该载体缺点是克隆位点少,只有AvaII、BglII和PvuI三个单克隆位点。因此改建的重点是增加克隆位点。
在M13mp1的?-半乳糖苷酶?-肽链的第五个氨基酸密码子及其附近有一段GGATTC序列。经突变获得GAATTC,即EcoRI识别序列。(G→A碱基转换过程。见P.185-186) *M13mp7载体的获得——衔接物多克隆位点的引入
把化学合成的衔接物加入到M13mp2克隆载体的EcoRI位点上,产生出了适用于多种核酸内切限制酶的单克隆位点的新的M13系列克隆载体,即M13mp7。但这段寡核苷酸短片段(即衔接物)的加入,总共为?-半乳糖苷酶基因增加了14个额外密码子,然而这并不影响此多肽进行互补作用的功能。 *限制位点非对称排列的多聚衔接物的引入
M13mp7载体带有一段由非对称排列的多种限制位点组成的多聚衔接物区域:
图
这种结构的一个明显缺点是当用两种限制酶(例如EcoRI-SalI)切割时,将会产生出一种具有由远端限制酶(EcoRI)所形成的相同
限制末端的载体。这样的载体是不能克隆由同一对限制酶所产生的具不同限制末端的外源DNA片段。
根据这一问题Norrander et al.引入一段限制位点非对称排列的多聚衔接物至M13克隆载体上,其优点是:
a.可用来克隆不同限制末端的外源片段; b.克隆片段的插入方向也是固定的;
M13mp8与M13mp9以及M13mp18和M13mp19这两对载体上,有一段结构相同但取向相反的多聚衔接物区。这意味着
①应用这种成对M13mp载体,任何可克隆其上的外源DNA片段,均可按两种相对的取向插入。这对于DNA测序十分有用,可以从双链测定得到相互印证的资料。 ②可用来制备与外源DNA的任意一条链互补的DNA探针;
4.M13载体系列的优点
a. 可以十分方便地分离任何特定的单链DNA序列,克隆在M13RF DNA分子上的外源DNA片段,到了子代噬菌体便形成单链形式,故可制备单链DNA。 b. 重组子化学检测
M13载体上有一条饰变的?-半乳糖苷酶基因片段,可以与相应
寄主产生?-互补作用,形成有活性的?-半乳糖苷酶,故可用X-gal及IPTG进行组织化学检测筛选重组体分子。 c. lacZ基因上具有一段多克隆序列 因此便于外源DNA片段的插入与克隆 d. 定向克隆
在M13mp克隆载体上的多克隆位点的顺序是已知的,因此经两种不同限制酶消化的DNA的插入方向,便可据判断出来。
三、噬菌体展示载体
1.噬菌体展法载体的构建原理
*1丝将噬菌体,诸如M13、fd和f1,它们的分子量为6408核苷酸,共编码10种蛋白质。其中与噬菌体展示有关的基因有如下两种:
a. GeneⅧ(g8):该基因编码主要外壳蛋白质cpⅧ
(major coat protein),其C端与DNA结合,其N端游离于噬菌体之外,拷贝数约为2700;
b. GeneⅢ(g3):该基因编码次要外壳蛋白质cpⅢ
(minor coat protein),其C端固定在外壳上,N端暴露在病毒颗粒的表面上,拷贝数约为3-5个;
*2当外源基因插入到噬菌体基因组之基因Ⅷ或基因Ⅲ的3?端时,外源蛋白质或多肽,便会以融合蛋白质的形式表达,融合在外壳蛋白N端的外源多肽(或蛋白质)便被展示在噬菌体颗粒的表面上。根据这种事实,1985年G. P. Smith建立了一种专门在丝状噬菌体表面表达蛋白质或多肽的所谓噬菌体表面展示技术(phage display),称为噬菌体展示技术。 2.噬菌体展示载体(phage display vectors)
*1定义:根据在丝状噬菌体表面表达蛋白质或多肽的噬菌体表面
展示技术,发展出来的一类具有特殊用途的噬菌体载体叫做噬菌体展示载体。当外源基因插入在该载体的GeneⅢ或GeneⅧ编码序列中,并在两者保持正确读码结构的情况下,就会产生出融合蛋白质。
简言之,根据噬菌体展示原理,在丝状噬菌体的基础上建立起来一类具有特殊用途的、可在其表面表达克隆的外源基因之编码蛋白质的噬菌体载体叫做噬菌体展示载体。 *2GeneⅢ和GeneⅧ的比较
大多数研究工作者都是用GeneⅢ作为展示外源蛋白质的噬
菌体表达载体基因。它可融合较大分子量的外基因,但其拷贝数只有3-5,远远低于GeneⅧ,更适合于展示配体受体向亲和力低的蛋白质或多肽。而GeneⅧ则用来筛选高亲和力的配体。
*3丝状噬菌体是理想的噬菌体表面展示载体
这类噬菌体具有分子量小,易于操作等特点,是目前得到应用的理想噬菌体展示载体。T4噬菌体和?噬菌体的展示系统到目前还没得到成功应用,有待改进。 3.噬菌体表面展示文库
噬菌体表面展示技术,在许多基础研究和应用研究中都有广泛的用途噬菌体表面展示文库就是一个突出的例子。
a.体外重组 将随机的多肽DNA弹夹(random peptide DNA
cassette)克隆在噬菌体展示载体的GeneⅢ编码序列中。
↓
b.感染 将以上重组的噬菌体展示载体感染雄性的大肠杆
菌细胞
↓
c.随机多肽库 感染的结果,在寄主细胞中重组的噬菌体展