酵母表面展示技术.ppt

酵母表面展示技术细胞表面是细胞内外的功能界面。一些表面蛋白横穿过质膜，另一些以共价或非共价结构与细胞表面复合物结合一起。细胞能够锚定特定的表面蛋白，并且能将其限制在细胞表面的特定区域。在生物技术中，细胞表面通常用于研究蛋白跨膜的机理。酵母细胞表面展示技术是近年来发展较快的一种真核蛋白表达系统，其基本原理是将外源靶蛋白基因(外源蛋白)与特定的载体基因序列融合后导入酵母细胞，利用酵母细胞内蛋白转运到膜表面的机制使靶蛋白固定化表达在酵母细胞表面，在医药、食品、生物燃料等多个工业领域都有广泛的应用前景。原理酵母表面展示系统基本组成酵母表面展示系统的类型絮凝素展示表达系统利用絮凝素基因与外源蛋白融合，并将融合蛋白展露表达在细胞表面，此系统又包括两个子系统:GPI锚定系统和絮凝结构域锚定系统。GPI锚定系统是利用絮凝素Flo1p的C末端含有的GPI信号锚定外源蛋白，此系统与凝集素展示相似;絮凝结构域锚定系统是利用Flo1p的中间絮凝功能结构域与外源蛋白融合，通过絮凝功能结构域识别酵母细胞壁中的甘露聚糖链并以非共价作用诱导细胞粘附、聚集成可逆性絮状物酵母表面展示系统的应用酵母表面展示系统与新药筛选
将未知功能的目的基因产物或特定病理过程相关蛋白产物展示在酵母表面，对cDNA表达文库或突变体库进行筛选，能发现与这些未知功能的基因产物或病理过程相关产物发生相互作用的物质，有助于对未知基因功能的研究，并能发现一些药物作用的新靶点，或筛选到治疗疾病的新药先导化合物。Visintin等将酵母表面展示技术与酵母双杂交技术相结合，将抗体的单链（scFv）片断连接到转录因子VP16的激活结构域(AD)上，将抗原连接到酵母LexA的结合结构域(DB)上，以His3和LacZ为报告基因，建立抗原抗体相互作用的展示方法。当抗原-抗体发生相互作用时，AD和DB的结合将启动报告基因的表达，可通过营养缺陷培养基进行检测。这种方法从scFv突变体展示库中将有可能筛选到抗原特异的抗体，为疫苗及抗体类药物的研制提供良好的平台。酵母细胞表面展示与生物吸附
环境污染物的生物修复是以酶促降解或生物吸附为基础的，例如微生物对重金属的吸附就包括两种途径:(1)与细胞表面复合物结合，(2)逐渐吸收在细胞内进行消化。然而通过胞内消化降解有毒物质必须使细胞内酶，蛋白质或污染物跨越细胞膜这一屏障，比较缓慢及效率低而且不可重复利用。利用表面展示技术能较好地解决这一问题，吸附蛋白直接展示在细胞表面，不仅使吸附过程快捷高效还可以利用回复剂如EDTA对其进行处理使之不断重复利用。酵母表面展示与酶技术
酶的固定化是指借助物理或者化学方法将酶固定于特殊的相，使得酶与整体流体分开，但是仍然能够进行底物和效应物分子交换并发挥其催化效能的一种技术。与游离酶相比，固定化酶提高了酶的稳定性，并使酶能够反复回收利用。但是，传统的固定化方法也会产生一些不利因素，例如由于增加固定化操作，导致酶固定化过程中的活性收率损失；另外由于固定化操作需用载体，因而增加了载体成本费和固定化操作费用。利用表面展示技术将具有催化活性的酶展示于酵母等微生物细胞表面就形成了全细胞催化剂，与传统的细胞内酶和外分泌酶不同，表面展示的酶以共价或非共价方式固定于细胞外表面，这种独特的空间定位使其相对自由酶而言有许多优良的特性，如温度、有机溶剂稳定性、可多次重复使用等，这些特点与传统的固定化酶技术相似，但无需额外的蛋白纯化和固定的操作，有着良好的应用前景。