噬菌体展示技术是一种有效的实验室,可以用来为特定的肽和蛋白质显示在屏幕噬菌体的表面。从密苏里大学的乔治·史密斯教授在1980年代开创了强大且灵活的方法( 1),它适应和改进了许多来自各个领域的科学家。例如,序列上显示的外套蛋白的噬菌体已经扩展随机肽的蛋白质片段,酶,抗体,甚至整个peptidome给定的物种( 2];平移已经扩展的方法 在体外来 在活的有机体内( 3];筛查已经扩展的平台从盘子和珠子微流体设备( 4]。除了噬菌体展示的“硬件”的发展,密切相关领域的研究者也见证了“软件”的诞生和破裂对噬菌体展示和管理大量的数据进行生物发现或预测( 5, 6]。噬菌体展示技术的传播和进步的“硬件”和“软件”,它对现代医学做出了很大的影响。例如,噬菌体展示已广泛用于抗原决定基映射,蛋白质-蛋白质之间的关系的分析,预测药物的目标,和酶底物和抑制剂的识别。一些来自噬菌体展示抗体和多肽技术已经开发成新药FDA批准;其他显示承诺为诊断学的发展,疫苗和疗法的目标交付。在这些成就,信息学手段发挥着越来越重要的作用。

在这个特殊的问题,我们感兴趣的调查计算和数学方法和他们的应用程序使用噬菌体展示在各个领域。

实验生物学家和计算生物学家,映射构象b细胞抗原表位是一个非常具有挑战性的任务。纸” 生物信息学资源和构象b细胞表位预测的工具“由p .太阳等人总结了生物信息学资源和工具的研究进展和构象b细胞抗原表位的预测。根据他们的评估,预测方法基于噬菌体展示的实验结果已经成为一个主要类别的所有算法。他等人批评对metuximab Ph.D.-12噬菌体展示肽库,一种新药肝细胞癌的放射中国国家食品药品监督管理局批准的2005年,在纸” 抗原决定基的映射metuximab CD147使用噬菌体展示和分子对接。“清洁后他们的噬菌体展示数据计算,他们预测第一次完整的抗原决定基被metuximab基于mimotopes的分析。非常有趣的是,预测主要基于噬菌体显示重叠的CD147-CD147接口对接结果和CD147的晶体结构。因此,他们建议阻止CD147二聚体的形成可能metuximab函数的一个重要机制。他等人的研究表明,构象b细胞抗原表位的预测基于噬菌体展示是一种廉价和快速策略与一个可接受的精度。

虽然生物医学研究噬菌体展示出生,它已经超越了这一领域。例如,它已经显示出它的力量在新材料的研究,新能源、环境保护和农业。r . Kushwaha等人通过噬菌体展示审查发现,影响农产品的使用 “使用噬菌体展示的农业:回顾与食品相关的蛋白质-蛋白质之间的关系发现,biopan在不同的鱼饵。“这部分审查相关医学和新能源。例如,应用噬菌体展示食物过敏的研究和生物燃料生产高亮显示。此外,利用噬菌体展示的防御植物对食草动物和微生物进行了讨论。预计,噬菌体展示和相关计算方法将成为更受欢迎的农业研究。事实上,在另一篇论文” 使用农业:噬菌体展示的序列分析和比较建模的胚胎发生蛋白质丰富的客户端显示protein-nucleic酸绑定功能。”r . Kushwaha et al .,序列分析和同源性建模被用来研究21客户蛋白质被噬菌体展示。从这个初始计算研究结果将指导他们的未来努力揭示植物种子的蛋白质保护机制在热应力。

正如我们前面提到的,噬菌体展示的蓝图教授乔治·史密斯激发了许多科学家提出的调整和改进这项技术。也曾试验过不同的噬菌体和各种外套蛋白构建新的噬菌体展示系统。数以百计的噬菌体的基因组已经测序,识别他们的病毒蛋白质将有助于开发新的噬菌体展示系统。下午。峰等人提出了一个天真Bayes-based方法可以预测使用噬菌体病毒蛋白质氨基酸组成和二肽成分 “朴素贝叶斯分类器的特征选择识别噬菌体病毒蛋白质。”在重叠测试,分类器实现了79.15%的准确性将噬菌体病毒粒子和nonvirion蛋白质,优于其他先进的方法。

使用新一代测序技术,使有效的高通量分析噬菌体展示技术是一种新的趋势。然而,这一趋势患有深度测序错误数据,这可能会超过1%。w . Matochko等人提出了一个线性代数框架分析错误7-mer肽库与中等规模Illumina公司测序的方法 “误差分析深度测序的噬菌体库:肽测序审查。”随着测序的技术能力和深度的增加,该方法也适用于更大的图书馆。

总之,这卷涉及的六个论文的各个方面信息工具和他们的应用程序使用噬菌体展示技术在几个字段。噬菌体展示的快照在信息时代,它表明噬菌体显示在21世纪正在从一个纯粹的以实验为基础的科学,信息科学,它可以使它更强大。快速发展的“硬件”和“软件”的噬菌体展示和信息技术,我们甚至可以预计在未来硅噬菌体显示系统。

剑黄 Yanxin黄 Ratmir Derda