酵母双杂交自激活现象
人CDK2-AP1(DOC-1)酵母双杂交诱饵质粒自激活作用鉴定
Ｃ Ａ Ｏ Ｌ ｉ － ｘ ｕ ｅ Ｊ ｌ Ｎ Ｗ ｅ ｉ ， Ｚ Ｈ Ｅ ＮＧＪ ｕ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ — Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆＯ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｘ ｉ ｌ ｌ ｏ ｆ ａ ｃ ｉ ａ ｌ Ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ ｙ ， Ｓ ｗｍ ａ ｔ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｆ ｏ ｕ ｒ ｔ ｈ
ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ ｓ ｖ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｐ １ ２ Ｄ ０ ｃ 。 ‘ ｃ ０ Ｋ ２ ‘ Ａ Ｐ １Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｉ ｔ ｐ ｌ ａ ｓ ｍｉ ｄ ｐ ＢＤ． Ｄ ＯＣ． １ ｗ ａ ｓ
倪 前伟 孙 沫逸 戴 建武 韩津 曹立 雪 金 伟 郑军 李建虎
【 摘要 】 目的 验证诱饵质粒 ｐ Ｂ Ｄ — Ｄ Ｏ Ｃ 一 １ 在酵母双杂 交系统 的 自 激 活性及毒性 作用 ， 为应用 酵母双杂交 系
统（ ｙ ｅ ａ ｓ ｔ ｔ ｗ ｏ — ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 筛选与 ｐ １ ２ 。 ｃ Ｄ Ａ Ｐ 相互作用 的蛋 白建立实验基 础。方法 将诱饵质粒 ｐ Ｂ Ｄ — Ｄ Ｏ Ｃ 一 １ 转化到酵母细胞 ＭＡ Ｖ ２ ０ ３中， 检测诱饵蛋 白有无毒性和 自激 活作用 。同时利用 对照质粒组筛选 组氨酸 （ Ｈ ｉ ｓ ） 本 底 表达抑 制剂 ３ Ａ Ｔ（ ３ 一 氨 基． １ ， ２ ， ４ 一 三唑） 的合适 工 作浓 度 。结 果 诱 饵 质粒 ｐ Ｂ Ｄ ・ Ｄ Ｏ Ｃ — ｌ成 功转 化 到 酵母 细 胞 ＭＡ Ｖ ２ ０ ３中， 对宿 主酵母细胞无毒性 ， 对报告基 因无 自激 活作用 。确定 了组氨酸 （ Ｈｉ ｓ ） 本底 表达抑制 剂 ３ Ａ Ｔ（ ３ ・ 氨 基． １ ， ２ ， ４ ． 三唑 ） 的合适工作浓度。结论 诱饵 质粒 ｐ Ｂ Ｄ — Ｄ Ｏ Ｃ 一 １ 可 以用于酵母 双杂交实验 ， 为进一步运用酵。
酵母双杂（共转）
酵母双杂（共转）酵母双杂交的原理及实验步骤吴健2015.12.25一酵母双杂交的原理在酵母细胞中，有半乳糖存在的情况下，GAL4 可以激活半乳糖代谢酶GAL1的转录。
GAL4 蛋白包含两个结构域，单独的N 端的结构域(BD)可以特异地结合DNA 但是不能够激活转录；单独的C 端包含一个激活区域（AD）但是如果不能结合到17-mer 上游激活序列USA G 也不能激活转录。
将来自大肠杆菌的LecA DNA 结合域BD 和酵母的GAL4 转录激活域AD 重组后，在酵母中实现了下游基因的转录激活。
说明转录因子的BD 和AD 功能域可相互独立地发挥各自的作用，并且在重组后仍然具有基因转录的活性(Brent and Ptashne, 1985)。
酵母双杂交系统就是在这一分子基础上开发出来的，GAL4 的BD 和AD，分别与能够互作的蛋白X 和Y 融合表达。
由于XY 蛋白的结合，实现了GAL4 的BD 和AD 重组，GAL4 就重新获得了转录活性，转录因子就可以驱动报告基因表达(Fields and Song, 1989)。
除了将两个杂合载体BD-X 或AD-Y 转化入同一酵母细胞外，利用两个不同性别的酵母杂交（mating）也是实现BD 和AD 蛋白重组和蛋白互作检测的有效方法(Bendixen et al., 1994)。
Fig1. 酵母双杂原理图Fig2. 常用两种酵母菌的基因型Fig3. 常用两种酵母菌的报告基因Fig4. 常用AD和BD载体图Fig5. 酵母双杂流程图二酵母双杂交的基本步骤1 酵母感受态的制备配制培养酵母YPAD 培养基，以及筛选和转化酵母的SD 培养基，灭菌备用。
1) 用灭菌的接种环从保存的菌种中挑取一小块，在YPAD 培养基上划线分离单菌落，在30℃培养箱中倒置培养 3 d 活化菌种；2) 用灭菌的接种环挑取一个2-3 mm，生长时间小于一个月的单克隆到3 ml 的YPAD 培养基中，剧烈震荡1 min，打散所有的细胞块，30℃震荡培养8 h；3) 接种5 μl 的培养物到含有50 ml YPAD 的250 ml 的烧瓶中，30℃，250 r/min 震荡培养20 h，直到OD 600 =0.3；4) 700 g 室温离心5 min，去除上清，用100 ml 的YPAD 重悬细胞块，30℃230-250 r/min 震荡培养3-5 h，直到OD 600 =0.4-0.5；5) 700 g 室温离心5 min，去除上清，用60 ml 的灭菌的dd H2O 重悬细胞块；6) 700 g 室温离心5 min，去除上清，用3 ml 的1.1×TE/LiAc 溶液重悬细胞块；7) 将上清分装到2 个无菌的1.5 ml 的离心管，室温13200 g 离心15 sec；8) 去除上清，用600 μl 1.1×TE/LiAc 溶液悬浮细胞块，感受态制备完成。
酵母双杂交系统原理(一)
酵母双杂交系统原理(一)酵母双杂交系统1. 什么是酵母双杂交系统？•酵母双杂交系统是一种常用的蛋白质相互作用研究方法，用于测试两个蛋白质是否相互作用，并进一步研究其相互作用的特点和机制。
•这个系统基于酵母菌（酿酒酵母或拟南芥酵母）的特性，当两个蛋白质相互作用时，可以触发酵母的生长或表达特定的报告基因。
2. 酵母双杂交系统的原理•酵母双杂交系统基于两个重要的分子域：DNA结合域（DBD）和激活域（AD）。
•DBD通常来自于一个转录因子，可以与DNA结合并调节基因的转录水平。
•AD则是一个激活域，可以与其他蛋白质相互作用并激活报告基因的表达。
•在酵母双杂交系统中，将待测蛋白的DBD与一个对照蛋白的AD 融合，构建成DBD-融合蛋白，而待测蛋白的AD与一个对照蛋白的DBD融合，构建成AD-融合蛋白。
•当两个融合蛋白相互作用时，DBD和AD相互结合，激活报告基因的表达，从而观察到酵母生长或报告基因的表达。
3. 酵母双杂交系统的应用•酵母双杂交系统广泛应用于蛋白质相互作用和功能研究领域。
•可以用于筛选蛋白质相互作用的伙伴，发现新的蛋白质复合物。
•可以用于研究蛋白质的亚细胞定位和功能等特性。
•可以用于研究蛋白质结构和功能的变异。
•可以用于研究蛋白质与其他生物分子（如DNA、RNA、小分子化合物等）的相互作用。
•可以用于研究蛋白质的信号传导途径和调控机制。
4. 酵母双杂交系统的优缺点优点：•酵母双杂交系统是一种简单、快速、高通量的方法，可以同时测试多个蛋白质相互作用。
•可以研究蛋白质相互作用的强度和特异性。
•可以在活细胞环境下进行研究，更接近生物体内的情况。
缺点：•酵母双杂交系统可能存在假阳性和假阴性的问题，需要进行进一步的验证。
•酵母双杂交系统对蛋白质的折叠状态和局部结构要求较高，对于某些复杂蛋白质可能不适用。
•酵母双杂交系统无法直接观察蛋白质相互作用的动力学过程，只能得到静态的结果。
总结酵母双杂交系统是一种重要的蛋白质相互作用研究方法，基于酵母菌的特性，通过构建融合蛋白实现对蛋白质相互作用的测试。
酵母杂交实验常见问题——单杂知识及自激活检测篇
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酵母双杂交的原理
酵母双杂交的原理引言：酵母双杂交是一种常用的分子生物学技术，用于研究蛋白质相互作用以及蛋白质与DNA或RNA的相互作用。
本文将详细介绍酵母双杂交的原理及其在科研领域中的应用。
一、酵母双杂交的基本原理酵母双杂交技术是基于酵母细胞的遗传特性和蛋白质相互作用的原理而发展起来的。
其基本原理可简单概括为以下三个步骤：第一步：构建酵母双杂交载体将目标蛋白质分别与DNA的两个片段（称为“鱼饵”和“猎物”）融合，构建酵母双杂交载体。
鱼饵片段通常与DNA结合蛋白质相连，而猎物片段通常与转录激活蛋白质相连。
第二步：转化酵母细胞将构建好的酵母双杂交载体转化到酵母细胞中。
这里使用的是酵母的双杂交株，其特点是缺失了酵母中的两个转录因子基因。
第三步：筛选蛋白质相互作用在含有适当选择性培养基的培养条件下，酵母细胞将仅在存在蛋白质相互作用的情况下存活下来。
通过对酵母细胞进行筛选，可以筛选出与目标蛋白质相互作用的蛋白质。
二、酵母双杂交的应用酵母双杂交技术已经被广泛应用于生物学研究中，尤其是在蛋白质相互作用的研究方面。
以下是酵母双杂交技术在不同领域的应用：1. 蛋白质相互作用研究酵母双杂交技术是研究蛋白质相互作用的重要方法。
通过酵母双杂交技术，可以筛选出与目标蛋白质相互作用的蛋白质，进一步研究其功能和调控机制。
2. 蛋白质与DNA或RNA相互作用研究酵母双杂交技术也可以用于研究蛋白质与DNA或RNA的相互作用。
通过将目标蛋白质与DNA或RNA片段进行融合，可以筛选出与目标蛋白质相互作用的DNA或RNA序列。
3. 药物靶点筛选酵母双杂交技术在药物研发中也起到了重要的作用。
通过将潜在药物分子与蛋白质片段进行融合，可以筛选出与药物分子相互作用的蛋白质，从而寻找药物的靶点。
4. 疾病相关基因研究酵母双杂交技术也被广泛应用于疾病相关基因的研究中。
通过将疾病相关基因与其他基因片段进行融合，可以筛选出与疾病相关基因相互作用的蛋白质，进一步研究其功能和调控机制。
（完整版）酵母双杂交原理
（完整版）酵母双杂交原理酵母双杂交系统原理酵母双杂交系统(Yeast Two-hybrid System)由Fields和Song等首先在研究真核基因转录调控中建立。
典型的真核生长转录因子，如GAL4、GCN4、等都含有二个不同的结构域: 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。
二个结构域不但可在其连接区适当部位打开，仍具有各自的功能。
而且不同两结构域可重建发挥转录激活作用。
酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白－蛋白的相互作用。
主要有二类载体: a 含DNA -binding domain的载体; b 含DNA-activating domain的载体。
上述二类载体在构建融合基因时，测试蛋白基因与结构域基因必须在阅读框内融合。
融合基因在报告株中表达，其表达产物只有定位于核内才能驱动报告基因的转录。
例如GAL4-bd具有核定位序列(nuclear-localization sequence)，而GAL4-ad没有。
因此，在GAL4-ad氨基端或羧基端应克隆来自SV40的T-抗原的一段序列作为核定位的序列。
双杂交系统的另一个重要的元件是报道株。
报道株指经改造的、含报道基因(reporter gene)的重组质粒的宿主细胞。
最常用的是酵母细胞，酵母细胞作为报道株的酵母双杂交系统具有许多优点: 〈1〉易于转化、便于回收扩增质粒。
〈2〉具有可直接进行选择的标记基因和特征性报道基因。
〈3〉酵母的内源性蛋白不易同来源于哺乳动物的蛋白结合。
一般编码一个蛋白的基因融合到明确的转录调控因子的DNA －结合结构域(如GAL4-bd，LexA-bd)；另一个基因融合到转录激活结构域(如GAL4-ad，VP16)。
(完整版)酵母双杂交原理
酵母双杂交系统原理酵母双杂交系统(Yeast Two-hybrid System)由Fields和Song等首先在研究真核基因转录调控中建立。
典型的真核生长转录因子，如GAL4、GCN4、等都含有二个不同的结构域: 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。
二个结构域不但可在其连接区适当部位打开，仍具有各自的功能。
而且不同两结构域可重建发挥转录激活作用。
酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白－蛋白的相互作用。
主要有二类载体: a 含DNA -binding domain的载体; b 含DNA-activating domain的载体。
上述二类载体在构建融合基因时，测试蛋白基因与结构域基因必须在阅读框内融合。
融合基因在报告株中表达，其表达产物只有定位于核内才能驱动报告基因的转录。
例如GAL4-bd具有核定位序列(nuclear-localization sequence)，而GAL4-ad没有。
因此，在GAL4-ad氨基端或羧基端应克隆来自SV40的T-抗原的一段序列作为核定位的序列。
双杂交系统的另一个重要的元件是报道株。
报道株指经改造的、含报道基因(reporter gene)的重组质粒的宿主细胞。
最常用的是酵母细胞，酵母细胞作为报道株的酵母双杂交系统具有许多优点: 〈1〉易于转化、便于回收扩增质粒。
〈2〉具有可直接进行选择的标记基因和特征性报道基因。
〈3〉酵母的内源性蛋白不易同来源于哺乳动物的蛋白结合。
一般编码一个蛋白的基因融合到明确的转录调控因子的DNA－结合结构域(如GAL4-bd，LexA-bd)；另一个基因融合到转录激活结构域(如GAL4-ad，VP16)。
酵母双杂交实验报告
酵母双杂交实验报告一、实验目的酵母双杂交技术是一种用于研究蛋白质之间相互作用的分子生物学方法。
本次实验的目的是通过构建酵母双杂交载体，转化酵母细胞，筛选出与目标蛋白相互作用的蛋白质，从而深入了解蛋白质在细胞内的功能和调控机制。
二、实验原理酵母双杂交系统基于真核转录调控因子的结构和功能特点。
转录调控因子通常由两个结构域组成：DNA 结合结构域（BD）和转录激活结构域（AD）。
这两个结构域单独存在时不能激活转录，但当它们在空间上足够靠近时，则能够协同作用，激活报告基因的表达。
在酵母双杂交系统中，将编码目标蛋白（“诱饵”蛋白）的基因与BD 构建融合表达载体，将待检测的蛋白（“猎物”蛋白）的基因与 AD 构建融合表达载体。
如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白相互作用，那么 BD 和 AD 就能够在空间上靠近，从而激活报告基因的表达。
通过检测报告基因的表达情况，就可以判断“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白是否存在相互作用。
三、实验材料与试剂1、菌株与载体酵母菌株：AH109载体：pGBKT7（含 BD 序列）、pGADT7（含 AD 序列）2、工具酶与试剂盒限制性内切酶：EcoRI、BamHI 等T4 DNA 连接酶质粒提取试剂盒PCR 试剂盒3、培养基YPD 培养基SD 缺失培养基（Leu、Trp、His、Ade 等）4、试剂氨苄青霉素卡那霉素XαGal3-AT（3-氨基-1,2,4-三唑）5、实验仪器恒温培养箱离心机PCR 仪电泳仪凝胶成像系统四、实验步骤1、目的基因的扩增通过 PCR 技术从 cDNA 文库或基因组 DNA 中扩增出目标蛋白和待检测蛋白的编码基因。
设计合适的引物，在引物的 5'端引入限制性内切酶的酶切位点。
2、载体的构建分别用限制性内切酶对目的基因和载体进行双酶切，然后通过 T4 DNA 连接酶将目的基因连接到载体上。
将连接产物转化到大肠杆菌感受态细胞中，筛选出阳性克隆，提取质粒进行酶切鉴定和测序验证。
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D o th e s e p ro te in s b in d ?
Y
X
X
X Y
o u r t w o h y b r i d p r o t e i n s b i n d !
yes, we have expression of the reporter indicating that the proteins bind!
Y
t h u s f o r m i n g a f u n c t i o n a l t r a n s c r i p t i o n a c t i v a t o r . . . X
Y
do we get expression of the reporter?
r e p o r t e r g e n e
阳性克隆的筛选：
将在SD/-Trp培养基上长出的酵母菌落转移到SD/-His培 养基上进行筛选。30℃培养2天，检查生长情况。 对生长状态较好的单克隆进行β-半乳糖苷酶活性分析。
β-半乳糖苷酶活性分析（酵母克隆滤纸显色分析）
1. 取2ml的Z缓冲液/X- gal溶液润透2张滤纸；
2. 小心取一张滤纸覆盖于生长有转化子的平皿上，用涂布棒小心赶出气 泡，使滤纸尽可能与酵母菌接触（1min）；
自激活原理
GAL4BD Transcription factors
X
X
r e p o r t e r g e n e
His, β-gal
YPDA培养基
YPDA 蛋白胨 酵母提取物 琼脂 0.2%ade 葡萄糖 液体 500ml 10g 5g —— 10ml 10g 固体 100ml 2g 1g 2g 2ml 2g
D N A b i n d i n g d o m a i n
U A S ( u p s t r e a m a c t i v a t i o n s e q u e n c e )
t r a n s c r i p t i o n m a c h i n e r y
g e n e
Yeast two-hybrid system:
GAL4分子的BD可以同上游激活序列 (upstream activating sequence,UAS)结合。 AD则能激活UAS下游的基因进行转录。 单独的BD和AD都不能激活UAS的下游 基因，它们之间只有通过某种方式结合 在一起才具有完整的转录激活功能。
Yeast two-hybrid system:
Yeast two-hybrid system:
a genetic assay for detecting protein-protein interactions Regulation of gene expression in yeast
t r a n s c r i p t i o n a c t i v a t o r
His, β-gal
一般情况下，单独的 BD 可以与 GAL4 上游活化序列（ GAL UAS ）结合，但不能 引起转录。然而，将一段具有转录激活活性 的转录因子基因构建到 BD 载体上，若其表 达产生的 BD 单独与 UAS 结合也可以引起 下游报告基因的转录，那么就称之为酵母双 杂中的自激活现象。反过来，可以利用这种 自激活现象来验证某个转录因子是否具有转 录激活活性。
上，即成为酵母感受态细胞。
（只能现做现用，不能贮存，室温只能放置1-2hr）。
酵母转化
1. 鲑鱼精 DNA（20μg/μl）沸水中煮20min，冰上冷却10min。 2. 加入100μl酵母感受态细胞、1~2μl构建质粒（约200ng）、100μg鲑 鱼精、600μl TE-LiAc-PEG，变速涡旋10s~1min至混匀。 3. 30℃，200rpm/min，恒温摇床振荡30min。 4. 加入70μl DMSO，温和颠倒混匀。 5. 42℃水浴热休克15min，后冰浴10min。 6. 常温下，3000rpm离心10s；弃上清（去干净），用0.5ml 1×TE重悬 细胞。（ 1×TE室温只能放置1~2hr） 7. 将转化后的酵母培养于SD/-Trp培养基上，30℃倒置培养约3-5天，直 至出现菌落。
0.2g ade定容至 100ml → 0.2%的ade母液
pH 6.5
灭菌 121℃ 15min
正对照：pGAL4
负对照： pBD-GAL4
酵母菌株感受态细胞制备：
1. 将-70℃下冻存的酵母菌在YPAD平板上划线，倒置于30℃培养2-3天。 2. 挑取2-4个大菌落（直径2-3mm）于1.5ml YPAD液体培养基中，剧烈震 荡5min，打散菌落，接种于50ml YPAD液体培养基中（250ml三角 瓶），230-250转/min，30℃培养18-24hr。 3. 取菌液测定其OD600值，需达到1.5。若不到，再培养1~2hr，若还不到， 换单克隆重摇。 4. 取50ml菌液于300mlYPAD培养基中（1-2L大三角瓶），30℃， 230rpm，摇培3hr，至 OD600值为0.4~0.6。 5. 4000rpm 5min 于常温收集菌体，重复一次。 6. 室温下1000g离心5min，去上清，加入50ml 超纯水清洗悬浮3次。 7. 1000g离心5min，弃上清，用新配的1.5ml 1×TE/LiAc重悬细胞，置冰
a genetic assay for detecting protein-protein interactions
Regulation of gene expression in yeast
t r a n s c r i p t i o n a c t i v a t o r
a c t i v a t i o n d o m a i n
酵母双杂交自激活 现象
一、原理
真核生物的转录因子是由两个可以分开的、 功能上相互独立的结构域(domain)组成的。
酵母的转录激活因子GAL4，在N端有一个 由147个氨基酸组成的DNA结合域(DNA binding domain,BD)，C端有一个由113个 氨基酸组成的转录激活域(transcription activation domain,AD)。
a c t i v a t i o n d o m a i n
D N A b i n d i n g d o m a i n
U A S ( u p s t r e a m a c t i v a t i o n s e q u e n c e )
t r a n s c r i p t i o n m a c h i n e r y
3. 用一根针在滤纸上刺个小孔以标记菌落位置，用镊子轻轻取出滤纸， 沾有菌的面朝上置液氮中10s，夹出滤纸，室温解冻；重复3次； 4. 沾有菌的面朝上，紧贴于预先用Z缓冲液/X-gal溶液润透过的那张滤纸 上，同时吸掉多余的Z缓冲液/X-gal溶液； 5. 沾有菌的面朝上，纸间不要有气泡，放置于30℃温箱3-8h，观察酵母 的颜色变化。
a genetic assay for detecting protein-protein interac.
X
Y
and the question, do these two protein bind each other?
One way of answering this question is to use the yeast two hybrid method.