فاژ نمایی

 

فاژ نمایی ، کاربردی ترین و عملی ترین روش ترکیبی برای تولید کتابخانه های پپتیدی به شمار می رود. این تکنیک تاثیر بسزایی در اکتشافات انجام شده در زمینه  ایمونولوژی ، زیست شناسی سلولی و داروسازی دارد. باکتریوفاژها اکثرا در تکنیک فاژ نمایی استفاده می شوند.     Smithو همکاران در سال 1985 این تکنیک را بنا نهادند. فاژنمایی اجازه ارائه پپتید های بزرگ و کتابخانه های پروتئینی در سطح فاژ های رشته ای را می دهد که منجر به انتخاب پپتید ها و پروتئین ها شامل آنتی بادی ها با تمایل بالا ، برای اتصال به اهداف مورد نظر می شود. در این روش ، واحد های پپتید اگزوژن را به یک محل در ژنوم پروتئین کپسید فاژ متصل می کنند ، این پپتید های اگزوژن در سطح فاژ به صورت یک محصول ترکیب شده با پروتئین های پوششی فاژ بیان می شوند.

اصول فاژ نمایی:

تهیه ژن مورد  نظر

ورود ژن مورد نظر به ژنوم فاژ و ایجاد فاژ نوترکیب

ورود فاژ نوترکیب به باکتری میزبان

بیان ژن مورد نظر و ایجاد پروتئین پوششی نوترکیب

بیان پروتئین مورد نظر در سطح پوششی فاژ نوترکیب

جستجوی فاژ های نوترکیب از میان کتابخانه فاژی می باشد که معمولا انتخاب ، تمایلی صورت می گیرد. روش اصلی برای انتخاب تمایلی کتابخانه های فاژی biopanning یا شستشو وغربالگر زیستی نامیده می شود. در این روش گیرنده مورد نظر به یک فاز جامد چسبانده می شوند وکتابخانه فاژی در حالت محلول با فاز جامد تماس داده می شود تا امکان اتصال گیرنده تثبیت شده به پپتید خاص فراهم شود ، فاژ هایی که پپتید تمایل اتصال به گیرنده را نمایش می دهند به گیرنده تثبیت شده در سطح متصل می گردند ، چند مرحله شستشو با بافر برای حذف پپتید های فاژی متصل نشده انجام می گیرد. فاژهای نوترکیب با قابلیت عفونت زایی  بدین ترتیب ازدیاد می یابند. تکرار این عملیات برای چند دور ، فاژهایی را در اختیار قرار می دهد که تمایل بالایی برای گیرنده مورد نظر دارند.

کاربرد های فاژ نمایی :

تکنیک فاژنمایی یک آشکار سازی به واسطه فاژ می باشد که برای انتخاب یک نوع کد ، به لیگاند مورد نظر متصل می شود و در میان کتابخانه های بزرگ ژنومی مورد استفاده قرار می گیرد. معمول ترین آنها ، شامل کتابخانه های آنتی بادی و پپتیدی است. کتابخانه های پپتیدی عمدتا برای تعیین محل های خاصی از پروتئین که به پروتئین های سیگنالی سلول متصل می شوند یا برای انتخاب محل هایی از پروتئین که نقش رسپتور هورمون های پپتیدی را بازی می کنند مورد استفاده قرار می گیرند .کتابخانه های آنتی بادی برای انتخاب آنتی بادی های مونوکلونال نوترکیب که به اهداف درمانی نظیر آنتی ژن های موجود بر روی سطح سلول های سرطانی متصل می شوند مورد استفاده قرار می گیرند.

این تکنیک دارای قابلیت بسیاری است به همین دلیل از ابتدای ایجاد آن به سرعت در زمینه های علوم زیستی به کار گرفته شد و راه خود را در سایر زمینه هایی که به بر هم کنش پروب _ لیگاند احتیاج داشتند نیز باز نمود .برای مثال امروزه براساس این روش ،پپتیدهایی ساخته شده اند که می توانند به طلا یا نقره  و یا شکل کریستالی خاصی از یک عنصر متصل شوند. از کاربرد های مهم تکنیک فاژنمایی می توان به ایجاد کتابخانه های پپتیدی با استفاده از بافت های هدف، بررسی و شناخت درون واکنش های پروتئین_ پروتئین ، جداسازی آنتی بادی با میل ترکیبی بالاو نقشه اپی توپ آنتی بادی های مونوکلونال اشاره نمود. در حال حاضر روشی که برای ساخت آنتی بادی ها در آزمایشگاه به کار می رود ، ساخت آنتی بادی توسط فاژ می باشد که عموما از فاژ رشته ای M13 استفاده می شود

جدول: پپتید های باخاصیت درمانی ، شناسایی شده بوسیله فاژنمایی      

توالی بهبود یافته فاژ	ارگانل/ بافت/ مولکول
VVISYSMPD	αvβ5 Integrin
CNGRCVSGCAGRC	Aminopeptidase N
CGFECVRQCPERC	Mouse lung
CSSRLDAC	Mouse brain
CLPVASC	Mouse kidney
CSCFRDVCC	Mouse retina
SWCEPGWCR	Mouse pancreas
CVALCREACGEGC	Mouse skin
CKGGRAKDC	Mouse white fat
TPKTSVT	Mouse placenta
CGRRAGGSC	Human prostate

Single letter abbreviations of amino acids: A = Ala; C = Cys; D = Asp;

E = Glu; F = Phe; G = Gly; H = His; I = Ile; K = Lys; L = Leu; M = Met;

N = Asp; P = Pro; Q = Gln; R = Arg; S = Ser; T - Thr; V = Val; W = Trp;

Y = Tyr.