一．噬菌體展示技術的原理

噬菌體展示技術是將多肽或蛋白質的編碼基因或目的基因片段克隆入噬菌體外殼蛋白結構基因的適當位置，在閱讀框正確且不影響其他外殼蛋白正常功能的情況下，使外源多肽或蛋白與外殼蛋白融合表達，融合蛋白隨子代噬菌體的重新組裝而展示在噬菌體表面。被展示的多肽或蛋白可以保持相對獨立的空間結構和生物活性，以利于靶分子的識別和結合。肽庫與固相上的靶蛋白分子經過一定時間孵育后，洗去未結合的游離噬菌體，然后以競爭受體或酸洗脫下與靶分子結合吸附的噬菌體,洗脫的噬菌體感染宿主細胞后經繁殖擴增，進行下一輪洗脫，經過3輪-5輪的“吸附-洗脫-擴增”后，與靶分子特異結合的噬菌體得到高度富集。所得的噬菌體制劑可用來做進一步富集有期望結合特性的目標噬菌體。

二．常用的噬菌體展示系統-單鏈絲狀噬菌體展示系統

（1）PIII展示系統

絲狀噬菌體是單鏈DNA病毒，PI是病毒的次要外殼蛋白，位于病毒顆粒的尾端，是噬菌體感染大腸埃希菌所必須的。每個病毒顆粒都有3個-5個拷貝PI蛋白，其在結構上可分為N1、N2和CT 3個功能區域，這3個功能區域由兩段富含甘氨酸的連接肽G1和G2連接。其中，N1和N2與噬菌體吸附大腸埃希菌菌毛及穿透細胞膜有關，而CT構成噬菌體外殼蛋白結構的一部分，并將整個PI蛋白的C端結構域錨定于噬菌體的一端。PII有2個位點可供外源序列插入，當外源的多肽或蛋白質融合于PI蛋白的信號肽（SgII）和N1之間時，該系統保留了完整的PI蛋白，噬菌體仍有感染性；但若外源多肽或蛋白直接與PI蛋白的CT結構域相連，則噬菌體喪失感染性，這時重組噬菌體的感染性由輔助噬菌體表達的完整PI蛋白來提供。PI蛋白很容易被蛋白水解酶水解，所以有輔助噬菌體超感染時，可以使每個噬菌體平均展示不到一個融合蛋白，即所謂“單價”噬菌體。

（2）PVIII展示系統

PVI是絲狀噬菌體的主要外殼蛋白，位于噬菌體外側，C端與DNA結合，N端伸出噬菌體外，每個病毒顆粒有2700個左右PV拷貝。PVM的N端附近可融合五肽，但不能融合更長的肽鏈，因為較大的多肽或蛋白會造成空間障礙，影響噬菌體裝配，使其失去感染力。但有輔助噬菌體參與時，可提供野生型PVI蛋白，降低價數，此時可融合多肽甚至抗體片段。此外，尚有絲狀噬菌體PVI展示系統的研究報道。PVI蛋白的C端暴露于噬菌體表面，可以作為外源蛋白的融合位點，可以用于研究外源蛋白C端結構區域功能。

三．PIII和PVIII的區別

絲狀噬菌體展示系統一般是在包膜蛋白pIII或pVIII的N端融合外源多肽。每個病毒子含５個拷貝的pIII蛋白，這五個蛋白都可以融合短肽而不影響噬菌體的感染力。而對主要包膜蛋白pVIII來說，每個病毒子含約2700個拷貝之多，其中約10%能有效地融合外源多肽或蛋白。以pIII融合子方式表達的多肽便是低價的（每個病毒子1~5個拷貝），而以pVIII融合子方式表達的多肽則是高價的（每個病毒子~200個拷貝）。這種高價pVIII展示所增加的親和力／性有利于篩選到親和力非常低的配體，而低價pIII展示則將篩選限制在具有較高親和力的配體上。

四．M13噬菌體的優點

M13噬菌體和與其密切相關的絲狀噬菌體fd和f1均為非裂解性噬菌體，它們在增殖期間均不裂解宿主菌。這就極大地簡化了每輪淘選過程之間的中間噬菌體純化步驟，只用簡單的PEG沉淀方法就足以將噬菌體與其他所有污染的細胞蛋白分開。而其他用于噬菌體展示的噬菌體，如T7，T4和Lambda噬菌體，均為裂解性噬菌體，每輪淘選之間都需要花時間進行純化，以避免淘選擴增的噬菌體污染有細胞蛋白。