蛋白的酵母双杂交实验原理及其应用
酵母双杂技术的原理和应用
酵母双杂技术的原理和应用一、酵母双杂技术的原理酵母双杂技术是一种重要的基因工程技术，其原理主要包括以下几个方面：1.酵母双杂技术的基本原理：酵母双杂技术基于酵母细胞中的两种杂交酵母菌株，一种包含目标酵母蛋白的报告基因，另一种包含潜在的酵母互补DNA库。
通过把这两个酵母菌株共同培养在含有特定酵母蛋白诱导剂的培养基中，使得目标酵母蛋白和潜在互补DNA库中的DNA相互作用，从而筛选出与目标蛋白相互作用的DNA序列。
2.双杂交酵母菌株的构建：首先需要构建含有目标酵母蛋白的报告基因表达酵母菌株，该菌株会在酵母细胞中表达目标蛋白。
同时，还需要构建潜在酵母互补DNA库，该库中含有大量酵母基因组DNA片段的克隆。
3.酵母菌株的培养和筛选：将目标蛋白报告基因酵母菌株和酵母互补DNA库菌株共同培养在含有诱导剂的培养基中，诱导目标蛋白和潜在互补DNA库中的DNA发生相互作用。
然后利用适当的筛选方法，如抗生素抗性筛选或含有荧光素底物的筛选，筛选出与目标蛋白相互作用的克隆。
二、酵母双杂技术的应用酵母双杂技术广泛应用于生物医药、生物学研究等领域，具有多个重要的应用方面：1.蛋白相互作用的研究：通过酵母双杂技术，可以快速筛选出与目标蛋白相互作用的DNA序列，从而深入研究蛋白相互作用的机制和功能。
这对于揭示生物体内复杂蛋白相互作用网络、研究疾病相关蛋白相互作用具有重要意义。
2.新药靶点的发现：通过酵母双杂技术，可以筛选出与药物分子相互作用的蛋白，从而为新药靶点的发现提供候选蛋白。
这对于药物研发和临床治疗具有重要意义。
3.基因功能研究：通过酵母双杂技术，可以筛选出与目标基因相互作用的蛋白，从而推断目标基因的功能。
这有助于揭示基因的调控机制和功能。
4.疾病相关基因的筛选：通过酵母双杂技术，可以筛选出与疾病相关的基因，从而对疾病的发生机制和治疗提供有价值的信息。
5.基因治疗的研究：通过酵母双杂技术，可以筛选出与治疗目标相关的蛋白或基因，从而为基因治疗的研究提供候选靶点或治疗策略。
酵母双杂交的原理和应用
酵母双杂交的原理和应用前言酵母双杂交技术是一种常用的分子生物学实验方法，用于研究蛋白质间相互作用。
本文将介绍酵母双杂交的原理和应用，并详细说明相关实验步骤和注意事项。
一、酵母双杂交原理酵母双杂交利用酵母细胞中的转录因子来检测两个蛋白质是否发生相互作用。
该技术包括两个主要步骤：酵母杂交库的构建和蛋白质相互作用的检测。
1.酵母杂交库的构建–首先，需要构建一个酵母细胞库，其中包含目标蛋白的编码序列，以及与之它相互作用的蛋白编码序列。
–这些蛋白编码序列被插入一个特殊的酵母表达载体中，该载体包含一个转录因子启动子和一个可变启动子。
当目标蛋白与与之相互作用的蛋白结合时，转录因子被激活，并启动报告基因的表达。
2.蛋白质相互作用的检测–将酵母杂交库与一个可能与目标蛋白相互作用的蛋白质编码序列进行杂交。
–利用筛选或选择的方法，检测是否存在转录因子的激活，从而判断蛋白质是否发生相互作用。
二、酵母双杂交的应用酵母双杂交技术在生物学研究中有广泛的应用，主要用于以下方面：1.蛋白质相互作用的筛选–酵母双杂交可以用于大规模筛选蛋白质间的相互作用。
通过构建酵母杂交库，并与目标蛋白进行杂交，可以鉴定潜在的相互作用蛋白，从而探索蛋白质间的相互作用网络。
2.功能区域的鉴定–通过酵母双杂交，可以鉴定特定的蛋白质功能区域。
例如，在研究某个转录因子的结构和功能时，可以利用酵母双杂交技术识别其与其他蛋白质相互作用的功能区域。
3.药物靶点的鉴定–酵母双杂交可以用于鉴定药物的靶点。
通过与已知药物相互作用的酵母杂交库进行筛选，可以发现与特定药物相互作用的蛋白质，进而确定药物的作用机制和潜在靶点。
4.疾病相关基因的鉴定–酵母双杂交还可以用于鉴定疾病相关基因。
通过与疾病相关蛋白相互作用的酵母杂交库进行筛选，可以发现与疾病发生发展相关的基因，从而揭示疾病的发病机制。
三、酵母双杂交实验步骤酵母双杂交实验包括以下步骤：1.构建酵母杂交库：–从样品中提取RNA或DNA片段；–将片段克隆到酵母表达载体中；–将载体转化至酵母细胞中。
酵母双杂交的原理及其应用
酵母双杂交的原理及其应用1. 引言酵母双杂交是一种常用的分子生物学技术，可以用于研究蛋白质相互作用、识别蛋白质结构域、筛选靶蛋白等。
本文将介绍酵母双杂交的原理及其在科研和药物研发领域的应用。
2. 酵母双杂交的原理酵母双杂交利用酵母细胞中的转录激活因子（TF）和DNA结合域（DBD）的相互作用来探测蛋白质的相互作用。
该技术主要包括两个重要组成部分：诱饵（bait）与猎物（prey）。
2.1 诱饵（bait）诱饵通常是感兴趣蛋白质的DNA结合域（DBD），可以通过基因工程方法将其与转录激活因子（TF）融合，并构建到酵母细胞中。
2.2 猎物（prey）猎物是待测蛋白质，可以将其与激活域融合，并构建到酵母细胞中。
2.3 相互作用检测当诱饵与猎物相互作用时，其融合蛋白质能够形成转录激活复合物。
该复合物能够通过激活报告基因（如LacZ或荧光蛋白）的表达来检测相互作用的发生。
3. 酵母双杂交的应用酵母双杂交技术在科研和药物研发领域有广泛的应用。
3.1 蛋白质相互作用的研究酵母双杂交技术可以用于筛选和验证蛋白质相互作用的目标。
通过构建不同的诱饵和猎物，可以识别和验证蛋白质相互作用的蛋白质。
3.2 靶蛋白筛选酵母双杂交技术可以用于筛选潜在的靶向蛋白质。
通过将蛋白质库（library）与诱饵进行组合，可以筛选出与诱饵相互作用的猎物，进而识别潜在的靶向蛋白质。
3.3 药物研发酵母双杂交技术可以用于药物研发的初步筛选。
通过将化合物库与诱饵进行组合，可以筛选出与诱饵相互作用的化合物，进而确定潜在的药物候选物。
3.4 蛋白质结构域识别酵母双杂交技术可以用于识别蛋白质的结构域。
通过将蛋白质的不同结构域与诱饵进行组合，可以确定某个结构域的相互作用蛋白质。
4. 结论酵母双杂交是一种有效的蛋白质相互作用研究方法，广泛应用于科研和药物研发领域。
通过酵母双杂交技术，可以识别蛋白质相互作用、筛选靶蛋白等，为蛋白质相关研究和药物研发提供了有力的工具。
酵母双杂交原理和应用
酵母双杂交系统分类
核内蛋白质相互作用的研究
膜蛋白、膜相关蛋白和可溶性蛋白间相互 作用的研究
核内蛋白质间相互作用的研究
原理：
转录激活因子通常有两个可分割的、功能相互独立的结构 域，即DNA特异性结合结构域（DNA-binding domain， DBD） 与转录激活结构域（transcriptional activation domain, AD）。
蛋白质相互作用研究—— 酵母双杂交系统
专业: XXX
学生：XXX
研究背景
系统分类
系统原理
操作过程
研究背景
蛋白质---蛋白质的相互作用是细胞生命活动的基础和特 征。例如细胞与细胞、细胞与基质的连接；细胞信号转导； 代谢网络；以及转录、翻译调节等.
研究背景
通过酵母系统进行基因水平的检测，是采用体内实验来研 究蛋白间的相互作用。 所有操作均是在核酸水平上进行，无需纯化大量的蛋白， 并可精确地测定蛋白质间弱相互作用。
应用
定义两个已知蛋白质间的相互作用具有药物治疗作用的小分子多肽。
膜蛋白、膜相关蛋白和可溶性 蛋白间相互作用的研究
原理： N-terminus Lysine 63
C-terminus Lysine 48 泛素（ubiquitin）
DBD-Bait 和 prey-AD 这两个融合蛋白是如何构建的？
又是如何进入同一个酵母细胞的呢？
因此完整的酵母双杂交由三个部分组成：bait 载体，prey 载体，和带有报告基因的酵母菌株。 根据目前通用的系统中DBD来源的不同，主要分为GAL4 系统和Lexห้องสมุดไป่ตู้系统。
GAL4系统来源于酵母；LexA系统的BD来源于原核生物， 在真核生物内缺少同源性，因此可以减少假阳性的出现。
酵母双杂交的原理及其在分子生物学研究中的应用。
酵母双杂交的原理及其在分子生物学研究中的应用。
酵母双杂交是一种重要的分子生物学技术，可用于研究蛋白质相互作用、酵母遗传学以及药物筛选等领域。
本文将分为两个部分，首先介绍酵母双杂交的原理和方法，然后探讨其在分子生物学研究中的应用。
一、酵母双杂交的原理和方法酵母双杂交技术是通过构建一个人工的酵母表型来研究蛋白质间相互作用的技术。
其基本原理是利用转录因子的激活域和DNA结合域分离为两半，并将这两半与待测蛋白结合，从而使转录因子重组并激活报告基因的表达。
具体而言，酵母双杂交实验需要构建三个关键的DNA重组元件：酵母表达载体、效应报告基因和测试蛋白质。
1.1 酵母表达载体：酵母表达载体是一个质粒，其中包含两个重要的部分，即酵母选择性培养基选择基因和转录因子的激活域和DNA结合域。
1.2 效应报告的基因：效应报告基因可用于检测蛋白质相互作用的程度。
一般选择具有报告基因（如lacZ、GFP）的启动子和结构基因的基因组片段。
1.3 测试蛋白质：待测蛋白质需要与转录因子的激活域和DNA结合域相互作用。
测试蛋白可以来自多种来源，如细菌、动物或植物。
在酵母双杂交实验中，测试蛋白质片段被融合到转录因子激活域的N端，而其他可能相互作用的蛋白质片段被融合到DNA结合域的C端。
当这两个蛋白质结合后，转录因子就会再组装成一个功能完整的转录因子，从而激活效应报告基因的表达。
可以通过测定报告基因的表达水平来推测蛋白质之间的相互作用程度。
二、酵母双杂交在分子生物学研究中的应用2.1 研究蛋白质相互作用：酵母双杂交是研究蛋白质-蛋白质相互作用的重要工具。
通过构建不同蛋白质的基因库，可以筛选出与待测蛋白质相互作用的蛋白质，进而揭示细胞内蛋白质网络的结构和功能。
2.2 酵母遗传学研究：酵母双杂交还可以用于酵母遗传学的研究。
通过构建与酵母突变株相互作用的蛋白质基因库，可以筛选出与突变株互补的基因，从而揭示酵母基因功能和调控网络。
2.3 药物筛选：酵母双杂交技术可以应用于药物筛选，特别是针对蛋白质相互作用靶点的药物开发。
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。
酵母双杂交的原理及其应用
酵母双杂交的原理及其应用
酵母双杂交是一种常用的蛋白质相互作用研究技术，通过构建酵母中的两个蛋白质相互作用所需要的分子间的结合，结合情况可以检测相互作用的程度或强度。
酵母双杂交的原理是基于兰伯特-贝尔特微分方程（Lambert-Beer-Bouguer Law），该方程描述了光强与溶液中物质的浓度之间的关系。
在双杂交中，一对目标蛋白质分别与两个不同的报告蛋白质（通常是启动子与其相应的转录激活因子）结合，形成一个蛋白质复合物。
当这两个蛋白质相互作用时，可以观察到报告蛋白质转录水平的上升。
酵母双杂交的应用广泛，可以用于以下方面：
1. 识别蛋白质-蛋白质相互作用：通过构建大规模的蛋白质相互作用图谱，可以帮助研究人员理解细胞内蛋白质相互作用网络的组织和功能。
2. 确定蛋白质结构和功能：通过和其他蛋白质的相互作用，可以获得相关蛋白质的结构和功能信息。
3. 寻找药物靶点：酵母双杂交可以用于筛选潜在的药物靶点，从而帮助药物研发。
4. 研究疾病机制：通过了解蛋白质之间的相互作用，可以揭示疾病的发生机制，
为疾病的治疗提供新的思路和方法。
总的来说，酵母双杂交技术是一种有效的方法，可以用于研究蛋白质相互作用和功能，对于生命科学研究具有重要的意义。
酵母双杂实验原理及技术
蛋白的酵母双杂交实验——以钓饵蛋白筛选cDNA 文库研究蛋白相互作用第一部分 系统简介1. 实验原理蛋白的酵母双杂交实验是以酵母的遗传分析为基础，研究反式作用因子之间的相互作用 对真核基因转录调控影响的实验。
很早就已知道，转录活化蛋白可以和DNA 上特异的序列结合而启动相应基因的转录反应。
这种DNA 结合与转录激活的功能是由转录活化蛋白上两个相互独立的结构域即DNA 结合结构域(Binding Domain, BD)和转录活化结构域(Activation Domain, AD)分别来完成的，并且这两个结构域对于基因的转录活化都是必须的。
目前酵母双杂交实验采用的系统有LexA 系统和Gal4系统两种。
在LexA 系统中，DNA 结合结构域由一个完整的原核蛋白LexA 构成，转录活化结构域则由一个88个氨基酸的酸性的大肠杆菌多肽B42构成，它在酵母中可以活化基因的转录; 在Gal4系统中，BD 和AD 分别由Gal4蛋白上不同的两个结构域(1-147aa 与768-881aa)构成。
在利用GAL4系统筛选cDNA 文库或研究蛋白间的相互作用时，DNA 结合结构域与靶蛋白即“诱饵”相结合，转录活化结构域与文库蛋白或要验证的蛋白相结合。
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，单独的AD 则不能与GAL UAS 结合，只有当BD 与AD 分别表达的融合蛋白由于相互作用而导致两者在空间上相互靠近时，BD 与AD 才能与GAL UAS 结合并且引起报道基因的转录。
在BD 与AD 要导入的酵母菌AH109中，通过基因工程的方法在GAL4 UASs 和启动子的下游构建了3个报道基因——ADE2，HIS3，MEL1（或LacZ ），因此可以通过营养缺陷筛选和酵母菌表型的改变来筛选或验证两个蛋白之间是否存在相互作用。
GAL4系统的原理如图所示：图一：酵母双杂交系统工作原理Kan r Amp r pGBKT7-bait pACT2-cDNA2．系统特点同以往研究蛋白质—蛋白质之间相互作用的实验手段相比，双杂交系统具有其独特优势。
酵母双杂交原理与实验具体流程
galactosidase. MEL1 is endogenous to both Y187 and AH109. Because αgalactosidase is a secreted enzyme, its activity can be detected by adding X-α-Gal to the selection plate: If MEL1 is active and X-α-Gal is present, the colony will turn blue. lacZ in Y187 exhibits a high level of induced β-galactosidase activity in a poAD通过这个“桥 梁”共同起作用，激活报告基 因（ADE2、HIS3 、 lacZ和 MEL1）的转录。
推荐使用Clontech公司的第三 代载体，pGADT7-Rec 和 pGBKT7进行双杂交筛选，因 为它们产生更少的假阳性。对 于cDNATA regions can be switched to create novel promoters
For GAL4-based systems, either a native GAL UAS or a synthetic UASG 17-mer consensus sequence (Heslot & Gaillardin, 1992) provides the binding site for the GAL4 DNA-BD. If you are putting together your own one- or two-hybrid system, you must make sure that the reporter gene's promoter will be recognized by the DNA-BD moiety encoded in your DNA-BD fusion vector.
酵母双杂交原理与应用
酵母双杂交原理与应用随着对多种重要生物的大规模基因组测序工作的完成，基因工程领域又迎来了一个新的时代---功能基因组时代。
它的任务就是对基因组中包含的全部基因的功能加以认识。
生物体系的运作与蛋白质之间的互作密不可分，例如：DNA合成、基因转录激活、蛋白质翻译、修饰和定位以及信息传导等重要的生物过程均涉及到蛋白质复合体的作用。
能够发现和验证在生物体中相互作用的蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质是认识它们生物学功能的第一步。
酵母双杂交技术作为发现和研究在活细胞体内的蛋白质与蛋白质之间的相互作用的技术平台，在近几年来得到了广泛运用。
酵母双杂交系统是在真核模式生物酵母中进行的，研究活细胞内蛋白质相互作用，对蛋白质之间微弱的、瞬间的作用也能够通过报告基因的表达产物敏感地检测得到，它是一种具有很高灵敏度的研究蛋白质之间关系的技术。
大量的研究文献表明，酵母双杂交技术既可以用来研究哺乳动物基因组编码的蛋白质之间的互作，也可以用来研究高等植物基因组编码的蛋白质之间的互作。
因此，它在许多的研究领域中有着广泛的应用。
本文就酵母双杂交的技术平台和应用加以介绍。
酵母双杂交系统原理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（modula r），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DB）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。
如酵母细胞的Gal4 蛋白的DB 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。
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。
酵母双杂交实验原理及具体步骤
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。
酵母双杂交技术的原理及其应用
酵母双杂交技术的原理及其应用1. 引言酵母双杂交技术是一种经典而常用的分子生物学技术，用于研究蛋白质间相互作用以及蛋白质与DNA或RNA的相互作用。
本文将介绍酵母双杂交技术的原理及其应用。
2. 原理酵母双杂交技术基于酵母细胞内的转录因子相互作用原理，利用酵母细胞内的转录活性来检测蛋白质间的相互作用。
其基本步骤如下：1.构建载体：将目标蛋白质的编码序列克隆到酵母双杂交载体中，该载体通常包含一个激活域和一个DNA结合域。
2.构建酵母菌株：将构建好的双杂交载体转化到酵母菌株中，产生转录因子的表达。
3.杂交实验：将两个不同的酵母菌株分别转化目标蛋白质的编码序列，使得两个蛋白质分别与激活域和DNA结合域相连。
4.检测蛋白质相互作用：利用报告基因检测酵母菌株中的转录活性，若目标蛋白质间存在相互作用，则报告基因被激活，并产生可观察的表型。
3. 应用3.1 蛋白质相互作用研究酵母双杂交技术广泛应用于研究蛋白质间的相互作用关系。
通过构建不同的载体和菌株，可以很方便地筛选和鉴定蛋白质相互作用的结构域和关键基序。
这有助于揭示蛋白质相互作用的机制和信号通路。
3.2 酶底物筛选酵母双杂交技术还可以用于酶底物的筛选。
通过将酶和可能的底物序列构建成双杂交载体，并转化到酵母菌株中，可以快速筛选出与酶底物结合的蛋白质。
这对于研究酶的底物特异性和酶促反应机理具有重要意义。
3.3 药物靶点筛选利用酵母双杂交技术，可以通过构建包含药物分子和可能的靶点蛋白质的双杂交载体，进行药物靶点的筛选。
这种方法可以高效地从大量的分子库中筛选出与药物相互作用的潜在靶点，对于药物开发具有重要意义。
3.4 蛋白质与DNA/RNA相互作用研究除了研究蛋白质间相互作用外，酵母双杂交技术还可以用于研究蛋白质与DNA/RNA的相互作用。
通过将DNA/RNA序列与目标蛋白质的编码序列构建成双杂交载体，并转化到酵母菌株中，可以检测蛋白质与DNA/RNA的相互作用，并进一步研究该相互作用的功能和调控机制。
第一实验：酵母双杂交（YeastTwo-Hybrid）
第一实验：酵母双杂交（Yeast Two-Hybrid）一、目的掌握酵母双杂交原理和方法。
利用酵母双杂交方法在拟南芥转录因子AP2-EREBP家族中筛选与拟南芥Med25有相互作用的蛋白。
二、原理酵母双杂交系统由 Fields和Song等首先在研究真核基因转录调控中建立。
典型的真核生物转录因子，如GAL4、GCN4等都含有二个不同的结构域: DNA结合结构域(DNA-binding domain，DBD)和转录激活结构域(transcription-activating domain，AD)。
DNA结合结构域可识别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。
二个结构域可在其连接区适当部位断开，仍具有各自的功能。
将两个待测蛋白分别与这两个结构域组成融合蛋白，并共表达于同一个酵母细胞内。
如果两个待测蛋白间能发生相互作用，就会通过待测蛋白的桥梁作用使AD与DBD形成一个完整的转录激活因子并激活相应的报告基因表达。
通过对报告基因表型的测定可以知道待测蛋白分子间是否发生了相互作用。
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。
酵母双杂交原理和具体流程
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酵母双杂交是一种利用酵母遗传学方法来研究蛋白质相互作用的技术。
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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ds cDNA
在酵母体内利用同源重组 形成完整的质粒3、从cDNA筛选与诱饵蛋白相互作用的蛋白
方法1：将转化诱饵表达）进行mating，然后将mating产物涂SD/-Trp-Leu平 板。随后挑取直径在2-3mm的菌落划线接种在SD/-Ade-His-Trp-Leu/X-
GAL 1 UAS
Promoter
reporter gene
图1 转录因子活化示意图
目前使用的酵母双杂交系统有LexA系统和Gal4系统两种： 1、LexA系统。BD由一个完整的原核蛋白LexA构成，AD由一个88个aa的酸 性的大肠杆菌多肽B42构成，它在酵母中可以活化基因的转录；
2、Gal4系统。BD和AD分别由Gal4蛋白上不同的两个结构域（1-147aa与
HUA等人利用酵母双杂交技术，将所有已之间的联系，建 立基因组蛋白连锁图。对于认识一些重要的生命活动：如信号传导、代谢
途径等有重要意义。 Dyer等通过酵母双杂交技术，绘制出了人与致病性
细菌蛋白间相互作用的基因组蛋白网络连锁图，为深入研究人与致病菌间 的相互作用关系奠定了基础（见图4）。
、SD/-His-Trp/x-α-Gal、SD/-Trp-Leu/x-α-Gal平板上划线，观察
菌落的生长情况和颜色变化。 （2）毒性的检测
挑取一个直径2-3mm的克隆于5mL SD/-Trp液体培养基中培养过夜，
检测其OD600nm。若OD600nm≧0.8，表明没有毒性；若OD600nm＜0.8，表 明诱饵蛋白对酵母细胞有毒性。 只有当诱饵表达载体对报告基因无自激活作用，同时诱饵蛋白对宿 主细胞无毒性作用时才能用于酵母双杂交实验。否则只能重新构建诱饵 表达载体。
Synphilin-1，并证明了Synphilin-1 与alpha-synuclein 之间的相互作用与帕金森病的
发病有密切相关。为了研究两个蛋白之间的相互作用的结合位点，找到影响或抑 制两个蛋白相互作用的因素，Michael等人利用酵母双杂交技术和基因修饰证明了 alpha-synuclein的1-65个aa残基和Synphilin-1的349-555个aa残基之间是相互作用的 位点。研究它们之间的相互作用位点有利于基因治疗药物的开发。
的，它是细胞进行一切代谢活动的基础。细胞接受外源或是
内源的信号，通过其特有的信号途径，调节其基因的表达， 以保持其生物学特性。在这个过程中，蛋白质占有很重要的
地位，它可以调控, 介导细胞的许多生物学活性。
为了更好地理解细胞的生物学 活性，必须很好地理解蛋白质单体 和复合物的功能，这就会涉及到蛋 白质相互作用的研究。因此，揭示 蛋白质之间的相互作用关系、建立 相互作用关系的网络图，已成为蛋 白质组学研究中的热点。研究蛋白 质相互作用的方法也就具有更为重 要的意义。
之间相互作用的氨基酸序列。如果能找到相应的基因药物阻断这些蛋白之间的相
互作用，就可以阻止RNA病毒的复制，从而达到治疗这种疾病的目的。
4、利用酵母双杂交建立基因组蛋白连锁图 众多的蛋白质之间在许多重要的生命活动中都是彼此协调和控制的 。基因组中的编码蛋白质的基因之间存在着功能上的联系，通过基因组 的测序和序列分析发现了很多新的基因和EST序列。
GAL 4 AD GAL 4 DNA-BD Transcription Promoter GAL1
以 蛋 白 为 例
GAL 1 UAS
Gal4
Protein X GAL 4 DNA-BD
GAL4 AD protein Y
GAL 4 AD Protein X GAL 4 DNA-BD Protein Y Transcription
2、利用酵母双杂交在细胞体内研究抗原和抗体的相互作用 酶联免疫（ELISA）、免疫共沉淀（CO-IP）技术都是利用抗原和抗 体间的免疫反应，研究抗原和抗体之间的相互作用。但是，它们都是基
于体外非细胞的环境中研究蛋白质与蛋白质的相互作用，而在细胞体内
的抗原和抗体的聚积反应则可以通过酵母双杂交进行检测。 例如：来源于矮牵牛的黄烷酮醇还原酶DFR与其抗体scFv的反应中，
筛选和酵母表型的改变来筛选或验证两个蛋白之间
是否存在相互作用（见图2）。
pGADT7
pGADT7
图2 酵母双杂交系统的工作原理
二 酵母双杂交系统中各表达载体的构建及实验方法
酵母双杂交系统的构建包括诱饵蛋饵蛋双杂MART技术先将细胞总RNA或mRNA合成ds cDNA，然 后将ds cDNA与线性穿梭载体pGADT7-Rec共转化酵母细u）
3、利用酵母双杂交系统筛选药物的作用位点以及药物对蛋白质之间相互 作用的影响
酵母双杂交的报告基因能否表达在于诱饵蛋白与靶蛋白之间的相互作用。对 于能够引发疾病反应的蛋白互作可以采取药物干扰的方法，阻止它们的相互作用 以达到治疗疾病的目的。 例如：Dengue病毒能引起黄热病、肝炎等疾病，研究发现它的病毒RNA复制 与依赖于RNA的RNA聚合酶（NS5）与拓扑异构酶 NS3，以及细胞核转运受体 BETA-importin的相互作用有关。研究人员通过酵母双杂交技术找到了这些蛋白
蛋白质相互作用研究方法
生Байду номын сангаас物理学方法 分子生物学方法 遗传学方法
试 验
亲 和 印 迹
免 疫 共 沉 淀
荧 光 共 振 转 移 技 术
Pull down
噬 菌 体 展 示 技 术
酵 母 双 杂 交 技 术
基 因 外 抑 制 子
合 成 致 死 筛 选
酵母双杂交系统
一、酵母双杂交系统的实验原理
二、酵母双杂交系统中各表达载体
的构建及实验方法
三、酵母双杂交系统的应用
一 酵母双杂交系统的实验原理
蛋白的酵母双杂交实验是以酵母的遗传分析为基础，研究反式作用
因子之间的相互作用对真核基因转录调控影响的实验。很早就知道，转 录活化蛋白可以和DNA上特异的序列结合而启动相应基因的转录反应。这 种DNA结合与转录激活的功能是由转录活化蛋白上两个独立的结构域，即 DNA结合结构域（Binding Domain，BD）和转录活化结构域（Activation Domain，AD）分别来完成，并且这两个结构域对于基因的转录活化都是 必须的（见图1）。
谢谢！
Thanks!
α-Gal平板，变蓝色的菌落再次划线SD/-Ade-His-Trp-Leu/X-α-Gal平
板，最后提取蓝色菌落的质粒，经转化Ecoli扩增后，测序，进行Blast 分析
AH109，然后将转化产物涂SD/-Trp-Leu平板，（GBKT7-X共同
768-881aa）构成要导入的酵母菌AH109中，通过基因工程的方法在 Gal4 UASs和启动子的下游构建3个报道基因--ADE2、 HIS3、MEL2（或LacZ），因此可以通过营养缺陷
转化酵母AH109，然后将转化产物涂SD/-Trp-Leu平板，（操作同的蛋白是否具有相互作用？
1、假阳性质粒的排除（回转验证）： 将鉴定的阳性质粒与诱饵质粒共转化酵母AH109,然后涂SD/-TrpLeu平板，挑取直径2-3mm的菌落划线接种在SD/-Ade-His-Trp-Leu/X-αGal平板。生长2-4d后，如果菌落生长且变蓝，说明蛋白间有相互作用；
抗体的单链的三个可变区A4、G4、H3与抗原之间作用有强弱的差异。
Geert等利用酵母双杂交技术，将DFR作为诱饵蛋白，编码抗体的三个可 变区的基因分别被克隆在AD-Library载体上，将BD-Bait载体和每种 AD-Library载体分别转化改造后的酵母菌株中，并检测报告基因在克隆 的菌落中的表达活性，从而在活细胞的水平上检测抗原和抗体的免疫反 应。
将目的蛋白基因ORF构建到pGBKT7中 制备酵母感受态细胞AH109或Y187
转化酵母细胞AH109或Y187 涂SD/-Trp/k+平板
转化酵母细胞
对白色单菌落作菌落PCR验证
END? SD/-Trp/K+
检测诱饵表达载体对报道基因的自激活以及诱饵蛋白对宿主菌的毒性：
（1）自激活的检测 将鉴定的阳性单克隆在SD/-Trp/x-α-Gal、SD/-Ade-Trp/x-α-Gal
如果菌落无生长且不变色，说明蛋白间无相互作用，即为假阳性质粒。
2、体内外验证实验 （1）GST pull down。 （2）CO-IP。 （3）细胞共定位。
三 酵母双杂交系统的应用
酵母双杂交系统是在真核模式生物酵母中进行的，研究活细胞内蛋 白质相互作用，对蛋白质之间微弱的、瞬间的作用也能够通过报告基因 的表达产物敏感地检测得到，它是一种具有很高灵敏度的研究蛋白质之 间关系的技术。大量的研究文献表明，酵母双杂交技术既可以用来研究 哺乳动物基因组编码的蛋白质之间的互作，也可以用来研究高等植物基 因组编码的蛋白质之间的互作。因此，它在许多的研究领域中有着广泛 的应用。
蛋白的酵母双杂交实验原理 及其应用
汇报人：段志强
2011年1月21日
转录 复制
翻译
DNA
逆转录
RNA
蛋白质
表现催化活性
中心法则
基因是相对静态的，而基因编码的产物—蛋白质则是 动态的，具有时空性和调节性，是细胞活性及功能的最终执 行者。蛋白质的表达水平、存在方式以及相互作用等直接与 生物功能相关。 在所有生命活动中，蛋白质之间的相互作用是必不可少
1、利用酵母双杂交发现新的蛋白质和蛋白质的新功能
酵母双杂交技术已成为发现新基因的主要途得到AD-Library载体 ，对其进行测序并在GenBank中进行比较，可以得到与已知基因在生物学功能上 的联系。 Engelender等人以神经末端蛋白alpha-synuclein 突触蛋白为诱饵蛋相互作用的新蛋白