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酵母雙雜交系統

1.原理

    酵母雙雜交系統的建立得力于對真核細胞調控轉錄起始過(guò)程的認識。研究發(fā)現,許多真核生物的轉錄激活因子都是由兩個(gè)可以分開(kāi)的、功能上相互獨立的結構域(domain)組成的。例如,酵母的轉錄激活因子GAL4,在N端有一個(gè)由147個(gè)氨基酸組成的DNA結合域(DNA binding domain,BD),C端有一個(gè)由113個(gè)氨基酸組成的轉錄激活域(transcription activation domain,AD)。GAL4分子的DNA結合域可以和上游激活序列(upstream activating sequence,UAS)結合,而轉錄激活域則能激活UAS下游的基因進(jìn)行轉錄。但是,單獨的DNA結合域不能激活基因轉錄,單獨的轉錄激活域也不能激活UAS的下游基因,它們之間只有通過(guò)某種方式結合在一起才具有完整的轉錄激活因子的功能。


2.試驗流程
    酵母雙雜交系統正是利用了GAL4的功能特點(diǎn),通過(guò)兩個(gè)雜交蛋白在酵母細胞中的相互結合及對報告基因的轉錄激活來(lái)捕獲新的蛋白質(zhì),其大致步驟為:

2.1、視已知蛋白的cDNA序列為誘餌(bait),將其與DNA結合域融合,構建成誘餌質(zhì)粒。

2.2、將待篩選蛋白的cDNA序列與轉錄激活域融合,構建成文庫質(zhì)粒。

2.3、將這兩個(gè)質(zhì)粒共轉化于酵母細胞中。

2.4、酵母細胞中,已分離的DNA結合域和轉錄激活域不會(huì )相互作用,但誘餌蛋白若能與待篩選的未知蛋白特異性地相互作用,則可激活報告基因的轉錄;反之,則不能。利用4種報告基因的表達,便可捕捉到新的蛋白質(zhì)。


3.特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
蛋白--蛋白相互作用是細胞進(jìn)行一切代謝活動(dòng)的基礎。酵母雙雜交系統的建立為研究這一問(wèn)題提供了有利的手段和方法。
缺點(diǎn)
    盡管該系統己被證實(shí)為一種非常有效的方法,但它也有自身的缺點(diǎn)和問(wèn)題。1、它并非對所有蛋白質(zhì)都適用,這是由其原理所決定的。雙雜交系統要求兩種雜交體蛋白都是融合蛋白,都必須能進(jìn)入細胞核內。因為融合蛋白相互作用激活報告基因轉錄是在細胞核內發(fā)生的。2、假陽(yáng)性的發(fā)生較為頻繁。所謂假陽(yáng)性,即指未能與誘餌蛋白發(fā)生作用而被誤認為是陽(yáng)性反應的蛋白。而且部分假陽(yáng)性原因不清,可能與酵母中其他蛋白質(zhì)的作用有關(guān)。3、在酵母菌株中大量表達外源蛋白將產(chǎn)生毒性作用,從而影響菌株生長(cháng)和報告基因的表達。
使用酵母雙雜交技術(shù)應注意的問(wèn)題

    真正明了酵母雙雜交技術(shù)的主要原理及篩選方法是進(jìn)行酵母雙雜交實(shí)驗的前提,構建成功的誘餌質(zhì)粒及大量的材料準備是進(jìn)行酵母雙雜交實(shí)驗的保證。只有明了雙雜交的原理,才有可能設計實(shí)驗進(jìn)程、才能有目的的進(jìn)行材料準備,并能對實(shí)驗結果作出預測與分析,尤其要對具體實(shí)驗中各種選擇性壓力培養基的使用目的要十分清楚。大量的材料準備、較長(cháng)的實(shí)驗流程是酵母雙雜交有別于其他實(shí)驗的特點(diǎn),而其操作技術(shù)本身并不十分困難。特別應提出的是,一個(gè)陽(yáng)性克隆的編號往往要被反復記錄多次,因此,要時(shí)時(shí)注意編號的正確性。另外,若從公司購得待篩選的酵母cDNA文庫,應注意不同的公司有不同的產(chǎn)品,且各公司的產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,要認真閱讀實(shí)驗指導手冊,以防出現失誤。


4.應用
研究已知蛋白間的相互作用、尋找在蛋白—蛋白相互作用中起關(guān)鍵作用的結構域、尋找與靶蛋白相互作用的新蛋白。相信隨著(zhù)分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展與推廣,酵母雙雜交技術(shù)在今后的蛋白質(zhì)組學(xué)研究中將發(fā)揮更大的作用。
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