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News Center1 噬菌體展示技術(shù)合適嗎?
借助在噬菌體展示技術(shù)中使用的絲狀噬菌體,我們關(guān)心的DNA結(jié)合區(qū)域通常與較小的pⅢ衣殼蛋白融合后進(jìn)行表達(dá),通過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞膜進(jìn)行轉(zhuǎn)移,然后被組裝到包裹病毒基因組的噬菌粒顆粒的頭部。zui初的多肽結(jié)構(gòu)域的噬菌體展示實(shí)驗(yàn),是用諸如抗體、激素或胞外酶之類的分泌性蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)行的,它們本來(lái)就可以穿過(guò)生物膜并能在氧化性環(huán)境中保持穩(wěn)定;但我們現(xiàn)在知道,很多諸如DNA結(jié)合區(qū)域之類的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域,也可以成功地展示在噬菌體表面。即使是這樣,蛋白質(zhì)在細(xì)菌中的跨膜轉(zhuǎn)移偶爾仍然會(huì)阻礙某些多肽(特別是那些帶有較高電荷的多肽)的噬菌體展示。核酸結(jié)合區(qū)域常常帶正電荷,從而與凈帶負(fù)電荷的磷酸二酯鍵形成的骨架相互作用。而我們先前注意到:有些高度堿性的結(jié)構(gòu)域,如BIVTat的zui小的結(jié)構(gòu)域,就不能被展示到噬菌體表面。
另外,在著手于噬菌體展示之前至少還應(yīng)該考慮兩個(gè)其他因素。首先,雖然能被展示的結(jié)構(gòu)域的大小似乎一般沒(méi)有限制(見(jiàn)第1章),但這個(gè)技術(shù)可能于研究較小的基序(10 kDa上下),自然界中有很多這樣的基序。其次,還有一個(gè)更嚴(yán)格的限制,那就是絕大多數(shù)的天然基序都進(jìn)化成以非共價(jià)結(jié)合的二聚體的形式,與回文結(jié)構(gòu)的或近似對(duì)稱的DNA字列相結(jié)合。雖然用噬菌體展示技術(shù)來(lái)篩選這樣的基序也是可能的,但其他技術(shù),如細(xì)菌的“單雜交”(one-hybrid)方法,可能更適合于這個(gè)任務(wù)。
2 了解蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合模式了嗎?
從鋅指結(jié)構(gòu)的噬菌體展示中得到的zui重要的經(jīng)驗(yàn)之一,就是預(yù)先了解蛋白質(zhì)與DNA相互作用的模式可能是非常重要的。一個(gè)高分辨率的蛋白質(zhì)—DNA結(jié)構(gòu)顯示了與DNA結(jié)合的模式以引起分子間識(shí)別的接觸方式,這無(wú)疑為這個(gè)問(wèn)題提供了zui大的幫助。一個(gè)明顯的需要考慮的因素就是所關(guān)心的基序是以單體的形式還是以二聚體的形式與DNA結(jié)合的。鋅指結(jié)構(gòu)尤其適合于噬菌體展示,因?yàn)樗鼈兪且怨矁r(jià)連接的串聯(lián)體(concatamer)的形式與DNA結(jié)合的,允許對(duì)不對(duì)稱DNA序列的識(shí)別。
另一個(gè)需要考慮的因素,是復(fù)合體(complex)中的DNA是否以任何方式變形。一個(gè)嚴(yán)重變形的復(fù)合體不意味著噬菌體展示的實(shí)驗(yàn)是不可能的,而可能是預(yù)示篩選只可能針對(duì)一個(gè)有限的DNA序列的子集進(jìn)行的,或者是預(yù)示得到的DNA結(jié)合區(qū)域可能是非特異性結(jié)合的。從極少量的DNA序列能形成結(jié)合所需的結(jié)構(gòu)這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),誘導(dǎo)后的蛋白質(zhì)與DNA恰當(dāng)?shù)南嗷プ饔檬歉叨葘iT化的。因此在這些情況中,分子間的識(shí)別常常高度依賴于與不直接包含序列信息的DNA骨架的接觸。從Zif268和與其相關(guān)的蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中可以看到,鋅指結(jié)構(gòu)在幾何結(jié)構(gòu)上適合于結(jié)合DNA,不會(huì)對(duì)雙螺旋結(jié)構(gòu)造成任何較大的混亂。
3 應(yīng)該隨機(jī)突變蛋白質(zhì)的哪一個(gè)結(jié)構(gòu)域?
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