一、背景介绍

噬菌体展示肽库技术的原理是将随机肽段的编码基因与编码噬菌体外壳蛋白的基因融合，肽段会随着外壳蛋白的表达展示在噬菌体的表面。同时编码肽段的基因会保留在噬菌体内部，不会被破坏。形成了基因型和表型相对应的噬菌体筛选系统。相比于传统化学合成肽库，噬菌体展示肽库技术具有低成本、高多样性、适配非蛋白靶标等独特优势，在表位鉴定、靶向识别等领域广泛应用。

二、核心流程解析

1. 肽库构建

噬菌体展示随机肽库的构建可以根据不同的靶标性质，选择线性肽或者环肽。在随机肽库的构建过程中，为了保证氨基酸的多样性和尽量减少终止密码子的出现，选择NNK密码子方案（N代表随机碱基，K代表G或T）。这种方案减少了终止密码子的出现概率，并确保了20种天然氨基酸的随机编码。

噬菌体展示可以选择不同的载体：pIII蛋白C端融合（噬菌体展示拷贝数为1到5个，适用于高亲和筛选）或pVIII蛋白N端融合（噬菌体展示拷贝数大于2000，多价效应可以提升弱结合的捕获率）。将纯化后的DNA片段经T4 DNA连接酶插入噬菌粒载体（如pComb3），采用高压电穿孔转化大肠杆菌ER2738，库容需达109以上。转化后菌液加入辅助噬菌体M13KO7超感染，经PEG/NaCl沉淀即可获得展示库。

2. 生物淘选

淘选（Biopanning）通过“结合、洗涤、洗脱、扩增”的循环实现目标肽的富集：

图1 生物淘选^[1]

（1）结合：将靶标以10-100 μg/ml浓度包被聚苯乙烯孔板，或生物素化后结合链霉亲和素磁珠（液相筛选）。加入1011 pfu噬菌体库，室温震荡孵育1小时。

（2）洗涤：逐步提高洗涤强度。首轮用TBST（0.1% Tween-20）洗涤10次，后续轮次增至20次并加入0.5M NaCl，有效去除非特异吸附噬菌体。

（3）洗脱：强结合肽用0.1M甘氨酸-HCl（pH 2.2）酸洗2分钟，立即中和；弱结合肽则用可溶性靶标进行竞争洗脱。

（4）扩增：洗脱液感染对数期ER2738菌，辅助噬菌体超感染后扩增，作为下一轮输入。通常3到4轮后，回收噬菌体滴度的显著提升表明成功富集。

3. 阳性克隆验证

末轮洗脱噬菌体涂板获得单克隆，需进行阳性克隆验证：

（1）初筛：随机挑取96个单克隆扩增后，加入靶标包被板孵育，进行ELISA检测靶标结合信号。HRP标记抗M13二抗显色，OD450值大于阴性对照3倍即判定为阳性克隆（阳性率大于30%表明筛选有效）。

（2）深度验证：

高通量测序：对阳性克隆DNA测序，使用Clustal Omega比对获得保守基序；

亲和力测定：化学合成阳性肽，通过表面等离子共振（SPR）、生物膜干涉（BLI）检测动力学参数。

三、技术应用

噬菌体展示肽库技术在表位鉴定、靶向识别等方面具有应用价值。

图2 表位鉴定相关文献

比如Xinye Chen等人^[1]通过噬菌体展示肽库技术确认了Bovine Viral Diarrhea Virus（BVDV）核心蛋白B细胞的表位鉴定。

图3 靶向识别相关文献

Xiaoxu Li等人^[2]利用噬菌体展示肽库的亲和力适应性分析筛选得到Glioblastoma的双靶向肽。

四、总结与展望

靶向分子的开发离不开噬菌体展示肽库技术过程中肽库构建和靶向筛选的设计和操作。卡梅德生物（KMD Bioscience）凭借先进的噬菌体肽库技术，提供一站式的多种肽库的构建与筛选服务。客户可以选择多种载体和宿主菌定制化噬菌体展示文库，快速获取与目标分子具有高亲和力的肽段。

参考文献

[1] Xinye C, Xiuyan D, Liqian Z, et al. The identification of a B-cell epitope in bovine viral diarrhea virus (BVDV) core protein based on a mimotope obtained from a phage-displayed peptide library[J]. International Journal of Biological Macromolecules, Volume 183, 2021, Pages 2376-2386.

[2] Xiaoxu L, Ximing P, Xingming W, et al. A dual-targeting peptide for glioblastoma screened by phage display peptide library biopanning combined with affinity-adaptability analysis[J]. International Journal of Pharmaceutics, Volume 644, 2023, 123306.