬菌体可以感染多种细菌，影响细菌的种群结构和多样性。
促进生态平衡
适当数量的噬菌体可以控制细菌数量，避免细菌过度繁殖，有利于维护生态 平衡。
噬菌体PPT课件
Infection of host cell by T2 phage
噬菌体的生物学性状
抗原性
噬菌体具有抗 原性，能刺激机体 产生抗体，抑制相 应噬菌体感染细菌 。但对已吸附或进 入宿主菌的噬菌体 不起作用。
抵抗力
大于一般细菌
抵抗乙醚、氯仿和乙醇
75℃ 30min或更久才能 被灭活 耐受低温和冰冻 但对紫外和X射线敏感， 一般经紫外照射 10~15min即失去活性。
噬菌体与细菌的关系
裂解作用
增殖方式：复制 增殖过程： 吸附 穿入 生物合成 成熟和释放
吸附和穿入
有尾噬菌体通过尾刺或尾丝特异地 吸附在敏感细菌表面的相应受体上（是Pr 或多糖），两者接触后，噬菌体尾板上 的少量水解酶溶解宿主细胞壁肽聚糖形 成小孔，然后尾鞘收缩，将头部中核酸 经尾鞘小孔注入细菌细胞内，Pr外壳留在 菌体外。
溶源作用
噬菌体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，并随细菌分裂而传代。这种随 细菌分裂而传代的状态称为溶源状态。能 形成溶源状态的噬菌体称温和性噬菌体。 整合在 DNA 上的噬菌体基因称前噬菌体。 带有前噬菌体的细菌称溶源性细菌。
prophage: 整合在细菌基 因组中的噬菌体基因组
噬菌体的应用
细菌的鉴定与分型 分子生物学研究的工具 依据：结构简单，基因数目少，培 养方便，生长迅速，遗传和变异易于控制 和辨认。 细菌感染的诊断与治疗 若在某一标本中检出某种噬菌体数 量较多，表明有相应的细菌存在。
复习思考题
一、名词解释： 温和噬菌体、毒性噬菌体、前噬菌 体、溶源性细菌 二、问题： 1、简述两种不同噬菌体的生活史。
毒性噬菌体的溶菌现象
毒性噬菌体感染敏感菌后可出现溶菌 现象，如果细菌在液体培养基中生长繁殖 成半透明的菌悬液，感染后，便澄清。 在固体培养基中，若用适量噬菌体和宿主 菌液混合后接种培养，培养基表面可有透 亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬 菌体复制增殖并裂解细菌后形成的，称为 噬斑.
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。
大肠杆菌的噬菌体培训课件
大肠杆菌的噬菌体
22
(2)加装选择标记lacZ（蓝白斑筛选）
lacZ基因编码β-半乳
糖苷酶，能催化无色的 X-gal生成蓝色化合物。 当外源基因插入到lacZ 基因中，基因灭活，不能 合成蓝色化合物； 而空载体λ-DNA则产 生蓝色透明斑。
大肠杆菌的噬菌体
23
5、建立-噬菌体的体外包装系统
体外包装原理： λ噬菌体的头部和尾部的装配是分开进行的。
次被同种噬菌体感染。溶源性细菌所具有的这种 抗御同种噬菌体再感染的特性叫做超感染免疫性。
大肠杆菌的噬菌体
11
λ-DNA载体的构建
λ噬菌体的缺陷：
• 基因组太大（48.5kb）；
• 酶切点太多，它有5个BamH1位点（G↓GATCC），6个 BgⅠ位点（A↓GATCT），5个EcoRⅠ位点 （G↓AATTC）。
➢DNA重组技术一般需要噬菌体处于溶源状态。
大肠杆菌的噬菌体
10
λ噬菌体DNA的整合与删除：
➢ 噬菌体基因组可以整合到大肠杆菌染色体DNA上， 成为原噬菌体。
➢ 适当条件下，原噬菌体又可以脱离寄主染色体， 重新变成独立的复制子，这种过程叫做原噬菌体 的删除作用。
➢ 超感染免疫性 溶源性细菌，由于含有原噬菌体，故不能再
•λ-DNA载体适合克隆和扩较麻烦，包装率又不稳定，购买包装蛋白 的费用又高； (2)没有质粒的用途广泛。
大肠杆菌的噬菌体
26
选择标记主要有两类： 免疫功能类标记 颜色反应类标记
大肠杆菌的噬菌体
21
(1)免疫功能失活标记 (cI筛选)
加装选择标记cI基因 cI基因编码一种阻止λ-噬菌体进
入溶菌循环的阻遏物。 含有完整标记基因的λ-载体进入
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所建库的容量和分子多样性受到限制； 不是所有的序列都依赖于细胞内基因的表达，所以，一些对细胞有毒
性的分子如生物毒素分子，很难得到有效表达和展示。
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
11
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 6 能够抵抗热、低温、冰冻等
12
1.4 噬菌体结构
13
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
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。
22
1.7 噬菌体侵染细菌实验
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
23
1.7 噬菌体侵染细菌实验
24
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
14
1.5噬菌体的化学组成
噬菌体的一些结构蛋白
15
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）。
16
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
有尾部结 构的二十
面体
线状体
17
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。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一章 噬菌体概述
概念
简史
分类 结构
特性
5
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。
6
1.1噬菌体概念
噬菌体 分裂中的大肠杆菌 大肠杆菌 电镜扫描图
1988 噬菌质粒系统 1990hybrid’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
18
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：
线状单链RNA（多数） 线状双链RNA（少数）
19
20
1.6 噬菌体分类
21
1.6 噬菌体分类
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，
36
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。
37
2.6 噬菌体展示技术的局限性
25
1.7 温和噬菌体与菌细胞的作 用
溶菌周期
溶原周期
26
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。
27
2.噬菌体展示技术
噬菌体
？
噬菌体展示技 术
Company Logo28ຫໍສະໝຸດ 2.1 噬菌体展示技术的发展
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。
10
1.3 噬菌体的特性
30
基因型
表达型
融合蛋白 PIII
Lead Hv Link Lv E
PIII
Company Logo
31
2.3 噬菌体展示技术流程
32
33
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
λ噬菌 体
T4噬菌 体
T7噬菌体
Company Logo
34
2.5 噬菌体展示技术的优点
7
附在细菌上的噬菌体
噬菌体
8
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。
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。
9
1.2 噬菌体发展简史
with high-density arrays 2001 Automated phage display
selection
29
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。
噬菌体
Bacteriophage
1
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
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
非展示系统
展示系统
35
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。
性的分子如生物毒素分子，很难得到有效表达和展示。
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
11
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 6 能够抵抗热、低温、冰冻等
12
1.4 噬菌体结构
13
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
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
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
24
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
14
1.5噬菌体的化学组成
噬菌体的一些结构蛋白
15
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）。
16
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
有尾部结 构的二十
面体
线状体
17
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。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一章 噬菌体概述
概念
简史
分类 结构
特性
5
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。
6
1.1噬菌体概念
噬菌体 分裂中的大肠杆菌 大肠杆菌 电镜扫描图
1988 噬菌质粒系统 1990hybrid’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
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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：
线状单链RNA（多数） 线状双链RNA（少数）
19
20
1.6 噬菌体分类
21
1.6 噬菌体分类
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，
36
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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2.6 噬菌体展示技术的局限性
25
1.7 温和噬菌体与菌细胞的作 用
溶菌周期
溶原周期
26
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
Company Logo28ຫໍສະໝຸດ 2.1 噬菌体展示技术的发展
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。
10
1.3 噬菌体的特性
30
基因型
表达型
融合蛋白 PIII
Lead Hv Link Lv E
PIII
Company Logo
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2.3 噬菌体展示技术流程
32
33
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
λ噬菌 体
T4噬菌 体
T7噬菌体
Company Logo
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2.5 噬菌体展示技术的优点
7
附在细菌上的噬菌体
噬菌体
8
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。
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。
9
1.2 噬菌体发展简史
with high-density arrays 2001 Automated phage display
selection
29
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。
噬菌体
Bacteriophage
1
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
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
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。