噬菌体表面展示技术

南 京 农 业 大 学

硕士研究生课程（考试试卷）论文

课程名称 现代微生物技术 姓 名 学 号 学 院 食品科技学院 任课教师

南京农业大学研究生院培养处印制

噬菌体展示技术在食品安全检测中的应用

摘要：噬菌体展示技术(phage display technology，PDT)是一种新兴的现代分

析技术，能够准确、灵敏、快速、简便的检测出各种微生物、毒素、农药分子等。利用噬菌体展示技术检测食品中的微生物是近年来兴起的一个热门课题。本文简单介绍了噬菌体展示技术的基本原理，综述了噬菌体展示技术在食品安全检测中应用的研究进展。

关键词：噬菌体展示技术；食品安全；检测

Application of phage display technology in Food Safety

Determi

第三章 噬菌体载体

一、填空题

1． 噬菌体之所以被选为基因工程载体，主要有两方面的原因： 一是—-----------—；二是----------——。

2． 第一个报道的全测序的单链DNA噬菌体是ФX174，DNA长5386个碱基对，共一个基因，为一环状DNA分子，基因组的最大特点是—----------—。

3． λ噬菌体的基因组DNA为———————kb，有——多个基因。在体内，它有两种复制方式，扩增时(早期复制)按—-----—复制，成熟包装(晚期复制)则是按—--------—复制。它有一个复制起点，进行—-------—向复制。λ噬菌体的DNA既可以以线性存在又可以环状形式存在，并且能够自然成环。其原因主要是在λ噬菌体线性DNA分子的两端各有一个——个碱基组成的天然黏性末端。这种黏性末端可以自然成环。成环后的黏性末端部位就叫做——————位点。

4． 根据噬菌体的包装能力，将野生型λ噬菌体的基因组DNA改造成插入型载体，该载体的最小分子大小约为————kb，插入的外源片段最大不超过——————kb。

5． 野生型的M13不适合用作基因工程载体，主要原因是————和-------------

生物学资料

维普资讯

第 3 0卷第 1期20年 08 1月

中国预

防兽

医学报

Vo _0. . l 3 NO 1J n. 2 a 008

Ch n s o r a fP e e t e Vee n r e ii e ie e J u n l r v n i tr a y M d cn o v i

东方田鼠肝脏 T 7噬茵体展示 c N D A文库的构建贾人初 1,孙， 2石耀军，陆毅，刘金明，傅志强，苑纯秀， 珂，孙焕，李浩，林矫矫

(. 1中国农业科学院上海兽医研究所国家防治动物血吸虫病专业实验室/农业部动物寄生虫学重点开放实验室，上海 2 0 3;2上海师范大学生命与环境科学学院，上海 2 0 3 ) 022 . 024

摘

要：本项研究的目的是构建东方田鼠肝脏 T 7噬茵体展示 c DNA文库，为筛选东方田鼠抗血吸虫病抗性

相关基因奠定基础。用 T Io试剂提取东方田鼠肝脏总 R Rzl NA,分离纯化 mR NA,经反转录合成双链 c NA。在 D双链 c NA末端加上 E o HjdI定向接头并用 E o D cR I/ n I I cR I和 HidI n I I酶切，使其两端分别带 E o c R I和 HidI n I I

粘性

M13噬菌体

M13 phage

一种丝状噬菌体，可感染含F因子的大肠杆菌细胞。 遗传学（一级学科）；分子遗传学（二级学科）

M13噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链DNA分子，长6407

个核苷酸，含DNA复制和噬菌体增殖所需的遗传信息。M13DNA的复制起始位点定位在基因间隔区内。但是基因间隔区的有些核苷酸序列即使发生突

变、缺失活插入外源DNA片段，也不会影响M13DNA的复制，这为M13DNA构建克隆载体提供了条件。

其中M13mp系列对野生型M13加以改造，插入了多克隆位点和 LacZ基因，可容纳外源DNA300-400bp，可用于制备DNA测序时用的单链模板和核酸探针。

它是一种质粒载体。

M13噬菌体在感染雄性大肠杆菌（F+或Hfr）时，都是以一端吸附在F型菌毛的顶端，所以称为F特异性丝状噬菌体。而对雌性大肠杆菌（F-）不敏感。所以Hfr型的大肠杆菌和携带F'质粒的大肠杆菌都能被感染

相关应用配置：M13噬菌体单链基因组DNA快速提取试剂盒

相关例子：兔抗M13噬菌体酶标抗体的制备，M13噬菌体已被广泛地应用于噬菌体展示技术。M13的酶标抗体,是在噬菌体展示技术筛选结果ELISA检测中不可缺少的试剂。我们制备了兔抗M

枯草芽胞杆菌( Bacillus subtilis) 是一种典型的好氧型的革兰氏阳性细菌，也是研究的最早且最深入的一种芽胞杆菌。其中枯草芽胞杆菌 168是最早发现的可作为转化的芽胞杆菌菌株，随后对其遗传转化和表达系统做了深入的研究。1997年，日本和欧洲的几个实验室联合完成了枯草芽胞杆菌168 基因组的测序［1］。枯草芽胞杆菌有两个生长时期: 孢子休眠期和生殖生长期。在营养缺乏等胁迫的环境下，枯草芽胞杆菌进入休眠期形成具有抗逆作用的芽胞，在营养充足的环境下，芽胞又会进入生殖时期，即芽胞萌发重新生长成为枯草芽胞杆菌。芽胞抗逆性非常强，在高温和酸碱等极端环境下亦能生存，由于其独特的生理特性，使之成为新型的蛋白质或酶类药物表达载体而倍受关注。由于枯草芽胞杆菌是一种非致病性的益生菌，因此其可以作为一种生物安全的展示外源蛋白的宿主。目前利用该菌株已成功表达了破伤风毒素［2 ～4］、不耐热肠毒素［4］、乙醛酸脱氢

芽孢杆菌属和梭菌属在受到外界应力时如营养缺乏情况下自身母细胞会形成一种休眠体即芽孢,它可以抵御外界环境因素的攻击。年前发现炭疽芽孢杆菌的芽孢即使将其置于沸水中蒸煮一断时间后,它仍能存活下来,这一有趣的现象吸引了科学家们开始探究芽孢的耐热和抵御其

生命科学学院 病毒生物学 λ 噬 菌 体 综 述 摘要：噬菌体是一类温和噬菌体，它们感染大肠杆菌后能进行溶菌性生长(Lytic growth)和溶源性生长(Lysogenic growth)。其溶源特性对基因重组与遗传工程研究有很大帮助。本文就λ噬菌体的基因组结构、溶源化状态的建立 和基因工程应用做简要的综述，分析存在的问题，并对研究方向进行了展望。 病毒生物学

关键词：λ噬菌体 溶原性 溶菌性 基因克隆 引言：

大肠杆菌噬菌体λ为长尾噬菌体科，是一类中等大小的大肠杆菌病毒，其基因组为双链线状DNA，由48502对碱基组成，分子量3.2×107 ，约50个基因，特点是相关基因成簇排列，形成若干个操纵子。基因组两端为粘性末端，中间有相当长的DNA片段是裂解生长非必需的，这就为其作为外源基因的克隆载体提供了方便。

λ噬菌体由头和尾构成，其基因组组装在头部蛋白质外壳内部，其序列已被全部测出。感染时吸附位点为细胞壁。属温和性感染；感染的DNA环化并整合于宿主基因组中。以θ环双向复制，然后通过滚环机制单向复制。用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。 1、The discovery of bacterioph

枯草芽胞杆菌( Bacillus subtilis) 是一种典型的好氧型的革兰氏阳性细菌，也是研究的最早且最深入的一种芽胞杆菌。其中枯草芽胞杆菌 168是最早发现的可作为转化的芽胞杆菌菌株，随后对其遗传转化和表达系统做了深入的研究。1997年，日本和欧洲的几个实验室联合完成了枯草芽胞杆菌168 基因组的测序［1］。枯草芽胞杆菌有两个生长时期: 孢子休眠期和生殖生长期。在营养缺乏等胁迫的环境下，枯草芽胞杆菌进入休眠期形成具有抗逆作用的芽胞，在营养充足的环境下，芽胞又会进入生殖时期，即芽胞萌发重新生长成为枯草芽胞杆菌。芽胞抗逆性非常强，在高温和酸碱等极端环境下亦能生存，由于其独特的生理特性，使之成为新型的蛋白质或酶类药物表达载体而倍受关注。由于枯草芽胞杆菌是一种非致病性的益生菌，因此其可以作为一种生物安全的展示外源蛋白的宿主。目前利用该菌株已成功表达了破伤风毒素［2 ～4］、不耐热肠毒素［4］、乙醛酸脱氢

芽孢杆菌属和梭菌属在受到外界应力时如营养缺乏情况下自身母细胞会形成一种休眠体即芽孢,它可以抵御外界环境因素的攻击。年前发现炭疽芽孢杆菌的芽孢即使将其置于沸水中蒸煮一断时间后,它仍能存活下来,这一有趣的现象吸引了科学家们开始探究芽孢的耐热和抵御其

噬菌体的发现和研究历史 噬菌体

噬菌体（Bacteriophage）是一类侵害细菌（包括放线菌、真菌和原核生物）的病毒，又称细菌病毒（bacterialvirus）。具有其它病毒的共同特性：个体小、可通过除菌滤器、没有细胞结构、非常专一的寄生性等，为非细胞生物。其结构主要由蛋白质和核酸（DNA或RNA）组成。在自然界中分布广泛，土壤、空气、水中或生物体内都可存在。据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性噬菌体

（virulent phage）和温和噬菌体（temperate phage）两类。前者改变宿主的性质，大量产生新的噬菌体，最后导致菌体裂解死亡；后者可因生长条件的不同，即可引起宿主细胞的裂解死亡，又可将其核酸整合到细菌的染色体上，使细菌细胞继续生长繁殖，并被溶原化。据噬菌体的核酸类型、粒子形状和有无囊膜存在，可将其分为12个科。 噬菌体的危害

主要存在于发酵工业。如乳制品、酶制剂、氨基酸、有机溶剂、抗生素、微生物农药和菌肥生产等。一旦发生噬菌体污染，会导致发酵异常、倒罐,使工业生产遭到严重损失。

噬菌体的应用

1. 用于鉴定细菌的分型；

2. 分子生物学领域的重要实验工 具和最理想的材料；

3. 用于预防和治疗传染性疾病； 4.

λ噬菌体的基因调控

姓名

学号：

班级：

目录

λ噬菌体的发现 λ噬菌体的结构组成

1. 基本结构 2. λ噬菌体的核心

λ噬菌体的生活周期

I． II．

两种发育途径简介 调控发育途径的分子基础

1. 两种途径共同的早期基因表达途径 2. 溶源发育中基因的相互作用 3. 裂解途径的建立 4. 溶源和裂解的平衡 5. 溶源发育向裂解发育的转变

λ噬菌体的侵染过程

1. 吸附 2. 穿入 3. 生物合成 4. 成熟与释放

λ噬菌体的应用

1. 细菌的鉴定与分型 2. 耐药细菌感染的治疗 3. 分子生物学研究的重要工具 4. 遗传工程 5. 其他

参考文献

λ噬菌体的发现：

1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg证明了J. Lederberg和Tatum用来杂交的K12中有原噬菌体，并命名为λ，经10年的研究搞清了溶原化的实质。

在E.coli K12中是有原噬菌体的存在。Jacob和Wollman（1956年）发现了合子诱导（zygotic induction）现象，并利用合子诱导确定了

病毒生物学

生命科学学院

λ噬菌体的裂解性和溶原性的基因调控机制

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第1页

病毒生物学

摘要

λ

噬菌体（phage）有两种生存策略，一种通过感染宿主细胞，产生大量

的子代噬菌体，同时宿主细胞裂解死亡，这种方式称为裂解性感染。另一种是噬菌体的基因组以一种原噬菌体的方式潜伏于细菌中，这种增值方式称为溶原态（lysogeny）。λ

噬菌体的裂解发育、溶原发育和溶原发育到裂解发育的诱

导是研究生物分子调节优异的模型。经过四十多年的研究，在这个模型中已经发现了众多的正调节因子和负调节因子在转录水平或转录后调节基因的表达。

关键词: λ噬菌体、裂解性、溶原性

目录

1.摘要 ......................................................................................................................................... 2 2. λ噬菌体的结构组成 ..............................................................................