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编号:10214238
随机多肽噬菌体展示载体pCANTAB5X的构建
http://www.100md.com 《第二军医大学学报》 1999年第10期
     作者:潘 卫 戚中田

    单位:第二军医大学基础医学部微生物学教研室,上海,200433

    关键词:噬菌体展示;载体

    第二军医大学学报991005 摘要 目的:构建适用于外源性随机多肽的噬菌体展示载体。方法:在引物中加入XbaⅠ识别序列,将用该引物扩增的PCR产物克隆到pGEM-T中,再将该片段插入pCANTAB5E中构建成噬菌体展示载体pCANTAB5X。结果:限制酶切点XbaⅠ和HGV C片段被引入到新构建的噬菌粒载体pCANTAB5X中。结论:构建的新的噬菌体展示载体pCANTAB5X能有效展示外源性随机多肽。

    中图分类号 Q 782 文献标识码:A

    Construction of novel phagemid pCANTAB5X for displaying of random peptides
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    Pan Wei, Qi Zhongtian

    (Department of Microbiology, Department of Basic Medicine, Second Military Medical University, Shanghai, 200433)

    ABSTRACT Objective: To construct the new phage display vector for effectively displaying the foreign peptides. Methods: A new cloning site XbaⅠ was added to the primers for HGV cDNA PCR amplification. The PCR products was cloned into pGEM-T and transferred to pCANTAB5E to construct the phagemid pCANTAB5X with a novel XbaⅠ cloning site. Results: A novel phagemid pCANTAB5X was constructed with a new cloning site of XbaⅠ. Conclusion: The novel vector can effectively display the foreign peptides.
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    KEY WORDS phagedisplay; vector

    噬菌体展示技术是研究生物活性分子间相互作用的新技术[1]。 各种类型的外源分子已在噬菌体表面得到成功的展示[2~4]。 然而,现使用的噬菌体展示载体的克隆位点不理想,往往是较为稀有、酶切效率不高的限制酶酶切位点, 这对构建外源性随机肽库的效率起了限制作用。 本研究在噬菌体展示载体中引入了常用的限制酶克隆位点,构建成能有效展示外源性随机肽的展示载体pCANTAB5X。

    1 材料和方法

    1.1 质粒载体和细菌株 重组噬菌体抗体表达试剂盒为Amersham pharmacia biotech公司产品(Code No.27-9401-01),其中包括噬菌粒 pCANTAB5E表达载体(用SfiⅠ, NotⅠ预切过)。 HGV cDNA克隆质粒pHGVqz 由本室提供, 其中包括HGV全长cDNA序列[5]。质粒pGEM-T试剂盒购自Promega公司。大肠杆菌DH5α,TG1为本室保存。
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    1.2 引物序列 用于引入XbaⅠ位点及扩增HGV C片段的上游引物PSFⅠ:5′-GCGGCCCAGCCGGCCTCTAGAAATGCATGGGG-3′,引入XbaⅠ 酶切位点(-TCTAGA-)和SfiⅠ位点(-GGCCCAGCCGGCC-),下游引物PNOTⅠ:5′-AGGCGGCCGC TCTAGA ACCCAATATC- 3′, 引入XbaⅠ 酶切位点(-TCTAGA-)和NotⅠ位点(-GCGGCCGC-)。上游测序引物PCANTAB5-S1:5′-CAACGTGAAAAAATTATTATTCGC- 3′,下游测序引物序列为 PCANTAB5-S6:5′-GTAAATGAATTTTCTGTATGAGG- 3′。

    1.3 工具酶 Taq酶、限制酶、碱性磷酸酶、连接酶均为Gibco BRL产品。

    1.4 HGV C片段的PCR扩增与克隆 用PSFⅠ及PNOTⅠ以pHGVqz为模板扩增HGV C基因片段。取纯化的PCR产物500 ng与500 ng pGEM-T载体连接。转化JM109钙化菌。提取重组质粒DNA,XbaⅠ酶切鉴定重组子。
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    1.5 重组噬菌体展示载体pCANTAB5X的构建 克隆到pGEM-T质粒上的HGV C片段用限制酶SfiⅠ及NotⅠ酶切,分离250 bp左右的小片段与经SfiⅠ, NotⅠ预切的pCANTAB-5E连接,转化TG1钙化菌,提取质粒DNA,XbaⅠ, SfiⅠ, NotⅠ酶切鉴定重组子。

    1.6 pCANTAB5X DNA序列测定 阳性克隆重组质粒用DNA抽提试剂盒纯化。采用PCR方法进行DNA序列测定,测序引物为pCANTAB5E克隆位点上游和下游引物。所测序列用DNASIS软件进行序列比较分析。

    1.7 重组噬菌体展示载体pCANTAB5X的展示应用 pCANTAB5X用XbaⅠ酶切,分离载体片段,碱性磷酸酶处理, 与用PCR方法制备经XbaⅠ酶切的HCV核心蛋白随机DNA连接, 转化大肠杆菌TG1,重组细菌用载体上、下游引物进行PCR扩增,检测插入片段的大小。
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    2 结 果

    2.1 HGV核心片段的PCR扩增 用于HGV核心片段(HGC259)的PCR扩增的上游引物PSFI序列相应于HGV IW株[5] 核苷酸序列的435位,上游还带有19个碱基的SfiⅠ和XbaⅠ的限制酶识别序列,下游引物PNOTⅠ相应于HGV序列661位,下游还带有13个碱基的XbaⅠ和NotⅠ识别序列。这样理论上的扩增片段大小应为259 bp。扩增片段电泳后与 pGEM-7Z(+1)/HaeⅢ DNA分子质量标记比较,确在260 bp左右,符合理论值。

    2.2 HGV核心片段(HGC 259)的克隆 用试剂盒纯化HGC 259扩增片段,将其克隆到质粒pGEM-T中。二者连接转化后挑6个转化子扩增细菌,提取质粒DNA,用XbaⅠ酶切鉴定重组子,结果如图1所示,6个克隆中有5个含有插入片段,插入片段大小应为231 bp左右,实际电泳结果比扩增片段略小,符合理论预计值。
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    图1 HGV 片段pGEM-T-HGC-C克隆的XbaⅠ酶切鉴定

    Fig 1 Digestion of pGEM-T-HGC-C with XbaⅠ

    Lane 1~6: Clone 1~6; Lane 7: HGV C

    fragment; Lane 8:PCR marker

    2.3 噬菌粒pCANTAB5X构建 用限制酶SfiⅠ和NotⅠ将HGC 259片段从pGEM-T质粒上切出。低熔点胶回收小片段(分子质量230 bp左右),直接与重组噬菌体抗体表达系统试剂盒中提供的、已预先用SfiⅠ和NotⅠ切好的噬菌粒载体pCANTAB5E连接。转化大肠杆菌TG1,挑6个重组子用限制酶NotⅠ, XbaⅠ和SfiⅠ筛选鉴定,结果见图2,6个重组子酶切带型均一致,酶切结果符合理论预计值。
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    图2 pCANTAB5X的酶切鉴定

    Fig 2 Digestion of pCANTAB5X with NotⅠ,XbaⅠ and SfiⅠ

    Lane 1~6: Clone 1~6 digested with NotⅠ; Lane 7: Control plasmid DNA; Lane 8:λDNA/HindⅢ +EcoRⅠ marker; Lane 9~14:Clone 1~6 digested with XbaⅠ; Lane 15~20: Clone 1~6 digested with SfiⅠ

    2.4 pCANTAB5X插入区域的序列分析结果 对噬菌粒pCANTAB5X插入部位进行了DNA序列分析。为了明确插入序列接头处的序列,在pCANTAB5E克隆位点SfiⅠ序列上游28 bp处合成了上游测序引物PCANTAB5-S1;在pCANTAB-5E琥珀酸突变终止子下游合成了测序引物PCANTAB5-S6。分别用上、下游引物测定pCANTAB5X中的插入序列及周围序列。二者测定结果经计算机分析比较表明其重叠区域完全一样。这样pCANTAB5X的插入序列及周围DNA序列完全肯定。
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    2.5 pCANTAB5X的应用 将PCR方法制备的HCV核心蛋白随机DNA,克隆到pCANTAB5X的XbaⅠ位点, 用克隆位点两侧的引物扩增克隆片段,结果见图3, 各种大小不一的随机DNA片段被克隆到了pCANTAB5X载体中。 这些插入片段经杂交证实为HCV核心序列(结果未示)。表明该载体有效地展示了外源随机DNA。

    图3 pCANTAB5X展示的HCV随机片段的PCR检测

    Fig 3 PCR detection of cloned HCV C

    random DNA in pCANTAB5X

    Lane 1: PCR marker; Lane 2: HCV core DNA;
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    Lane 3~10: Clone 1~8

    3 讨 论

    自从Smith[1] 首次将外源性蛋白展示于噬菌体表面以来,该技术被不断完善,已成为研究生物活性分子的重要方法之一。目前除了生物活性分子蛋白质、激素、细胞因子、酶和病毒蛋白等被成功地展示于噬菌体表面外,多种多样的噬菌体库已被构建成功,如随机肽库[6]、cDNA文库[7]、基因文库[8]和抗体库[9]等。近来一些病毒蛋白及天然蛋白的随机肽噬菌体展示库也被构建成功。然而,这样的随机肽库的构建对噬菌粒的克隆位点要求更高,需要常用的限制酶位点,酶切效率要高,克隆效果要好。而目前现成的展示载体并不能很好地满足这一要求,如BioLab提供载体(M13KE)克隆位点是ACC651和EagⅠ等。Pharmacia 公司提供的pCANTAB5E 是用于展示抗体库的噬菌粒载体,所用的克隆位点是SfiⅠ和NotⅠ。这些位点都不是常用位点。当利用这些位点进行随机肽基因库克隆时,由于在基因操作过程中的不便,往往最终的结果不尽如人意,而影响到克隆效率及库的容量。当使用常用的限制酶位点XbaⅠ进行随机DNA的克隆时,其操作过程得以简化,有利于提高克隆效率,增大库容量。
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    分别使用上、下游测序引物测定了引入pCANTAB5X的DNA序列,两个测序结果的比较表明,引入的序列完全正确,XbaⅠ切点和原载体的序列均完全正确;酶谱分析的结果也证实了这一点。新的展示载体pCANTAB5X可以用XbaⅠ单酶位点展示外源性随机肽库,这一位点是位于噬菌体PⅢ蛋白的N端和信号肽序列的C端之间,所展示的外源蛋白是以融合蛋白的形式展示在PⅢ的N端,因此用单酶位点所克隆的随机DNA库中只有1/6的序列被正确地展示出来。然而这一展示系统是否实用是应用中的最大问题。

    我们利用这一XbaⅠ位点成功地展示了HCV核心蛋白的随机DNA,构建成功了噬菌体库,用抗 HCV血清对库进行了选择,获得了阳性克隆,阳性克隆的序列分析证明了外源蛋白以正确的读框得到了展示(结果未示)。说明了这一新的噬菌粒展示载体达到了设计要求,能够正确、方便、有效地展示随机DNA库,具有广阔的应用前景。

    文章编号:0258-879X(1999)10-0723-03
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    参考文献

    1 Smith GP. Filamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface[J]. Science, 1985, 228(4705):1315

    2 Smith GP, Petrenko VA. Phage display[J]. Chem Rev, 1997,97(2):391

    3 McCafferty J, Griffiths AD, Winter G, et al. Phage antibodies: filamentous phage displaying antibody variable domains[J]. Nature, 1990,348(6301):552
, http://www.100md.com
    4 Winter G, Milstein C. Man-made antibodies[J]. Nature, 1991, 349(6307):293

    5 朱分禄, 戚中田, 任 浩, 等. 庚型肝炎病毒基因组全长cDNA的拼接及克隆[J]. 第二军医大学学报,1998, 19(4):301

    6 白雪帆,Fack F, 杭长寿, 等. 汉坦病毒S基因-多肽噬菌体表面呈现文库的构建[J]. 细胞与分子免疫学杂志, 1999,15(1):1

    7 Jespers LS, Messens JH, De Keyser A, et al. Surface expression and ligand-based selection of cDNAs fused to filamentous phage gene Ⅵ[J]. Biotechnology, 1995, 13(4):378
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    8 Santini C, Brennan D, Mennuni C, et al. Efficient display of an HCV cDNA expression library as C-terminal fusion to the capsid protein D of bacteriophage lambda[J]. J Mol Biol, 1998, 282(1):125

    9 Den W, Sompuram SR, Sarantopoulos S, et al. A bidirectional phage display vector for the selection and mass transfer of polyclonal antibody libraries[J]. J Immunol Methods, 1999, 222(1/2):45

    (1999-06-18收稿,1999-08-18修回), http://www.100md.com