Yeast two-hybrid system

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Yeast two-hybrid system 酵母双杂交体系 Yeast two-hybrid system

酵母双杂交 (yeast two hybrid) 技术是利用酵母遗传学方法分析蛋白质之间的相互作用的技术.

背景知识 真核生物转录起始前区域结构: -25bp区有:TATA 序列 称为Hogness盒或TATA box,为启动子核心序列。 上游更远处 增强子 统称顺式作用元件

转录因子 能直接或间接辨认和结合上游区段DNA的蛋白质----反式作用因子. 其中能直接或间接与RNA聚合酶结合的称为转录因子(TF). 真核生物的TFⅡ又分为TFⅡ A与TFⅡ B

真核生物转录起始前复合物 TFⅡD识别TATA TFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA复合体 TFⅡB为桥梁并提供结合表面,促使TFⅡF-RNA pol复合结构进入启动子核心区TATA. TFⅡE的ATPase分解ATP,解开DNA双螺旋. TFⅡH进入完成转录起始前复合物(PIC) 启动合成RNA第一个碱基.

真核转录因子的结构域 两个结构域 DNA结合结构域(DNA-binding domain,BD) 一个或多个与其他调控蛋白相互作用的转录激活结构域(activation domain,AD)

酵母转录因子GAL4结构特点 GAL4包括两个彼此分离的但功能必需的结构域. 两结构域:DNA结合域 转录激活域 特点:结构上可分开、功能上相互独立

基本原理 DNA结合域(DNA-BD):N端1-147氨基酸 转录激活域(AD):C端786-881氨基酸

DNA-BD:识别GAL4效应基因上游的激活序列(UAS) ,并与之结合 AD:通过同转录机制(transcription machinery)的其它成分之间的结合以启动上游激活序列(UAS)下游的基因转录。

用DNA重组技术,将DNA-BD和AD分开,并放在同一宿主细胞中表达。

将编码DNA-BD的基因与已知蛋白质Bait protein的基因构建在同一个表达载体上,在酵母中表达两者的融合蛋白BD-Bait protein。

将编码AD的基因和cDNA文库的基因构建在AD-LIBRARY表达载体上。 产生的GAL4 DNA-BD和AD多肽 不直接发生相互作用,不能激活相关的效应基因进行转录

同时用上述两种载体转化改造后的酵母,这种改造后的酵母细胞的基因组中不能产生GAL4。

Lac Z(报告基因) GAL4的DNA-BD和蛋白质X结合形成杂种蛋白,与GAL1的UAS序列结合,但由于无AD的参与,报告基因不转录。 (上游激活序列) Lac Z(报告基因) 启动子

GAL4的AD同蛋白质Y结合,形成的杂种蛋白,未与UAS序列结合,不能启动报导基因转录。 GAL1 UAS (上游激活序列) 启动子 Lac Z(报告基因)

通过此两个杂种蛋白中的X与Y的相互作用,在细胞内重建了GAL4的功能,启动报导基因表达。 GAL1 UAS (上游激活序列) 启动子 Lac Z(报告基因)

缺陷型宿主菌株 常见的有SF562和HF7c. 特点: 无表达GAL4转录激活因子的能力

载体------穿梭质粒 pGBT9, 又称DNA-BD质粒载体。靶基因插入可与GAL4-BD形成融合蛋白Ⅰ。 pGAD424,又称AD质粒载体。靶基因插入可与GAL4-AD形成融合蛋白Ⅱ。 二者均可在大肠杆菌和酿酒酵母中自主复制。 两种融合蛋白可在酵母中高表达。在核定位序列作用下,进入酵母细胞核内。

(ADH1:醇脱氢酶1)

实验程序 1 分别重组两种穿梭质粒载体。 2 分别导入E.coli培养。 3 分别提取两种质粒。 4 转化酵母菌 5 筛选阳性克隆

应用---蛋白质相互作用 筛选单抗 蛋白质-蛋白质相互作用 筛选酶抑制剂 …