靶向药物发现新方法：基于噬菌体展示技术的多肽文库筛选-噬菌体展示技术专题-泰克生物

靶向药物发现新方法：基于噬菌体展示技术的多肽文库筛选

什么是多肽类药物？

自Frederick Banting博士和他的团队在1922年提取胰岛素，并将其应用于I型糖尿病的治疗后，多肽药物进入人们的视野^【1】。肽作为治疗剂，被制作成激素、神经递质、生长因子、抗菌药物和疫苗等在人类生理学中发挥着关键作用。通常认为治疗性肽序列小于50个氨基酸残基，其分子量介于小分子和蛋白质之间。

与抗体（完整蛋白）和小分子相比治疗性肽具有多个优势。比如，肽通常代表蛋白质中最小的功能成分，因此表现出更高的选择性和特异性；其次肽在体内的降解产物是氨基酸，因此毒性更低；相对于完整的抗体蛋白，肽段的免疫原性相对较低；由于很多肽是模拟体内信号分子，因此活性较高，低浓度便可起作用；最重要的是一旦肽序列确定，就可以通过成熟的固相肽合成技术快速、大规模地化学合成，成本较低。那么是如何达到治疗性肽呢？这就需要提到一种筛选技术—噬菌体展示技术。

如何利用噬菌体展示技术筛选多肽？

基本原理：首先通过化学合成得到编码多肽的基因，将序列插入M13噬菌体pIII或pVIII基因中（图1）。外壳蛋白pVIII提供了多价展示，pVIII基因上只能展示短肽。将噬菌粒转染至大肠肝菌内培养到对数期，加入改造后的辅助噬菌体（包含重组一个完整噬菌体所需的所有基因，但它自身的包装信号被破坏），当噬菌体在细菌体内组装时，它的表面会展示出多肽，理论上一个细菌体内含有一种噬菌体，通过提纯噬菌斑将会得到展示不同肽段的噬菌体文库，用于进一步的筛选。

图1 M13噬菌体模式图^【2】

筛选流程：第一步首先如上述所说构建文库并大量扩增（图2 A），第二步（图2 B）将疾病靶点（比如癌细胞表面的一个受体）固定在固相或者液相，第三步（图2 C）将固定后的靶点与噬菌体文库在一定条件下共孵育，经多次洗涤后除去未结合的噬菌体（图2 D），第四步（图2 E）通过竞争性洗脱分离结合的噬菌体，第五步（图2 F，G）将与靶标结合的噬菌体再次感染细菌进行扩增，作为下一轮筛选的起始文库。

一般来说，需要进行三到五轮生物淘洗才能分离特异性和高亲和力的肽结合物。生物淘选结束后，通过使用DNA测序和噬菌体酶联免疫法来鉴定具有高亲和力的特异性噬菌体。噬菌体文库筛选的关键点在于表面展示的多肽和噬菌体内的DNA是一对一关系，只要能筛选出结合靶点的多肽，便可知基因信息便于大规模生产。

图2噬菌体展示技术筛选流程^【2】

泰克生物科技（天津）有限公司基于噬菌体展示技术和酵母展示技术，建立了完善的靶向抗体药物发现平台，能够为全球的科学家提供高质量的包括scFv、VHH、Fab等各种类型药物单抗开发服务，并且能够开发各种功能性的结构特征抗体（包括但不限于中和抗体、构象特异性抗体、交叉反应抗体等），同时泰克生物也能够提供配套的下游抗体表达验证、抗体人源化设计与验证、抗体亲和力成熟、CAR-T候选序列设计等相关服务，满足各类客户对于药物抗体开发的需求。

参考文献

[1] Xiao W, Jiang W, Chen Z, Huang Y, Mao J, Zheng W, Hu Y, Shi J. Advance in peptide-based drug development: delivery platforms, therapeutics and vaccines. Signal Transduct Target Ther. 2025 Mar 5;10(1):74.

[2] Saw PE,Song EW. Phage display screening of therapeutic peptide for cancer targeting and therapy. Protein Cell. 2019;10 (11):787-807.

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