酵母双杂交实验原理及具体步骤
酵母双杂交
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酵母双杂交
酵母双杂交是一种实验技术，用于研究酵母菌的互作关系和蛋白质相互作用。
该技术基于酵母菌的能力，通过融合两个不同的酵母菌菌株，实现蛋白质的相互作用检测。
酵母双杂交的原理是利用一对可活化转录因子的融合蛋白，一个与实验蛋白A结合，另一个与实验蛋白B结合。
当A和B结合时，转录因子活化，启动报告基因的表达。
这种实验设置允许检测蛋白质A和B之间的相互作用。
通过酵母双杂交实验，可以筛查大量的蛋白质相互作用，从而揭示酵母菌细胞中复杂的信号传导网络。
这种技术被广泛应用于研究酵母菌的生物学过程、蛋白质功能以及疾病机制等方面。
它为揭示蛋白质相互作用网络提供了一种系统的方法。
1。
酵母双杂交原理、操作方法
酵母双杂交系统1．原理酵母双杂交系统的建立得力于对真核细胞调控转录起始过程的认识。
研究发现，许多真核生物的转录激活因子都是由两个可以分开的、功能上相互独立的结构域(domain)组成的。
例如，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)。
GAL4分子的DNA 结合域可以和上游激活序列(upstream activating sequence，UAS)结合，而转录激活域则能激活UAS下游的基因进行转录。
但是，单独的DNA结合域不能激活基因转录，单独的转录激活域也不能激活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因子的功能。
2．试验流程酵母双杂交系统正是利用了GAL4的功能特点，通过两个杂交蛋白在酵母细胞中的相互结合及对报告基因的转录激活来捕获新的蛋白质，其大致步骤为: 2．1、视已知蛋白的cDNA序列为诱饵(bait)，将其与DNA结合域融合，构建成诱饵质粒。
2．2、将待筛选蛋白的cDNA序列与转录激活域融合，构建成文库质粒。
2．3、将这两个质粒共转化于酵母细胞中。
2．4、酵母细胞中，已分离的DNA结合域和转录激活域不会相互作用，但诱饵蛋白若能与待筛选的未知蛋白特异性地相互作用，则可激活报告基因的转录；反之，则不能。
利用4种报告基因的表达，便可捕捉到新的蛋白质。
3．特点优点蛋白--蛋白相互作用是细胞进行一切代谢活动的基础。
酵母双杂交系统的建立为研究这一问题提供了有利的手段和方法。
缺点尽管该系统己被证实为一种非常有效的方法，但它也有自身的缺点和问题。
1、它并非对所有蛋白质都适用，这是由其原理所决定的。
双杂交系统要求两种杂交体蛋白都是融合蛋白，都必须能进入细胞核内。
因为融合蛋白相互作用激活报告基因转录是在细胞核内发生的。
酵母双杂交操作步骤(中文翻译)
（酵母菌储存在-70℃中，引物和质粒DNA储存在-20℃中）概念：1. 次序转化:指的是先将一种质粒转化进酵母中（常是DNA-BD/bait plasmid），在选择培养基中选择出阳性克隆，之后再将另外一个质粒（AD fusion library）转化进去。
优点：就是比共转化使用更少的质粒DNA，也就是节约质粒DNA。
2. 共同转化：将两种质粒一起转化进酵母中。
优点：比次序转化更容易操作。
pGBKT7----的选择物是：kanamycin（卡那霉素）？pGADT7----的选择物是：ampicillin (氨苄西林) ？各种SD培养基：1)SD/-ade（腺嘌呤）/-leu（亮氨酸）/-trp（色氨酸）/-his （组氨酸）(1000 ml) （？“四缺”）酵母氮源（YNB）：6.7g ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.60g （购买来就配好的） ;葡萄糖 20g (即2%)2)SD/-leu/-trp/-his (1000 ml)酵母氮源（YNB）：6.7g ;-leu/-trp/-his DO supplement 0.62g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g. (即2%)3)SD/-leu/-trp (1000 ml) （？“二缺”）酵母氮源（YNB）：6.7g ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.64g （购买来就配好的）;葡萄糖 20g (即2%)4)SD/-leu (1000 ml)酵母氮源（YNB）：6.7g ;-leu DO supplement 0.69g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g (即2%)5)SD/-trp (1000 ml)酵母氮源（YNB）：6.7g ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.74g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g (即2%)注意：YNB有两种，一种含有硫酸胺，另外一种不含硫酸胺。
酵母双杂交实验 教案
酵母双杂交（Yeast Two-Hybrid）一、实验目的掌握酵母双杂交原理和方法。
二、实验原理酵母双杂交系统的原理是利用转录激活因子在结构上是组件式的，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, DB）和转录激活结构域（activation domain, AD），它们是转录激活因子发挥功能所必需的。
单独的DB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DB和AD形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能。
根据转录因子的这一特性，将BD 与已知的诱饵蛋白质X 融合，构建出BD-X质粒载体；将AD 基因与cDNA 文库，基因片段或基因突变体（以Y表）融合，构建AD-Y质粒载体。
两个穿梭质粒载体共转化至酵母体内表达。
蛋白质X 和Y的相互作用导致了BD与AD在空间上的接近，从而激活UAS 下游启动子调节的酵母菌株特定报告基因（如ADE2，HIS3，MEL1或 LacZ）等的表达，使转化体由于HIS3 或LEU2 表达，而可在特定的缺陷培养基上生长，同时因LacZ 表达而在X-Gal 存在下显蓝色。
图 1-1 酵母双杂交基本原理酵母双杂交系统在发展中增添了接合型酵母双杂交和反向酵母双杂交系统。
其中接合型双杂交系统就是已预先将文库转化了某个接合型的单倍体酵母，然后再和转化了诱饵质粒的相反接合型的单倍体进行接合，形成二倍体，并检测报告基因的表达。
酵母双杂交系统由三个部分组成：(1)与DBD融合的蛋白表达载体，被表达的蛋白称诱饵蛋白(bait)。
(2)与AD融合的蛋白表达载体，被表达的蛋白称靶蛋白(prey)。
(3)带有一个或多个报告基因的宿主菌株。
常用的报告基因有HIS3，URA3，LacZ和ADE2等。
而菌株则具有相应的缺陷型。
双杂交质粒上分别带有不同的抗性基因和营养标记基因。
这些有利于实验后期杂交质粒的鉴定与分离。
酵母双杂交系统常应用在：(1)研究两个已知蛋白是否存在相互作用，同一蛋白是否有自身相互作用以及相互作用的分子区域。
酵母双杂交操作步骤
（酵母菌储存在-70℃中，引物和质粒DNA储存在-20℃中）概念：1. 次序转化:指的是先将一种质粒转化进酵母中（常是DNA-BD/bait plasmid），在选择培养基中选择出阳性克隆，之后再将另外一个质粒（AD fusion library）转化进去。
优点：就是比共转化使用更少的质粒DNA，也就是节约质粒DNA。
2. 共同转化：将两种质粒一起转化进酵母中。
优点：比次序转化更容易操作。
pGBKT7----的选择物是：kanamycin（卡那霉素）pGADT7----的选择物是：ampicillin (氨苄西林)各种SD培养基：1)SD/-ade（腺嘌呤）/-leu（亮氨酸）/-trp（色氨酸）/-his （组氨酸）(1000 ml)（“四缺”）酵母氮源（YNB）： ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.60g （购买来就配好的） ;葡萄糖20g (即2%)2)SD/-leu/-trp/-his (1000 ml)酵母氮源（YNB）： ;-leu/-trp/-his DO supplement 0.62g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g. (即2%)3)SD/-leu/-trp (1000 ml) （“二缺”）酵母氮源（YNB）： ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.64g （购买来就配好的）;葡萄糖 20g (即2%)4)SD/-leu (1000 ml)酵母氮源（YNB）： ;-leu DO supplement 0.69g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g (即2%)5)SD/-trp (1000 ml)酵母氮源（YNB）： ;-ade/-leu/-trp/-his DO supplement 0.74g ; （购买来就配好的）葡萄糖 20g (即2%)注意：YNB有两种，一种含有硫酸胺，另外一种不含硫酸胺。
酵母双杂交步骤
酵母双杂交系统1．原理酵母双杂交系统的建立得力于对真核细胞调控转录起始过程的认识。
研究发现，许多真核生物的转录激活因子都是由两个可以分开的、功能上相互独立的结构域(domain)组成的。
例如，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)。
GAL4分子的DNA 结合域可以和上游激活序列(upstream activating sequence，UAS)结合，而转录激活域则能激活UAS下游的基因进行转录。
但是，单独的DNA结合域不能激活基因转录，单独的转录激活域也不能激活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因子的功能。
2．试验流程酵母双杂交系统正是利用了GAL4的功能特点，通过两个杂交蛋白在酵母细胞中的相互结合及对报告基因的转录激活来捕获新的蛋白质，其大致步骤为: 2．1、视已知蛋白的cDNA序列为诱饵(bait)，将其与DNA结合域融合，构建成诱饵质粒。
2．2、将待筛选蛋白的cDNA序列与转录激活域融合，构建成文库质粒。
2．3、将这两个质粒共转化于酵母细胞中。
2．4、酵母细胞中，已分离的DNA结合域和转录激活域不会相互作用，但诱饵蛋白若能与待筛选的未知蛋白特异性地相互作用，则可激活报告基因的转录；反之，则不能。
利用4种报告基因的表达，便可捕捉到新的蛋白质。
3．特点优点蛋白--蛋白相互作用是细胞进行一切代谢活动的基础。
酵母双杂交系统的建立为研究这一问题提供了有利的手段和方法。
缺点尽管该系统己被证实为一种非常有效的方法，但它也有自身的缺点和问题。
1、它并非对所有蛋白质都适用，这是由其原理所决定的。
双杂交系统要求两种杂交体蛋白都是融合蛋白，都必须能进入细胞核内。
因为融合蛋白相互作用激活报告基因转录是在细胞核内发生的。
酵母双杂交自激活
蛋白质相互作用在细胞生物学和疾病中的作用。
此外，酵母双杂交系统还可以用于筛选新的药物靶点或鉴定新
03
的治疗策略。
酵母双杂交系统的优缺点
优点
酵母双杂交系统具有高灵敏度和特异性，能够检测到低亲和力的相互作用。此外 ，它还具有高通量和高可重复性的特点，可以同时检测多个蛋白质之间的相互作 用。
缺点
然而，酵母双杂交系统也存在一些局限性。例如，它可能受到酵母细胞内其他因 素的影响，导致假阳性结果。此外，由于酵母细胞与人类细胞存在差异，因此某 些在酵母细胞中检测到的相互作用可能无法在人类细胞中重现。
蛋白质的相互作用可以通过多种方式进 在酵母双杂交实验中，了解蛋白质之间 行，例如通过蛋白质的直接接触或通过 的相互作用有助于预测自激活的可能性， 与它们相关的其他分子之间的相互作用。 并采取措施避免或减少这种现象的发生。
基因表达水平的影响
基因表达水平对酵母双杂交自激活也有重要影响。当一个基因的表达水平过高时， 它可能会产生过多的蛋白质，导致自激活。
2
该系统基于两种基本的酵母转录因子，即GAL4 和STE12，它们可以分别与DNA结合并激活转录。
3
当一个转录因子与另一个转录因子结合时，它们 可以形成一个杂合二聚体，从而激活转录。
酵母双杂交系统的应用
01
酵母双杂交系统被广泛应用于研究蛋白质之间的相互作用，特 别是在信号转导和转录调控领域。
02
它可以帮助科学家确定蛋白质相互作用的结构基础，以及研究
酵母双杂交自激活
目录
• 酵母双杂交系统简介 • 酵母双杂交自激活的发现与确认 • 酵母双杂交自激活的影响因素
目录
• 酵母双杂交自激活的调控策略 • 酵母双杂交自激活的实际应用 • 未来展望与研究方向
酵母双杂交步骤
酵母双杂交步骤酵母双杂交是一种常用的实验方法，用于研究基因之间的相互作用以及确定基因功能。
这种方法可以帮助科学家更好地理解生物学系统的复杂性，并为疾病的研究提供重要线索。
下面将介绍酵母双杂交的步骤及其意义。
进行酵母双杂交实验需要准备两个重要的构建：酵母表达载体和融合蛋白质的基因。
酵母表达载体通常包含启动子、选择标记基因和复制起点等元件，可以在酵母细胞中稳定表达外源基因。
而融合蛋白质的基因则是由研究人员设计合成，其中包含感兴趣的基因片段与激活结构域的融合。
将融合蛋白质的基因克隆到酵母表达载体中，构建成表达载体。
然后将这些表达载体分别转化到两株不同的酵母菌株中，形成两个亲本菌株。
接着，将这两个亲本菌株进行交配，使它们在同一酵母细胞内共存。
接下来，通过培养这个双杂交菌株，观察融合蛋白质是否发生相互作用。
如果两个融合蛋白质相互结合，可能会激活报告基因的表达，从而产生可检测的信号。
通过检测这些信号，可以初步判断这两个蛋白质之间是否存在相互作用。
为了验证这种相互作用的真实性，通常需要进行一系列的对照实验和进一步的验证。
例如，可以利用突变体蛋白质来确认相互作用位点，也可以通过共沉淀实验证明这种相互作用在细胞内是否真实发生。
酵母双杂交实验是一种简单而有效的方法，可以帮助科学家快速筛选出潜在的蛋白质相互作用，并为后续的深入研究提供基础。
通过这种方法，研究人员可以更好地理解生物学系统的复杂性，揭示基因之间的相互关系，为疾病的研究和治疗提供新的思路。
总的来说，酵母双杂交是一种重要的实验方法，对于生物学研究具有重要意义。
通过这种方法，科学家们可以揭示基因之间的相互作用，探索生物学系统的奥秘，为人类健康和疾病治疗提供新的思路和方法。
希望未来能有更多的科研工作者投入到这一领域，共同推动生命科学的发展和进步。
酵母双杂交系统原理
酵母双杂交系统原理
酵母双杂交系统是一种用于检测蛋白质相互作用的实验方法。
该系统利用酵母细胞中转录因子的功能来分析蛋白质与蛋白质之间的相互作用。
该系统的基本原理如下：
首先，选择一个酵母菌株，该菌株的基因组中包含了人类感兴趣的蛋白质的编码基因。
同时，构建两个酵母菌株的转录因子的变体，这两个转录因子变体分别包含感兴趣的蛋白质的结构域。
其中一个转录因子变体被命名为“BD融合蛋白”，另一个
转录因子变体被命名为“AD融合蛋白”。
然后，将这两个酵母菌株进行双杂交，使其杂交在一起。
如果感兴趣的蛋白质与其他蛋白质发生相互作用，那么这些蛋白质就能够重新组合形成一个完整的功能性转录因子。
这个功能性的转录因子可以结合到酵母细胞中的报告基因的启动子上，从而激活报告基因的表达。
通过检测和测量报告基因的表达水平，就可以确定感兴趣的蛋白质是否与其他蛋白质发生了相互作用。
需要注意的是，酵母双杂交系统虽然是一种有效的检测蛋白质相互作用的方法，但仍然有一些限制。
首先，该系统的结果并不能直接转化为体内或人体中的相互作用情况，因为在酵母细胞中的条件下进行的双杂交实验可能与真实情况存在差异。
其次，该方法可能存在假阳性或假阴性的情况，即可能会出现误判。
综上所述，酵母双杂交系统是一种通过利用酵母中的转录因子功能来检测蛋白质相互作用的实验方法。
通过对报告基因的表达水平进行测量，可以确定感兴趣的蛋白质是否与其他蛋白质发生了相互作用。
然而，该方法存在一些限制，需要谨慎分析和解释结果。
酵母双杂交技术
酵母双杂交技术引言酵母双杂交技术是一种常用的分子生物学技术，用于研究蛋白质-蛋白质相互作用。
该技术能够检测和分析细胞内发生的蛋白质-蛋白质相互作用，帮助科学家了解细胞信号传导、代谢途径和疾病发生机制。
本文将介绍酵母双杂交技术的原理、应用和优缺点。
原理酵母双杂交技术利用酵母细胞（通常是酿酒酵母）作为表达蛋白质的平台，通过操纵DNA序列，使得感兴趣的两个蛋白质分别与酵母细胞内的两个杂交域相连。
当两个蛋白质相互作用时，通过激活或抑制报告基因的表达来检测相互作用的发生。
具体来说，酵母双杂交技术包括以下几个步骤：1.构建融合基因表达质粒：将感兴趣的两个蛋白质的编码序列插入特定的表达质粒中，其中一个蛋白质与活化域相连，另一个蛋白质与靶向域相连。
2.转化酵母细胞：将构建好的表达质粒导入酵母细胞中，使其能够表达融合蛋白质。
3.遴选正交剪切位点：利用酵母细胞染色质中的正交剪切位点，确保融合蛋白质能够发挥其相互作用。
4.检测相互作用：通过报告基因（如荧光蛋白）的表达情况来检测融合蛋白质之间的相互作用程度。
一般来说，如果两个融合蛋白质相互作用，则报告基因被激活，表达结果可通过荧光显微镜观察或酵母细胞生长的特征来检测。
应用1.蛋白质相互作用网络研究：酵母双杂交技术可以帮助科学家构建蛋白质相互作用网络，了解细胞内不同蛋白质之间的相互关系和调控机制。
2.疾病相关蛋白质研究：酵母双杂交技术可以用于筛选和鉴定一些与疾病相关的蛋白质，帮助研究人员深入了解疾病的发生机制，并开发新的治疗方法。
3.药物靶点筛选：酵母双杂交技术可以用于筛选药物靶点，帮助研究人员发现新的药物靶点，从而加速药物研发过程。
优缺点酵母双杂交技术具有以下优点：•高通量：酵母双杂交技术可以同时检测大量蛋白质之间的相互作用，有助于加速研究的进程。
•对新蛋白质相互作用的发现：酵母双杂交技术可以帮助发现未知的蛋白质相互作用，有助于揭示新的细胞信号传导途径和代谢途径。
•相对简洁易行：酵母双杂交技术不需要复杂的实验设备，相对容易实施。
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酵母双杂交
原理：酵母双杂交（Yeast two-hybrid，Y2H）是一种常用的蛋白质相互作用研究技术，用于检测蛋白质间的物理相互作用关系。
其原理基于转录因子的两个功能域的可拆分性。
①转录因子可拆分性：构建酵母诱饵（bait）和猎物（prey）表达载体：将目标蛋白分别将其编码序列分别克隆到两个表达载体中。
其中，诱饵载体通常包含一个“催化域”（activation domain，AD），用于连接目标蛋白和转录激活子域；猎物载体通常包含一个“DNA结合域”（DNA binding domain，BD），与转录因子的靶位点序列结合。
通过将目标蛋白的相互作用引入到转录因子中，可以重新组装功能域并激活报告基因表达。
②目标蛋白的诱饵和猎物构建：将目标蛋白分别克隆到诱饵载体和猎物载体中。
诱饵载体中的目标蛋白与BD结合，形成诱饵蛋白-BD复合物；猎物载体中的目标蛋白与AD结合，形成猎物蛋白-AD复合物。
③互补的转录因子和报告基因：将诱饵和猎物载体转化到同一酵母细胞中，诱饵蛋白与猎物蛋白发生相互作用后，诱饵蛋白的BD域与猎物蛋白的AD域重新组装为完整的转录因子。
该转录因子能够结合到特定的报告基因启动子上，激活报告基因的表达。
④报告基因表达和筛选：通过培养在所选的选择性培养基上，只有发生了特定蛋白相互作用的酵母细胞才能生长。
选择性培养基可能缺乏某些必需营养物质，当酵母菌株与目标蛋白质发生相互作用时，新的遗传特征和功能产物的表达则能够弥补酵母细胞在选择性培养基上的缺陷。
例如，当使用缺乏组氨酸（histidine）的培养基时，只有酵母菌株表达了完整的转录因子，才能够合成组氨酸并正常生长。
⑤结果验证：据此可以筛选出具有蛋白相互作用的酵母突变株。
验证通常通过进一步的亲和试验（如共免疫沉淀）或其他技术（如荧光共定位）来确认蛋白质相互作用的可靠性。
总体来说，酵母双杂交实验通过利用转录因子可拆分性的原理来检测蛋白质的相互作用。
方法：
1、构建酵母双杂交核系统载体AD-TET8、BD-P8：利用同源重组方法将载体AD和BD选择合适酶切位点并设计带有相应酶切位点的引物→扩增目的基因AD-TET8、BD-P2N，回收并与已酶切的载体进行连接，转化至大肠杆菌感受态，37 ℃生长12-14 h后挑取阳性菌落进行PCR检测→测序。
2、酵母双杂交验证互作：
①酵母感受态的制备：将-80℃的酵母菌株划线于YPDA平板上，30 ℃生长3-5 d长出单菌落→将单菌落接种到3 mL YPDA液体培养基中，30℃，220 r/min过夜摇菌→转移1mL菌液至100 mL YPDA中，调整OD600在0.2左右→30℃，220 r/min使得OD600达到0.4-0.6→菌液用50 mL灭菌离心管以1000 g离心5 min，弃上清，加适量水悬浮菌体，重复1000 g离心5 min→弃上清，用1 mL新配制的1×TE/LiAC悬浮菌体，获得溶液即为酵母感受态。
②酵母质粒转化：在超净台将两种质粒（各0.5 μg）和Carrier DNA（0.1 mg）加入到离心管中，混匀（Carrier DNA起保护、防止变性作用，使用前按照99 ℃金属浴加热5 min，冰浴3 min重复两次）→向加有质粒的离心管中各加入制好的酵母感受态100
μL，混匀→向每管离心管中加入600 μL PEG/LiAC，混匀（剧烈振荡以提高转化效率）→将离心管放入30℃摇床以220 r/min振荡培养30 min→取出离心管，向每管加入70 μL DMSO(利于质粒细胞)，轻轻混匀，42℃水浴15 min，每5 min翻转一次→快速插入冰上2 min→室温，12000 rpm离心20 s→弃上清，用适量1×TE悬浮菌体，涂布于SD/-Leu/-Trp培养基，风干后用封口膜封好，30℃倒置培养3-5 d→将SD/-Leu/-Trp 培养基生长出的单菌落挑至SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp培养基上划线（培养基已提前涂布好X-α-Gal显色液），28℃避光倒置放置1-3 d，观察是否变蓝。