2022-08-25

Yeast two-hybrid analysis

原理:

典型的真核生物转录因子,如GAL4、GCN4等都含有两个不同的结构域:DNA结合结构域(DNA-binding domain)和转录激活结构域(transcription-activating domain)。前者可识别DNA上的特异序列,并使转录激活结构域定位于所调节的基因的上游,转录激活结构域可同转录复合体的其他成分作用,启动它所调节的基因的转录。DNA-BD和AD单独分别作用并不能激活转录反应,但是当二者在空间上充分接近时,则呈现完整的GAL4转录因子活性并可激活UAS下游启动子,使启动子下游基因得到转录。
在酵母双杂交系统中,“诱饵”(bait)蛋白X构建至BD载体中,表达BD-X融合蛋白;“猎物”(prey)蛋白(待测试蛋白Y)构建至AD载体中,表达AD-Y融合蛋白。
如果bait和prey之间没有相互作用,BD和AD就不会与激活序列结合,报告基因也就不能被激活和表达;反之如果在酵母内,bait和prey相互作用且表达了,那么BD和AD就会与激活序列结合,下游报告基因(抗性筛选、蓝白斑筛选、营养缺陷型筛选等)也就被激活并进行表达。
故,bait和prey是否发生相互作用,即可通过对报告基因的激活表达与否进行检测。
【Reference】 [1]Fields S, Song O. A novel genetic system to detect protein-protein interactions. Nature. 1989 Jul 20;340(6230):245-6. doi: 10.1038/340245a0. PMID: 2547163

目前酵母双杂交实验采用的系统有 LexA 系统和 Gal4 系统两种。

商品化Matchmaker GAL4 酵母双杂交系统的组成:

  1. 载体质粒:pGADT7,pGBKT7,pGADT7-P53,pGBKT7-ADT,pGBKT7-Lam
  2. 酵母菌株:AH109(是Trp和Leu缺陷型菌株,无法在缺少Trp和Leu的培养基中生长,因此可以用来进行转化筛选)
    阳性对照:pGADT7-T,pGBKT7-P53
    阴性对照:pGADT7-T,pGBKT7-Lam
    (LaminC蛋白少与其它蛋白相互作用) 假阳性检测质粒
    实验组:pGADT7-X,pGBKT7-Y
    对照组:
    pGADT7-X,pGBKT7
    pGADT7,pGBKT7-Y
    pGADT7,pGBKT7
    说明:载体本身带有-Trp-Leu标记,质粒转化成功即可在二缺培养基上生长。若无相互作用,则四缺培养基无法生长。
    报告系统需要先检测自激活现象,如果存在自激活,没办法进行下去。

实验步骤可以参考:【Protocol】酵母双杂交技术原理及实验步骤http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1661392688&ver=4003&signature=UXFh33LpPElvVBsUQ1ssgFgpXHA84aTc*Y5HzDSZ0lUTMtpXkTfj1WzsZHjYGY0mEzY526F9QFCBrDy1Sb5g64YYFMODDWdbBxYC0z33-67gsP4A7EtePFqqJoWX3726&new=1
在30℃时,酵母约为2.5 h一代,可据此计算接入的菌量。
鲑鱼精 DNA 为短的线形单链 DNA,可包裹质粒 DNA,在酵母细胞摄取外源质粒
DNA 过程中发挥作用,促进质粒进入酵母细胞,另外还可保护质粒免于被 DNA 酶降解。鲑鱼精 DNA 溶于水,参考浓度 2mg/ml。
PEG/LiAC溶液作用:促进转化

酵母双杂交的局限性:

1.双杂交系统分析蛋白间的相互作用定位于细胞核内,而许多蛋白间的相互作用依赖于翻译后修饰,如糖基化、二硫键形成等,这些反应在核内无法进行。
2.酵母双杂交系统的一个重要的问题是"假阳性",就是自激活,所以实验前都应先对目的基因进行自激活检测。

没有酵母经验的同学推荐阅读
Clontech Yeast Protocols Handbook
https://www.takara.co.kr/file/manual/pdf/PT3024-1.pdf

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