[發明專利]一種蛋白質芯片

無效

• 申請號: 200610012193.8
• 申請日: 2006-06-09
• 公開（公告）號: CN101086501A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 朱圣庚;趙新生;畢群;黃儀秀;洪龍;廖瑋;岑曉東;譚濤超
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一種蛋白質芯片。

背景技術

生物芯片技術是在20世紀90年代興起的一種高通量分析遺傳信息的生物技術。在人類基因組計劃的帶動下，改進對基因組序列的測定和分析方法就成為生物技術發展的重點。在此基礎上，一種全新的雜交測序技術便應運而生。該技術是將一系列錯落重疊的寡脫氧核苷酸，以點陣排列固定在一塊很小的基片上，形成一個高密度的寡核苷酸微陣列，稱為DNA芯片或基因芯片。基因組DNA標記后與芯片上的寡核苷酸雜交，根據全部雜交斑點的已知序列就可以推導出樣品DNA的全序列。1994年光導寡核苷酸陣列化學合成法問世，為DNA芯片技術奠定了基礎。

DNA芯片包含巨大的信息量，它不僅具有快速測序的能力，而且可以對基因組的信息進行種種分析，因此在生命科學、醫學診斷和生物鑒定等方面得到廣泛應用。芯片上固定的分子檢測器除DNA和寡脫氧核苷酸外，還可以用蛋白質或RNA，以識別待測分子的結構特征。DNA芯片技術獲得巨大成功鼓勵科學家和公司將此技術用于蛋白質信息分析。蛋白質具有最廣泛的生物功能，人們在實踐中需要最多檢測和鑒定的生物分子可能是蛋白質，因此蛋白質芯片有更廣闊的用途。但是蛋白質芯片技術難度遠大于DNA芯片。首先，用于制作芯片的蛋白質必需逐個制備，費時費力，既不能體外擴增，也不能原位合成。其次，蛋白質較不穩定，在制作蛋白質微陣列時易受基片表面作用而失去或降低活性。第三，各蛋白質的物理化學性質很不一樣，難于使陣列各點蛋白質在同一條件下與樣品分子反應。即使存在這些技術上的困難，蛋白質芯片技術還是獲得了長足的發展。

蛋白質芯片在蛋白質組學的研究中是一項關鍵的技術。人類基因組計劃的提前完成，使生命科學進入后基因組時代，研究的核心問題已不是基因組的序列，而是基因組編碼哪些基因產物？基因產物如何起作用？也即開展結構基因組學和功能基因組學的研究。顯然，僅僅研究基因組的結構與功能仍不足以揭示生命的奧秘，因為生物在不同生長、發育和生理條件下都只有一部分基因被表達，而且同一基因在表達過程中經選擇性信息加工可以形成不同蛋白質，蛋白質在合成后還可以發生種種化學修飾而改變其性質和功能。這就是說研究細胞的全部蛋白質組成，它們的相互作用以及在不同狀態下的變化，具有重要的意義，有關研究即稱為蛋白質組學。蛋白質芯片在確定蛋白質組的成分，監測某些蛋白質的變化，找出蛋白質相互識別和作用的關系，是十分有用的工具。

蛋白質芯片通過固定在基片微陣列點上的蛋白質分子檢測器，借其與待測分子間的親和力，捕捉樣品中的待測分子，從而達到高通量、快速、靈敏檢測的目的。迄今蛋白質芯片都是直接將蛋白質分子固定在芯片表面。

蛋白質芯片在醫學診斷、環保監測和法醫鑒定中也有重要作用。例如，將各種病原體的抗體做成抗體芯片，可以迅速確定疾病的感染原，而無需反復進行多重排查試驗。又如，將細胞cDNA構建成表達文庫，然后把全部或與某種疾病相關的部分克隆制作成蛋白質芯片，即可找出疾病過程中蛋白質的變化。蛋白質芯片已在化驗、診斷、檢疫、環保、刑偵等領域用于各種蛋白質的檢測和鑒定。由于制作蛋白質芯片在技術上還存在一些困難，因而限制了它的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的蛋白質芯片，即噬菌體展示蛋白質芯片。

本發明所提供的蛋白質芯片，是由基片和將用作分子檢測器(檢測探針)的蛋白質展示于表面的重組噬菌體組成，所述重組噬菌體以微陣列固定在基片上(如圖1、3)。

展示蛋白質的噬菌體可以是各類細菌噬菌體，最常采用的有絲狀噬菌體f1、fd、M13，長尾噬菌體λ，短尾噬菌體T7等。絲狀噬菌體的次要外殼蛋白pIII(拷貝數少)和主要外殼蛋白pVIII(拷貝數多)可用于N端展示，次要外殼蛋白pVI(拷貝數少)可用于C端展示。λ噬菌體的外殼蛋白pV和T7噬菌體的p10可用于展示cDNA表達的蛋白質。

用于噬菌體展示的載體有兩種類型：一種是噬菌體載體，由噬菌體基因組改造而成；另一種是噬菌粒載體，由噬菌質粒改造而成。噬菌體載體的外殼蛋白因與外源蛋白融合而會失去其原有功能，為保持外殼蛋白的功能，需將外殼蛋白基因倍增。其一具野生型功能；另一可與外源蛋白融合。噬菌粒載體刪除了噬菌體各基因，只保留與外源蛋白融合的外殼蛋白基因，以及與復制和組裝有關的序列，其繁殖有賴于輔助噬菌體。上述載體可以從生物技術公司購買后按需要加以改造，或自己構建。