什么是酵母双杂系统?【酵母双杂外包】
来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台
今天普拉特泽生物跟大家一起学习一个新的实验技术——酵母双杂交系统。酵母双杂交系统(Yeast two-hybrid system)的建立是基于对真核生物调控转录起始过程的认识。普拉特泽生物——分子检测平台长期承接酵母双杂实验代做,今天就来跟大家一起简单学习一下什么是酵母双杂系统。
酵母双杂交系统是将待研究的两种蛋白质分别克隆(融合)到酵母表达质粒的转录激活因子(如GAL4等)的DNA结合结构域(DNA-BD)和转录激活域(AD)上,构建成融合表达载体,从表达产物分析两种蛋白质相互作用的系统。
双杂交系统的建立得力于对真核生物调控转录起始过程的认识。细胞起始基因转录需要有反式转录激活因子的参与。80年代的工作表明,转录激活因子在结构上是组件式的(modular),即这些因子往往由两个或两个以上相互独立的结构域构成,其中有DNA结合结构域(DNA binding domain,简称为BD)和转录激活结构域(activation domain,简称为AD),它们是转录激活因子发挥功能所必需的。单独的BD虽然能和启动子结合,但是不能激活转录。而不同转录激活因子的BD和AD形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能。如酵母细胞的Gal4蛋白的BD与大肠杆菌的一个酸性激活结构域B42融合得到的杂合蛋白仍然可结合到Gal4结合位点并激活转录。
Fields等人的工作标志着双杂交系统的正式建立。他们以与调控SUC2基因有关的两个蛋白质Snf1和Snf2为模型,将前者与Gal4的BD结构域融合,另外一个与Gal4的AD结构域的酸性区域融合,由BD和AD形成的融合蛋白一般分别称之为“诱饵”(bait)和“猎物”或靶蛋白(prey or target protein)。发展起来的各种双杂交系统大多是以Fields等人建立的系统为基础的。
在双杂交鉴定过程中要经过两次转化,这个工作量是相当大的,特别是寻找新的作用蛋白质的时候尤其如此。Bendixen等人通过酵母接合型的引用,避免了两次转化操作,同时又提高了双杂交的效率。在酵母的有性生殖过程中涉及到两种配合类型:a接合型和α接合型,这两种单倍体之间接合(mating)能形成二倍体,但a接合型细胞之间或α接合型细胞之间不能接合形成二倍体。
酵母双杂交系统能在体内测定蛋白质的结合作用,具有高度敏感性。
主要是因为:
①采用高拷贝和强启动子的表达载体使杂合蛋白过量表达。
②信号测定是在自然平衡浓度条件下进行,而如免疫共沉淀等物理方法为达到此条件需进行多次洗涤,降低了信号强度。
③杂交蛋白间稳定性可被激活结构域和结合结构域结合形成转录起始复合物而增强,后者又与启动子DNA结合, 此三元复合体使其中各组分的结合趋于稳定。
④通过mRNA产生多种稳定的酶使信号放大。同时,酵母表型,X-Gal及HIS3蛋白表达等检测方法均很敏感。
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