第九章噬菌體噬菌體(Bacteriophage)又稱細(xì)菌病毒(bacterialvirus)，具有其它病毒的共同特性。在自然界中分布廣泛，土壤、空氣、水中或生物體內(nèi)都可存在。據(jù)噬菌體與宿主細(xì)胞的關(guān)系可分為:烈性噬菌體（virulentphage）溫和噬菌體（temperatephage）據(jù)噬菌體的核酸類型、粒子形狀和有無(wú)囊膜存在，可分為12個(gè)科。第九章噬菌體噬菌體(Bacteriophage)又稱細(xì)菌1噬菌體噬菌體2噬菌體噬菌體3噬菌體噬菌體4ElectronmicrographofssRNAphageMS2attachedtoFpili.Virionsattachalongthelengthofthesexpilusviathematurationprotein.ElectronmicrographofssRNAp5噬菌體的危害主要存在于發(fā)酵工業(yè)。如乳制品、酶制劑、氨基酸、有機(jī)溶劑、抗生素、微生物農(nóng)藥和菌肥生產(chǎn)等。一旦發(fā)生噬菌體污染，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵異常、倒罐,使工業(yè)生產(chǎn)遭到嚴(yán)重?fù)p失。微生物發(fā)酵污染分析(比例%)發(fā)酵產(chǎn)品空氣系統(tǒng)環(huán)境污染設(shè)備消毒操作管道二級(jí)種子

味精

30.3333.2514.6310.734.071.63

抗生素11.1333.8519.969.6425.39噬菌體的危害主要存在于發(fā)酵工業(yè)。如乳制品、酶制劑、氨基酸、有6噬菌體的危害發(fā)酵液受噬菌體污染時(shí)出現(xiàn)：發(fā)酵周期延長(zhǎng)C源消耗緩慢發(fā)酵液變清，鏡檢有大量異常菌體發(fā)酵產(chǎn)物不形成或少敏感菌檢查有噬菌斑電鏡檢查有噬菌體粒子噬菌體的危害發(fā)酵液受噬菌體污染時(shí)出現(xiàn)：71.不用可疑菌種2.環(huán)境衛(wèi)生3.不排放或丟棄活菌液4.注意通氣質(zhì)量5.管道及發(fā)酵罐滅菌徹底6.篩選抗性菌種7.嚴(yán)格執(zhí)行會(huì)客制度預(yù)防噬菌體污染1.不用可疑菌種預(yù)防噬菌體污染8發(fā)現(xiàn)污染后及時(shí)采取措施：1.盡快提取產(chǎn)品2.藥物抑制(金屬螯合劑、表面活性劑等)3.改用抗噬菌體生產(chǎn)菌株噬菌體的防治發(fā)現(xiàn)污染后及時(shí)采取措施：噬菌體的防治9丙酮丁醇梭菌噬菌體（Clostridiumacetobutylicumphage）

在丙酮丁醇連續(xù)發(fā)酵的工業(yè)生產(chǎn)中，容易受到該噬菌體的侵染，危害極大。常見(jiàn)的異常發(fā)酵有：發(fā)酵停止，不產(chǎn)生氣泡，醪液上層澄清，呈暗黑色，出現(xiàn)睡眠癥。正常發(fā)酵12-18h，丙酮產(chǎn)量可達(dá)200mg/L，異常發(fā)酵時(shí)達(dá)到相同水平則需36-42h，丁醇量也偏低，醪液的蒸餾效率低于正常的10-20%?，F(xiàn)分離獲得的丙酮丁醇梭菌噬菌體為肌尾和長(zhǎng)尾噬菌體科。丙酮丁醇梭菌噬菌體

10國(guó)內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)菌株——鈍齒棒桿菌(T6-13)普遍發(fā)生噬菌體的污染，導(dǎo)致：生產(chǎn)延滯或產(chǎn)酸降低，甚至倒罐，給味精生產(chǎn)造成較嚴(yán)重的損失。目前國(guó)內(nèi)分離的噬菌體在形態(tài)上相似。根據(jù)血清學(xué)可分成兩型：B271和B275，有四種類型的噬菌斑。預(yù)防：輪換使用不同菌株，避免被迫停產(chǎn)。鈍齒棒桿菌噬菌體國(guó)內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)菌株——鈍齒棒桿菌(T6-13)鈍齒棒桿菌噬11蘇云金芽孢桿菌——防治農(nóng)林害蟲生產(chǎn)過(guò)程中易受噬菌體的侵染，嚴(yán)重影響了細(xì)菌農(nóng)藥的生產(chǎn)和應(yīng)用。

蘇云金芽孢桿菌噬菌體的特征：

頭部為多面體，有頸部，尾部由尾管和尾鞘組成。

蘇云金芽孢桿菌噬菌體蘇云金芽孢桿菌——防治農(nóng)林害蟲蘇云金芽孢桿菌噬菌體12紅霉素鏈霉菌噬菌體（Streptomyceserythreusphage）紅霉素發(fā)酵液污染噬菌體后，往往在數(shù)小時(shí)至十幾小時(shí)突然出現(xiàn)發(fā)酵液變稀，氨態(tài)氮上升，pH值升高，菌絲自溶，細(xì)胞破碎，一般噬菌體數(shù)可達(dá)1010pfu/ml以上。均為有尾噬菌體科。

P13,P8和P9

紅霉素鏈霉菌噬菌體紅霉素發(fā)酵液污染噬菌體后，往往在數(shù)小時(shí)至十13噬菌體的應(yīng)用鑒定細(xì)菌的分型；重要的實(shí)驗(yàn)工具和最理想的材料；預(yù)防和治療傳染性疾病；測(cè)定輻射劑量；檢測(cè)植物病原菌；篩選目的基因或檢測(cè)基因產(chǎn)物的活性。細(xì)菌的感染治療：用各種噬菌體的混合制劑局部外用或口服治療因耐抗生素等而久治不愈的患者。如：術(shù)后綠膿桿菌感染、菌痢患者大腸桿菌感染以及呼吸道的金黃色葡萄球菌感染。噬菌體的應(yīng)用鑒定細(xì)菌的分型；14腸道菌噬菌體：傷寒菌、痢疾菌、腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、鏈球菌和葡萄球菌等噬菌體。存在于患者的糞便、醫(yī)院污水、臨床標(biāo)本及外科病房膿液等。常用于細(xì)菌感染治療的噬菌體腸道菌噬菌體：傷寒菌、痢疾菌、腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠15單價(jià)噬菌體：只能寄生在一個(gè)“變種”的細(xì)菌細(xì)胞上，甚至只能在一定的菌株上寄生例：水稻白葉枯病菌、細(xì)菌性條斑病菌的檢驗(yàn)應(yīng)用噬菌體檢驗(yàn)原核微生物種子脫殼、磨碎6g穎殼+25ml0.1%蛋白胨水,4℃浸泡30min低速離心30min，留沉淀2ml轉(zhuǎn)三角瓶中振蕩5min,+0.2ml(109pfu/ml)噬菌體30℃振蕩吸附10min+2ml抗血清中和5min立即+16ml蛋白胨水稀釋適當(dāng)稀釋在含指示菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)12h,計(jì)數(shù)pfu與對(duì)照比較定性或定量單價(jià)噬菌體：只能寄生在一個(gè)“變種”的細(xì)菌細(xì)胞上，甚至應(yīng)用噬16λ噬菌體—理想的克隆載體由于噬菌體的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡(jiǎn)單，故廣泛用于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)機(jī)理的研究。而λ噬菌體在分子克隆中扮演著重要角色。λ噬菌體以前噬菌體方式存在于E.coliK12株系中，利用紫外線誘導(dǎo)可以釋放λ噬菌體，可感染已經(jīng)喪失了λ噬菌體的E.coli株系。λ噬菌體—理想的克隆載體由于噬菌體的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡(jiǎn)單17λ噬菌體具有：λ-DNA可在體外包裝成病毒顆粒，高效感染大腸桿菌；可把25Kb長(zhǎng)的外源DNA插入λ-DNA，引入受體細(xì)胞；重組λ-DNA的篩選和保藏較易，常作為分子克隆載體。λ噬菌體在大腸桿菌中繁殖有兩條途徑：裂解生長(zhǎng)整合到宿主染色體中復(fù)制。λ噬菌體具有：λ噬菌體在大腸桿菌中繁殖有兩條途徑：18EscherichiacoliPhageλEscherichiacoliPhageλ19噬菌體展示技術(shù)

（Phagedisplaytechniques）一種基因表達(dá)和表達(dá)產(chǎn)物親和選擇相結(jié)合的技術(shù)。以經(jīng)過(guò)改建的噬菌體為載體，把外源基因插入噬菌體外殼蛋白質(zhì)基因pIII或PVIII區(qū)，從而使表達(dá)的外源肽顯露在噬菌體顆粒的表面，并使表達(dá)產(chǎn)物呈現(xiàn)良好的空間構(gòu)型、由此提供可用親和免疫純化法篩選表達(dá)特異肽的噬菌體，并通過(guò)測(cè)定插入的DNA序列，推斷所表達(dá)目的基因的氨基酸序列。用活的噬菌體方便而高效地篩選目的基因，或檢測(cè)基因產(chǎn)物的活性。噬菌體展示技術(shù)

（Phagedisplaytechniq20Phagedisplaytechniques構(gòu)建噬菌體展示文庫(kù)——以一組隨機(jī)多肽編碼序列或基因群體插入噬菌體展示載體。(每個(gè)噬菌體粒子只展示一種序列的外源肽鏈)篩選——親和選擇方法挑選出帶有外源基因的重組噬菌體擴(kuò)增——再感染E.coli。用于抗體基因文庫(kù)、cDNA文庫(kù)、隨機(jī)多肽基因文庫(kù)和突變基因文庫(kù)構(gòu)建/篩選等研究Phagedisplaytechniques構(gòu)建噬菌體展21Phagedisplaytechniques興于1990S初，簡(jiǎn)化了抗體庫(kù)構(gòu)建及單克隆抗體的篩選過(guò)程，很快應(yīng)用于人工抗體制備，并迅速擴(kuò)展到生物學(xué)等其他許多領(lǐng)域。一般使用絲狀噬菌體，外源基因插入到噬菌體展示載體上，使其與編碼噬菌體外殼蛋白基因相連，從而使外源基因編碼的多肽或蛋白質(zhì)與外殼蛋白以融合蛋白形式展示在噬菌體表面，被展示的多肽蛋白可保持相對(duì)獨(dú)立的空間結(jié)構(gòu)和生物活性。Phagedisplaytechniques興于199022E.colifilamentousPhagefdE.colifilamentousPhagefd23

本章要點(diǎn)噬菌體的一般形態(tài)噬菌體的危害與應(yīng)用噬菌體展示技術(shù)本章要點(diǎn)24第九章噬菌體噬菌體(Bacteriophage)又稱細(xì)菌病毒(bacterialvirus)，具有其它病毒的共同特性。在自然界中分布廣泛，土壤、空氣、水中或生物體內(nèi)都可存在。據(jù)噬菌體與宿主細(xì)胞的關(guān)系可分為:烈性噬菌體（virulentphage）溫和噬菌體（temperatephage）據(jù)噬菌體的核酸類型、粒子形狀和有無(wú)囊膜存在，可分為12個(gè)科。第九章噬菌體噬菌體(Bacteriophage)又稱細(xì)菌25噬菌體噬菌體26噬菌體噬菌體27噬菌體噬菌體28ElectronmicrographofssRNAphageMS2attachedtoFpili.Virionsattachalongthelengthofthesexpilusviathematurationprotein.ElectronmicrographofssRNAp29噬菌體的危害主要存在于發(fā)酵工業(yè)。如乳制品、酶制劑、氨基酸、有機(jī)溶劑、抗生素、微生物農(nóng)藥和菌肥生產(chǎn)等。一旦發(fā)生噬菌體污染，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵異常、倒罐,使工業(yè)生產(chǎn)遭到嚴(yán)重?fù)p失。微生物發(fā)酵污染分析(比例%)發(fā)酵產(chǎn)品空氣系統(tǒng)環(huán)境污染設(shè)備消毒操作管道二級(jí)種子

味精

30.3333.2514.6310.734.071.63

抗生素11.1333.8519.969.6425.39噬菌體的危害主要存在于發(fā)酵工業(yè)。如乳制品、酶制劑、氨基酸、有30噬菌體的危害發(fā)酵液受噬菌體污染時(shí)出現(xiàn)：發(fā)酵周期延長(zhǎng)C源消耗緩慢發(fā)酵液變清，鏡檢有大量異常菌體發(fā)酵產(chǎn)物不形成或少敏感菌檢查有噬菌斑電鏡檢查有噬菌體粒子噬菌體的危害發(fā)酵液受噬菌體污染時(shí)出現(xiàn)：311.不用可疑菌種2.環(huán)境衛(wèi)生3.不排放或丟棄活菌液4.注意通氣質(zhì)量5.管道及發(fā)酵罐滅菌徹底6.篩選抗性菌種7.嚴(yán)格執(zhí)行會(huì)客制度預(yù)防噬菌體污染1.不用可疑菌種預(yù)防噬菌體污染32發(fā)現(xiàn)污染后及時(shí)采取措施：1.盡快提取產(chǎn)品2.藥物抑制(金屬螯合劑、表面活性劑等)3.改用抗噬菌體生產(chǎn)菌株噬菌體的防治發(fā)現(xiàn)污染后及時(shí)采取措施：噬菌體的防治33丙酮丁醇梭菌噬菌體（Clostridiumacetobutylicumphage）

在丙酮丁醇連續(xù)發(fā)酵的工業(yè)生產(chǎn)中，容易受到該噬菌體的侵染，危害極大。常見(jiàn)的異常發(fā)酵有：發(fā)酵停止，不產(chǎn)生氣泡，醪液上層澄清，呈暗黑色，出現(xiàn)睡眠癥。正常發(fā)酵12-18h，丙酮產(chǎn)量可達(dá)200mg/L，異常發(fā)酵時(shí)達(dá)到相同水平則需36-42h，丁醇量也偏低，醪液的蒸餾效率低于正常的10-20%。現(xiàn)分離獲得的丙酮丁醇梭菌噬菌體為肌尾和長(zhǎng)尾噬菌體科。丙酮丁醇梭菌噬菌體

34國(guó)內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)菌株——鈍齒棒桿菌(T6-13)普遍發(fā)生噬菌體的污染，導(dǎo)致：生產(chǎn)延滯或產(chǎn)酸降低，甚至倒罐，給味精生產(chǎn)造成較嚴(yán)重的損失。目前國(guó)內(nèi)分離的噬菌體在形態(tài)上相似。根據(jù)血清學(xué)可分成兩型：B271和B275，有四種類型的噬菌斑。預(yù)防：輪換使用不同菌株，避免被迫停產(chǎn)。鈍齒棒桿菌噬菌體國(guó)內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)菌株——鈍齒棒桿菌(T6-13)鈍齒棒桿菌噬35蘇云金芽孢桿菌——防治農(nóng)林害蟲生產(chǎn)過(guò)程中易受噬菌體的侵染，嚴(yán)重影響了細(xì)菌農(nóng)藥的生產(chǎn)和應(yīng)用。

蘇云金芽孢桿菌噬菌體的特征：

頭部為多面體，有頸部，尾部由尾管和尾鞘組成。

蘇云金芽孢桿菌噬菌體蘇云金芽孢桿菌——防治農(nóng)林害蟲蘇云金芽孢桿菌噬菌體36紅霉素鏈霉菌噬菌體（Streptomyceserythreusphage）紅霉素發(fā)酵液污染噬菌體后，往往在數(shù)小時(shí)至十幾小時(shí)突然出現(xiàn)發(fā)酵液變稀，氨態(tài)氮上升，pH值升高，菌絲自溶，細(xì)胞破碎，一般噬菌體數(shù)可達(dá)1010pfu/ml以上。均為有尾噬菌體科。

P13,P8和P9

紅霉素鏈霉菌噬菌體紅霉素發(fā)酵液污染噬菌體后，往往在數(shù)小時(shí)至十37噬菌體的應(yīng)用鑒定細(xì)菌的分型；重要的實(shí)驗(yàn)工具和最理想的材料；預(yù)防和治療傳染性疾病；測(cè)定輻射劑量；檢測(cè)植物病原菌；篩選目的基因或檢測(cè)基因產(chǎn)物的活性。細(xì)菌的感染治療：用各種噬菌體的混合制劑局部外用或口服治療因耐抗生素等而久治不愈的患者。如：術(shù)后綠膿桿菌感染、菌痢患者大腸桿菌感染以及呼吸道的金黃色葡萄球菌感染。噬菌體的應(yīng)用鑒定細(xì)菌的分型；38腸道菌噬菌體：傷寒菌、痢疾菌、腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、鏈球菌和葡萄球菌等噬菌體。存在于患者的糞便、醫(yī)院污水、臨床標(biāo)本及外科病房膿液等。常用于細(xì)菌感染治療的噬菌體腸道菌噬菌體：傷寒菌、痢疾菌、腸球菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠39單價(jià)噬菌體：只能寄生在一個(gè)“變種”的細(xì)菌細(xì)胞上，甚至只能在一定的菌株上寄生例：水稻白葉枯病菌、細(xì)菌性條斑病菌的檢驗(yàn)應(yīng)用噬菌體檢驗(yàn)原核微生物種子脫殼、磨碎6g穎殼+25ml0.1%蛋白胨水,4℃浸泡30min低速離心30min，留沉淀2ml轉(zhuǎn)三角瓶中振蕩5min,+0.2ml(109pfu/ml)噬菌體30℃振蕩吸附10min+2ml抗血清中和5min立即+16ml蛋白胨水稀釋適當(dāng)稀釋在含指示菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)12h,計(jì)數(shù)pfu與對(duì)照比較定性或定量單價(jià)噬菌體：只能寄生在一個(gè)“變種”的細(xì)菌細(xì)胞上，甚至應(yīng)用噬40λ噬菌體—理想的克隆載體由于噬菌體的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡(jiǎn)單，故廣泛用于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)機(jī)理的研究。而λ噬菌體在分子克隆中扮演著重要角色。λ噬菌體以前噬菌體方式存在于E.coliK12株系中，利用紫外線誘導(dǎo)可以釋放λ噬菌體，可感染已經(jīng)喪失了λ噬菌體的E.coli株系。λ噬菌體—理想的克隆載體由于噬菌體的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡(jiǎn)單41λ噬菌體具有：λ-DNA可在體外包裝成病毒顆粒，高效感染大腸桿菌；可把25Kb長(zhǎng)的外源DNA插入λ-DNA，引入受體細(xì)胞；重組λ-DNA的篩選和保藏較易，常作為分子克隆載體。λ噬菌體在大腸桿菌中繁殖有兩條途徑：裂解生長(zhǎng)整合到宿主染色體中復(fù)制。λ噬菌體具有：λ噬菌體在大腸桿菌中繁殖有兩條途徑：42EscherichiacoliPhageλEscherichiacoliPhageλ43噬菌體展示技術(shù)

（Phagedisplaytechniques）一種基因表達(dá)和表達(dá)產(chǎn)物親和選擇相結(jié)合的技術(shù)。以經(jīng)過(guò)改建的噬菌體為載體，把外源基