Q1:构建噬菌体展示文库时,如何最大程度保证文库的多样性和库容量?
A1:高库容量和多样性是构建噬菌体展示文库的基础。连接效率影响有效重组子比例,转化效率直接影响重组DNA导入细菌的数量。
连接:
(1)优化插入片段与载体的摩尔比(通过预实验进行确定)。
(2)使用高效的连接酶,严格控制连接温度和时间。
(3)对连接产物进行纯化,去除未连接载体和插入片段。
转化(常用电转化):
(1)使用高感受态效率的电转感受态细胞(>1010 cfu/µg DNA)。
(2)严格遵循电转仪和感受态细胞电转参数,并进行预冷电转杯和细胞。
(3)连接产物必须进行高度纯化,且浓度适中,避免过高盐分。
(4)电转后立即加入预热的培养基,充分进行复苏。
复苏后立即梯度稀释涂板计算库容量,目标的库容量需远大于理论多样性。
Q2:在淘选(Panning)过程中,如何优化封闭和洗涤步骤以减少非特异性结合,同时又不损失潜在的弱结合克隆?
A2:可以通过封闭阻断非特异性吸附位点;洗涤去除未结合和弱结合的噬菌体来减少非特异性结合。同时采用梯度洗涤策略模拟亲和力成熟过程,逐步提高筛选压力。
封闭剂的选择与优化:
(1)常用的封闭剂有2-5% BSA(脱脂奶粉可能含生物素,干扰链霉亲和素系统)或1-5% Casein。需要进行预实验比较效果。
(2)封闭时间至少1小时,4°C过夜效果更佳。确保完全覆盖所有潜在的非特异性结合位点。
洗涤强度策略:
(1)首轮选择进行温和洗涤(如PBST / TBST洗3-5次),保留尽可能多的结合克隆,包括弱结合的噬菌体。
(2)后续轮次中逐步增加洗涤强度(增加洗涤次数;可引入竞争剂;短暂高盐洗涤),富集高亲和力克隆,淘汰弱结合和非特异结合。
(3)每轮淘选后需要检测洗脱下来的噬菌体滴度(Output)并与未包被孔的噬菌体滴度(Input),Output/Input比值的增加是富集的有效指标。
Q3:淘选了几轮后,如何判断是否成功富集到了目标结合克隆?
A3:Output滴度的上升表明噬菌体的被富集,但无法区分是目标特异结合还是非特异结合。单克隆噬菌体ELISA可以检测富集库中噬菌体群体对目标抗原的结合特异性。
单克隆噬菌体ELISA:从每轮淘选的Output噬菌体库中随机挑取96个单克隆,小量培养并收获噬菌体上清,分别检测其对目标抗原和阴性抗原的结合。
当出现以下两点时表明成功富集:(1)目标抗原孔的信号显著高于阴性对照孔。(2)且随着淘选轮次增加,阳性信号比例和强度明显上升。
Q4:从富集的文库中筛选单克隆进行结合验证时,有哪些高效可靠的实验方法?如何避免漏掉有价值的克隆?
A4:单克隆验证是鉴定特异性结合的关键,后续可以进行更精确的可溶性片段验证。
单克隆噬菌体ELISA是标准方法,优点是通量高,可以检测多个靶点或对照。可溶性表达片段结合检测包括:
(1)原核表达(如Fab/scFv-His/Flag):将展示载体中的scFv/Fab基因亚克隆到表达载体中,诱导表达可溶性蛋白片段。通过His/Flag标签进行ELISA或BLI、SPR。优点:排除噬菌体颗粒背景干扰,可直接测亲和力。缺点:通量相对较低。
(2)点膜法(Colony/Phage Lift):将转化或感染的细菌菌落点在膜上,诱导表达后裂解细胞,使表达的蛋白片段结合到膜上,再用标记的抗原检测阳性克隆。优点:通量高,速度快,适合初步大规模筛选阳性菌落。缺点:定量和特异性相对较低。
Q5:噬菌体展示文库应该如何正确保存,以保证其长期稳定性和活性?
A5:主要方法为:
(1)甘油菌库:将含有噬菌粒的细菌培养至对数中期,加入甘油至终浓度15-25%,充分混匀,分装到多个小管(避免反复冻融),-80°C保存。
(2)噬菌体颗粒冻干:将纯化的噬菌体悬液(添加高浓度保护剂)进行冷冻干燥。冻干粉可在4°C或室温(避光防潮)长期保存,活性损失极小。复苏时用无菌水或缓冲液复溶。