张佳娣，石屹峰

    利用噬菌体展示技术研究功能基因组和蛋白质-蛋白质相互作用——与酵母双杂交方法比较

    张佳娣，石屹峰

    近年来基因组测序工作已揭示了数以万计的新基因，但是这些基因序列的价值只有当这些数据被翻译成蛋白质功能的时候才能被了解。而蛋白质与蛋白质之间相互作用构成了细胞生化反应网络的一个主要组成部分，不仅可以从分子水平揭示蛋白质的功能，而且为我们更好地理解生命过程、疾病机制和新药开发等提供了一个很好的基础。当前随着人类基因组和众多生物物种全基因组测序的完成，功能基因组学(functional genomics)成为研究的主流，它是对基因组中包含的全部基因及其所翻译的蛋白质的功能加以解读和描述，尤其是大量未知基因的功能及其对应的蛋白质产物的功能。在研究功能基因组方面已有许多生物化学和生物物理方法，其中噬菌体展示(phage display technology，PDT)和酵母双杂交(yeast two-hybrid system，Y2H)是比较成熟的生物技术。噬菌体展示技术诞生于 1985 年，在抗体库展示方面取得了巨大的成功，也被用于研究蛋白质-蛋白质相互作用和未知基因克隆等多个分子生物学领域[1]。酵母双杂交方法诞生于 1989 年，它被广泛用于研究功能基因组和蛋白质-蛋白质相互作用，但是噬菌体展示技术在研究蛋白质-蛋白质相互作用方面具有一些独特的优势[2]。本文综述了噬菌体展示技术在克隆功能基因和研究蛋白质-蛋白质相互作用方面的最新进展，同时将噬菌体展示技术与酵母双杂交方法进行了比较。

    1 噬菌体展示技术与酵母双杂交方法的比较

    噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的 DNA 序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面[3]。通过体外亲和(绑定)靶分子筛选到的噬菌体克隆经过下一轮扩增而富集。该技术的主要特点是展示的多肽或蛋白质与其包含在噬菌体内部的基因相连接，具有基因型与表现型相一致的特征，因而可以快速准确地对筛选出的结合肽或结合蛋白的基因序列进行分析。由于噬菌体肽库可以在大肠杆菌中进行不断扩增，因此保证了淘选的连续性，为筛选出亲和力和选择性较高的肽或蛋白质提供了极大的可能。

    酵母双杂交作为发现和研究活细胞体内的蛋白质与蛋白质之间相互作用的方法是在真核模式生物酵母中进行的，其原理是利用酵母转录因子 GAL4 蛋白结构上组件式的性质，即 GAL4 由两个结构上可以分开、功能上相互独立的结构域(domain)构成 ......