棉花锌指蛋白GhZFP1相互作用蛋白的酵母双杂交筛选

GhZFP1蛋白是从盐胁迫棉花幼苗cDNA文库中分离的一种CCCH型锌指蛋白.初步的生物学功能研究表明,过量表达该基因的转基因烟草耐盐性和抗病性显著提高.为深入研究GhZFP1蛋白的作用机制,构建pGBKT7-m1诱饵表达载体,利用酵母双杂交系统从盐胁迫诱导棉花cDNA文库中筛选与其相互作用的蛋白.通过阳性克隆的表型确定、PCR和限制性内切酶检测以及测序和生物信息学分析,获得9个与诱饵蛋白相互作用的靶蛋白.双分子荧光互补实验证明,GhZFP1与GZIRD19A确实存在互作关系.通过分析这些靶蛋白的已知功能,为研究GhZFP1锌指蛋白的未知生物学功能提供重要信息.     

酵母双杂合系统的改进和发展

酵母双杂合系统是在１９８９年由ＳｔａｎｌｅｙＦｉｅｌｄｓ和Ｏｋ－ｋｙｕＳｏｎｇ等提出并初步建立的［１］,该系统是在酿酒酵母（Ｓａｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）中研究蛋白质间相互作用的一种非常有效的分子生物学方法。近几年来随着人们对该系统的广泛应用,这一系统得到了不断的完善及改进,同时也衍生出单杂合系统,三杂合系统等一系列相关的技术。这些技术在不同研究领域中的广泛应用有力地推动了蛋白质与ＤＮＡ,蛋白质与ＲＮＡ,以及多种蛋白质分子间相互作用的研究。     

酵母双杂交系统在膜蛋白相互作用研究中的应用

膜相关蛋白约占细胞总蛋白质中的1/3,它们大都参与了细胞的诸多生理、病理过程和药物反应机理。研究膜蛋白的相互作用对于揭示细胞的生命活动规律及寻找药物作用靶标都有重要的意义。由于膜蛋白本身的特性及其难以进入核内等原因,经典的酵母双杂交技术并不适用于检测膜蛋白间的相互作用。针对在活细胞中研究膜蛋白相互作用的需要,近年来国际上先后发展了一系列用于膜蛋白相互作用研究的酵母双杂交新系统,并取得了许多重要发现。     

OsBP-5与OsEBP-89两蛋白之间相互作用区域的确定

OsBP-5(MYC类转录因子)与OsEBP-89(AP2/EREBP类转录因子)两个蛋白之间可以相互作用,并能协同调控水稻waxy基因的表达.将OsBP-5与OsEBP-89 cDNA的不同限制性片段分别克隆到酵母双杂交系统的载体上,利用酵母双杂交的方法确定了OsEBP-89中与OsBP-5相互作用的区域位于AP2/EREBP保守域的RAYD元件内;OsBP-5中与OsEBP-89相互作用的区域则有两个区段,它们分别位于Pro68与Val171之间和Leu284与Gly335之间,而不是位于HLH保守域内.酵母系统中的实验还表明,OsEBP-89的3′端部分氨基酸在一定程度上防碍了它与OsBP-5蛋白的相互作用.     

原癌基因LMO3相互作用蛋白的筛选及鉴定

目的 通过筛选LMO3的相互作用蛋白,进一步了解LMO3的作用及可能机制。方法酵母双杂交方法筛选LMO3相瓦作用蛋白,并通过酵母结合试验、免疫共沉淀及荧光共定位等进行验证。结果在初步获得相互作用蛋白：钙-整合素结合蛋白（Calcium—and integrin—binding protein,CIB）的基础上,在酵母中证实了LMO3与CIB的相互作用,并通过酵母结合试验确定了CIB与LMO3的相互作用位点,发现CIB可与LMO3的第一个LIM结构域（LIMI）及全长LMO3结合,免疫共沉淀试验确证了它们可以在真核细胞内结合,荧光共定位表明与CIB的相互作用可使LMO3在C8细胞中的定位由细胞核移到细胞质。结论LMO3可以与CIB在真核细胞中发生相互作用,提示LMO3可能通过与CIB的相互作用参与细胞相关功能的调节。     

Effects of point mutations in pVHL on the binding of HIF-1α

The von Hippel-Lindau tumor suppressor protein (pVHL) has an essential role in the regulation of the hypoxia response pathway in animal cells. Under normoxic conditions, the hypoxia-inducible factor (HIF) undergoes trans-4-prolyl hydroxylation and is subsequently recognised by the β-domain of pVHL, leading to the ubiquitination and degradation of HIF. Mutations of pVHL alter the binding of HIF. A subset of relevant clinically observed mutations to pVHL are thought to cause weaker binding of HIF-1α and are associated with cancer and cardiovascular diseases. Here, we present computational studies analyzing the interaction of HIF with mutant forms of pVHL, describing at atomic detail the local structural reorganization caused by substitution of certain residues of pVHL. The results reveal that the canonical configuration in the wild-type system is vital for the efficient functioning of the complex and that mutation of any of the residues implicated in the h-bond network in the binding site disrupts HIF binding. Although the experimentally observed ordering of binding energies for mutants of Tyr98 is reproduced, our examination of a broader range of mutations does not support the hypothesis of a correlation between the degree of disruption of the pVHL/HIF-1α interaction caused by a mutation and the phenotype with which the mutation is associated. We suggest that disruption of the binding interaction is one of many factors behind the manifestation of VHL disease.     

通过筛选随机多肽文库研究ZO-1中PDZ1结构域的配体结合特点

选择ZO-1的PDZ1结构域作为研究对象,以酵母双杂交为筛选系统,筛选随机多肽文库和与其它PDZ结构域的配体进行相互作用,阐明ZO-1 PDZ1的配体结合特性.ZO-1 PDZ1识别配体C末端保守的氨基酸序列通式可以表示为：［S/T］［F/Y/W］［V/I/L/C］-COOH、［S/T］［K/R］V-COOH、V［F/Y/W］［L/C］-COOH、EYV-COOH.研究发现ZO-1 PDZ1的配体同时具有3种传统PDZ结构域配体的特点,不同的是其结合配体-1位对芳香族氨基酸具有强烈的偏好性.并且某些PDZ结构域配体的-1位和-3位对结构域与配体相互作用的特异性和亲和力有重要的作用.随后通过生物信息学的方法在Swiss-Prot数据库找到与此识别规律相符合的天然人类蛋白质.根据蛋白质的功能和细胞定位等性质选择10个配体用酵母双杂交验证相互作用.证实的相互作用配体有4个.本研究希望用这样的研究策略建立一种有效的研究蛋白质相互作用的方法,通过在全蛋白质组规模上对含有结合配体保守氨基酸序列的蛋白质的查询,理论上可以找到现有数据库中所有可能与目的结构域结合的潜在配体蛋白,特别是那些筛选cDNA文库不容易获得的低丰度配体.     

Pooled‐matrix protein interaction screens using Barcode Fusion Genetics

High‐throughput binary protein interaction mapping is continuing to extend our understanding of cellular function and disease mechanisms. However, we remain one or two orders of magnitude away from a complete interaction map for humans and other major model organisms. Completion will require screening at substantially larger scales with many complementary assays, requiring further efficiency gains in proteome‐scale interaction mapping. Here, we report Barcode Fusion Genetics‐Yeast Two‐Hybrid (BFG‐Y2H), by which a full matrix of protein pairs can be screened in a single multiplexed strain pool. BFG‐Y2H uses Cre recombination to fuse DNA barcodes from distinct plasmids, generating chimeric protein‐pair barcodes that can be quantified via next‐generation sequencing. We applied BFG‐Y2H to four different matrices ranging in scale from ~25 K to 2.5 M protein pairs. The results show that BFG‐Y2H increases the efficiency of protein matrix screening, with quality that is on par with state‐of‐the‐art Y2H methods.