KR100792187B1 - Improved yeast two-hybrid system and method for detectining of bait-prey interaction using the same - Google Patents

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김문일
박경숙
이소연
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한국생명공학연구원
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Abstract

A recombinant microorganism, which is an yeast two hybrid system, is provided to identify the interaction between proteins through a simple process since a separate substrate is not required for expressing a reporter gene. A recombinant microorganism comprises a DNA encoding an N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein(NEGFP) of EGFP(enhanced green fluorescent protein), which has a CNE6/ARS4 origin and includes a sequence of SEQ ID : NO. 1, and a DNA encoding a C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein(CEGFP) of the EGFP and is transformed by a recombinant vector in which a GAL4DD(GAL4 dimerization domain) is conjugated into a 3'-terminal of the NEGFP encoding DNA as a bait polynucleotide and a GAL11P(GAL11 protein) is conjugated into a 3'-terminal of the CEGFP encoding DNA as a prey polynucleotide. A method for detecting the interaction between a bait and a prey comprises a step of culturing the recombinant microorganism and then measuring the fluorescence of the cultured recombinant microorganism.

Description

개선된 효모 투―하이브리드 시스템 및 이를 이용한 베이트―프레이 상호작용의 검출 방법{Improved Yeast Two-Hybrid System and Method for Detectining of Bait-prey Interaction Using the Same}Improved Yeast Two-Hybrid System and Method for Detectining of Bait-prey Interaction Using the Same

도 1은 효모 투-하이브리드 시스템(yeast two-hybrid system)의 작용 기작을도시한 것이다. 분리된 EGFP의 N-말단 및 C-말단에 베이트(bait) 및 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드를 융합시켜, 이 폴리뉴클레오타이드들이 상호작용하는 경우 fluorophore가 가깝게 이동하여 다시 EGFP가 형광을 띠게 된다는 것을 나타낸 것이다.Figure 1 illustrates the mechanism of action of the yeast two-hybrid system. The bait and prey polynucleotides are fused to the N-terminus and C-terminus of the isolated EGFP, indicating that when these polynucleotides interact, the fluorophore moves closer, causing the EGFP to fluoresce again. .

도 2는 분리된 EGFP의 N-말단 도메인(NEGFP)을 포함하는 플라스미드(pNEGFP) 및 C-말단 도메인(CEGFP)을 포함하는 플라스미드(pCEGFP)의 구조를 나타낸 것이다. NEGFP는 EGFP의 N-말단 도메인(1-158 amino acids), CEGFP는 EGFP의 C-말단 도메인(159-239 amino acids), PADH1은 알콜 탈수소 효소 1 프로모터(alcohol dehydrogenase 1 promoter, ADH1 promoter), TADH1은 ADH1 터미네이터(ADH1 terminator), MCS는 muti-cloning site, TRP1은 트립토판 생합성 단백질을 코딩하는 유전자, LEU2는 루신 생합성 단백질을 코딩하는 유전자, Col E1 ori는 Col E1 origin, Ampr은 암피실린-저항 유전자, CEN6/ARS4 ori는 CEN6/ARS4 origin을 의미한다.Figure 2 shows the structure of plasmid (pNEGFP) comprising the N-terminal domain (NEGFP) of the isolated EGFP and plasmid (pCEGFP) comprising the C-terminal domain (CEGFP). NEGFP is the N-terminal domain of EGFP (1-158 amino acids), CEGFP is the C-terminal domain of EGFP (159-239 amino acids), P ADH1 is the alcohol dehydrogenase 1 promoter, ADH1 promoter, T ADH1 is an ADH1 terminator, MCS is a muti-cloning site, TRP1 is a gene encoding tryptophan biosynthetic protein, LEU2 is a gene encoding leucine biosynthetic protein, Col E1 ori is Col E1 origin, Amp r is ampicillin- The resistance gene, CEN6 / ARS4 ori, refers to CEN6 / ARS4 origin.

도 3은 NEGFP 및 CEGFP 융합 구조물을 나타내는 모식도이다. (A)는 NEGFP 및 CEGFP 융합 단백질을 코딩하는 플라스미드를 서로 다른 6개의 형태로 조합하여 YM4271 균주(MATa, ura3-52, his3-200, ade2-101, ade5, lys2-801, leu2-3, 112, trp1-901, tyr1-501, gal4d, gal80d, ade5::hisG)로 도입하는 모식도를 나타낸 것이다. a~p는 프라이머의 위치를 나타내는 것이다. (B)는 이에 사용된 프라이머 서열을 나타낸 것이다.3 is a schematic diagram showing NEGFP and CEGFP fusion constructs. (A) shows the YM4271 strain (MATa, ura3-52, his3-200, ade2-101, ade5, lys2-801, leu2-3, 112) by combining plasmids encoding NEGFP and CEGFP fusion proteins into six different forms. , trp1-901, tyr1-501, gal4d, gal80d, and ade5 :: hisG). a to p represent the positions of the primers. (B) shows the primer sequence used therein.

도 4는 분리된 EGFP reporter를 이용한 yeast two-hybrid assay를 나타내는 것이다. (A)는 콜로니 PCR 방법(colony PCR method)을 이용하여 효모 형질전환체를 전기영동으로 확인한 결과이다. 1-6은 도 3A에서 조합한 NEGFP 및 CEGFP 융합 단백질을 함유하는 효모 형질전환체를 나타내는 것이고, N은 NEGFP 융합 플라스미드를, C는 CEGFP 융합 플라스미드를 나타낸다. (B)는 GAL4DD 및 GAL11P가 상호작용하여 효모 세포가 형광을 나타내는지 확인함으로써 분리된 EGFP의 재형성 여부를 확인한 결과를 나타내는 것이다.Figure 4 shows the yeast two-hybrid assay using the isolated EGFP reporter. (A) is a result of confirming the yeast transformant by electrophoresis using the colony PCR method (colony PCR method). 1-6 show yeast transformants containing the NEGFP and CEGFP fusion proteins combined in FIG. 3A, where N represents the NEGFP fusion plasmid and C the CEGFP fusion plasmid. (B) shows the result of confirming the remodeling of the isolated EGFP by confirming that GAL4DD and GAL11P interact with each other to confirm that the yeast cells exhibit fluorescence.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 개선된 효모 투-하이브리드 시스템(yeast two-hybrid system)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 형광을 나타내는 EGFP의 유전자를 형광을 나타내지 않는 EGFP의 N-말단(NEGFP: N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA 및 EGFP의 C-말단(CEGFP: C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA를 함유하고, 상기 NEGFP 코딩 DNA 및 CEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드 및 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드가 각각 접합되어 있는 재조합벡터를 제작한 다음, 이를 효모에 도입한 베이트(bait)-프레이(prey) 상호작용을 확인할 수 있는 yeast two-hybrid system에 관한 것이다.The present invention relates to an improved yeast two-hybrid system, and more specifically, to the N-terminal domain of split EGFP (NEGFP) containing the DNA encoding the enhanced green fluorescent protein (CEGFP) and the C-terminus of the EGFP (CEGFP: C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein), and the 3'-end of the NEGFP encoding DNA and CEGFP encoding DNA. A yeast two-hybrid capable of confirming bait-prey interactions in which yeasts have prepared recombinant vectors conjugated to bait polynucleotides and prey polynucleotides, respectively, and introduced into yeast. It's about the system.

배경기술Background

세포들의 성장, 분화, 이동, 죽음 등은 단백질-단백질 상호작용(protein-protein interaction)에 의해 이루어지므로, 단백질-단백질 상호작용은 세포 내에서 중요한 역할을 한다 (E. Phizicky, P.I. et . al ., Nature, 422:208, 2003; S. Cho, et . al ., J. Biochem . Mol . Biol., 37:45, 2004). 단백질의 기능을 예측하기 위한 방법 중 하나는 확인하고자 하는 타겟 단백질과 인터랙터(interactor)와의 상호 작용을 확인하는 것이다 (J. Piehler, Curr . Opin . Struct . Biol., 15:4, 2005). 단백질-단백질 상호작용을 분석하는 일반적인 방법은 면역 침강법(immunoprecipitation), pull-down assay, two-hybrid system 등이 있다 (S.C. Masters, Methods Mol . Biol ., 261:337, 2004; A. Bauer, et . al ., Eur . J. Biochem., 270:570, 2003). 이중 효모 투-하이브리드 시스템(yeast two-hybrid system)은 알려진 단백질간의 결합 여부를 검색하거나 어떤 단백질과 결합하는 알려져 있지 않는 단백질을 찾는데 사용되는 방법으로서, 히스티딘, 루신 및 트립토판 같은 아미노산을 합성하는 단백질을 코딩하는 유전자를 선별하는데 주로 사용된다 (B. Causier, et . al ., Plant Mol . Biol., 50:855, 2002; S. Fields, et . al ., Nature, 340:245, 1989). 이 시스템은 DNA에 붙어 전사를 활성화하는 단백질인 Gal4p(Gal4 protein)의 DNA결합 도메인에 연구 대상이 되는 단백질(bait)을 붙여 하이브리드(hybrid) 단백질을 만들고, 그 단백질과 결합하는 단백질(prey)에 Gal4p의 전사활성 도메인을 붙인 하이브리드 단백질을 만들어 효모 내에서 동시에 발현시키면 두 하이브리드 단백질은 베이트(bait)와 프레이(prey) 사이에 결합하는 성질이 있으면 서로 결합하여 기능적인 Gal4p가 되어, Gal4p 결합 사이트 뒤에 오는 유전자의 발현을 매개하는 전사활성 인자로 작용함을 이용한 것이다.Since cell growth, differentiation, migration, and death are caused by protein-protein interactions, protein-protein interactions play an important role in cells (E. Phizicky, PI et . Al . , Nature , 422: 208, 2003; S. Cho, et . Al ., J. Biochem . Mol . Biol ., 37:45, 2004). One of the methods for predicting the function of proteins is to confirm the interaction of the target protein with the interactor (J. Piehler, Curr . Opin . Struct . Biol ., 15: 4, 2005). Common methods for analyzing protein-protein interactions include immunoprecipitation, pull-down assays, and two-hybrid systems (SC Masters, Methods). Mol . Biol . , 261: 337, 2004; A. Bauer, et . al ., Eur . J. Biochem., 270: 570, 2003). The dual yeast two-hybrid system is a method used to detect binding between known proteins or to find unknown proteins that bind to certain proteins. It is mainly used to select genes for coding (B. Causier, et . Al ., Plant Mol . Biol ., 50: 855, 2002; S. Fields, et . al ., Nature , 340: 245, 1989). This system attaches the bait to the DNA binding domain of Gal4p (Gal4 protein), a protein that activates transcription by attaching DNA, to make a hybrid protein, and to a protein that binds to the protein. If a hybrid protein with a transcriptional activation domain of Gal4p is made and expressed in yeast at the same time, the two hybrid proteins bind to each other and become functional Gal4p if they have a property of binding between bait and prey. It acts as a transcriptional activator that mediates the expression of the gene.

이론적으로, 타겟 유전자(target gene)와 인터랙터 간에 상호작용을 하면, 리포터 유전자(reporter gene)는 전사적으로 활성화된다 (P. Colas, et . al ., Trends Biotechnol., 16:355, 1998). Yeast two-hybrid system에서 가장 일반적으로 사용되는 리포터 유전자는 세포를 푸른색으로 변화시키도록 전사하는 E. coli . 유전자인 LacZ(β-갈락토시다아제 유전자)인 바, 타겟 유전자와 인터랙터 사이의 상호작용을 찾기 위해서는 단순히 푸른 콜로니를 확인하면 된다 (W. Van Criekinge, et . al ., Biol . Proced . Online., 4:1, 1999). 최근에는 UV에 의해 자극 되었을 때 초록색 형광을 발산하기 위하여 기질이나 보조인자(co-factor)가 필요하지 않은 형광 two-hybrid 리포터 유전자(green fluorescent protein, GFP)를 유식세포분석기(flow cytometer)로 스크리닝하는 방법이 연구되고 있다 (A.L. Starling, et . al ., Genet . Mol . Res., 31:124, 2003).In theory, upon interaction between the target gene and the interactor, the reporter gene is activated transcriptionally (P. Colas, et . Al ., Trends Biotechnol ., 16: 355, 1998). The most commonly used reporter gene in the yeast two-hybrid system is E. coli, which transcribed cells to turn blue . The gene LacZ (β-galactosidase gene), simply look for blue colonies to find interactions between target genes and interactors (W. Van Criekinge, et . Al ., Biol . Proced . Online) . , 4: 1, 1999). Recently, a fluorescent two-hybrid reporter gene (GFP) is screened with a flow cytometer that does not require a substrate or co-factor to emit green fluorescence when stimulated by UV. Methods are being studied (AL Starling, et . Al ., Genet . Mol . Res ., 31: 124, 2003).

단백질-단백질 상호작용은 효소를 2개의 비활성화 단편으로 나누고, 각각의 상호작용 파트너로 융합되는 단백질 단편 재형성 기술(protein fragment complementation approach)을 사용하여 확인할 수 있다 (J. Piehler, Curr . Opin . Struct . Biol., 15:4, 2005). 이러한 방법에서 사용되는 효소는 디하이드로폴레이트 리덕타제(dihydrofolate reductase, DHFR), β-갈락토시다아제(β-galactosidase) 및 락타마제(lactamase) 등이다 (J.N. Pelletier, Proc . Natl . Acad. Sci . USA, 95:12141, 1998; F. Rossi, et . al ., Proc . Natl . Acad . Sci . USA, 94:8405, 1997; A. Galarneau, et . al ., Nat . Biotechnol., 20:619, 2002). 이러한 단백질들이 상호작용하였을 때, 분리된 단편이 재형성됨으로써 효소의 기능이 회복된다. 이러한 분리된-효소 시스템(split-enzyme system)은 세포막에 고정된 단백질을 포함하는 단백질-단백질 상호작용을 확인하는데 종전부터 사용되어 왔다 (B.T. Blakely, et . al ., Nat . Biotechnol., 18:218, 2000; I. Remy, et . al., Sciience, 283:990, 1999). 최근, 분리된 yellow fluorescence protein(YFP)에 기초한 단백질 단편 상보성 방법(protein fragment complementation method)이 연구되고 있다 (T. Nagai, et . al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA, 98:3197, 2001; V. Robert, et . al ., EMBO J., 20:4998, 2001; C.D. Hu, et . al ., Mol . Cell, 9:789, 2002). 2개의 분리된 형광 단백질 조각 도메인인 NGFP(1-158 amino acids) 및 CGFP(159-239 amino acids)는 형광을 발생시키는 역평행 루신 지퍼(antiparallel leucine zipper)의 형성에 따라 형광을 재형성시킬 수 있다 (I. Ghosh, et . al ., J. Am. Chem . Soc., 122:5658, 2000). 본 발명자들은 말토스 결합 단백질(maltose binding protein, MBP)에서 말토스-유도 형태 변화가 분리된 GFP(green fluorescence protein)의 재형성에 기초하여 검출될 수 있다는 것을 밝힌 바 있다 (J. Jeong, et . al ., Biochem . Biophys . Res . Commun., 339:647, 2006).Protein-protein interactions can be identified using a protein fragment complementation approach that divides the enzyme into two inactive fragments and fuses to each interaction partner (J. Piehler, Curr . Opin . Struct) . . Biol, 15:. 4, 2005). Enzymes used in this method are dihydrofolate reductase (DHFR), β-galactosidase and lactamase (JN Pelletier, Proc . Natl . Acad. Sci) . . USA, 95: 12141, 1998 ; F. Rossi, et al, Proc Natl Acad Sci USA, 94:.......... 8405, 1997; A. Galarneau, et al, Nat Biotechnol, 20: 619, 2002). When these proteins interact, the fragments are reconstituted to restore the function of the enzyme. This split-enzyme system has long been used to identify protein-protein interactions involving proteins immobilized on cell membranes (BT Blakely, et . Al ., Nat . Biotechnol ., 18: 218, 2000; I. Remy, et . Al ., Sciience , 283: 990, 1999). Recently, protein fragment complementation methods based on isolated yellow fluorescence protein (YFP) have been investigated (T. Nagai, et . Al ., Proc . Natl . Acad . Sci . USA , 98: 3197, 2001; V. Robert, et . al ., EMBO J. , 20: 4998, 2001; CD Hu, et . al ., Mol . Cell , 9: 789, 2002). Two separate fluorescent protein fragment domains, NGFP (1-158 amino acids) and CGFP (159-239 amino acids), can regenerate fluorescence upon formation of antiparallel leucine zippers that generate fluorescence. (I. Ghosh, et . Al ., J. Am. Chem . Soc ., 122: 5658, 2000). We have found that maltose-induced morphological changes in maltose binding protein (MBP) can be detected based on the remodeling of isolated green fluorescence proteins (GFP ) (J. Jeong, et . al ., Biochem . Biophys . Res . Commun ., 339: 647, 2006).

한편, 단백질간의 상호 결합을 조사할 수 있는 이중 라이브러리 단백질 결합 검색 방법에 의한 검색 방법(대한민국 등록특허 제10-0445912)은 단일 단백질이 아닌, 라이브러리 수준의 단백질의 결합쌍을 동시에 검색하기 위한 방법에 관한 것이고, 단백질간의 상호작용을 조절하는 물질의 탐색 시스템(대한민국 등록특허 제10-0402836)은 상호작용하는 두 단백질을 절단된 전사촉진 단백질의 결합 부위 및 활성 부위에 각각 융합시킨 융합 단백질 및 리포터 단백질로 티미닌 키나제를 각각 발현시킬 수 있는 발현 벡터를 포함하는 yeast two-hybride system에 관한 것이나, 핵 내에서 yeast two-hybrid가 수행된다는 점, 리포터를 발현시키기 위하여 기질이 필요하다는 단점이 있다.On the other hand, the search method by the double library protein binding search method that can investigate the mutual binding between proteins (Korean Patent No. 10-0445912) is not a single protein, but a method for simultaneously searching for binding pairs of library-level proteins And a search system for substances that regulate the interaction between proteins (Korean Patent No. 10-0402836) is a fusion protein and reporter protein in which two interacting proteins are fused to a binding site and an active site of a cleaved transcription promoter protein, respectively. The present invention relates to a yeast two-hybride system including an expression vector capable of expressing each of thyminin kinases, but has a disadvantage in that a yeast two-hybrid is performed in a nucleus and a substrate is required to express a reporter.

이에 본 발명자들은 종전의 yeast two-hybrid system의 단점을 보완하여 단백질-단백질 상호작용 여부를 확인하는 yeast two-hybrid system을 개발하고자 예의 노력한 결과, 리포터 단백질인 EGFP를 2개의 형광을 띄지 않는 NEGFP 및 CEGFP로 분리하여 재조합벡터를 제작한 후, bait(GAL4DD) 및 prey(GAL11P) 폴리뉴클레오 타이드를 NEGFP 및 CEGFP에 각각 융합하여 효모에 도입한 경우 단백질-단백질 상호작용에 따라 fluorophore가 형성되어 다시 형광을 나타내게 됨으로써 기질이나 보조인자를 필요로 하지 않는 새로운 yeast two-hybrid system을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a yeast two-hybrid system that confirms protein-protein interaction by supplementing the disadvantages of the conventional yeast two-hybrid system. As a result, the reporter protein, EGFP, which does not exhibit two fluorescence, After recombination with CEGFP to produce a recombinant vector, when the bait (GAL4DD) and prey (GAL11P) polynucleotides were fused to NEGFP and CEGFP, respectively, and introduced into yeast, fluorophore was formed according to protein-protein interaction and fluorescence again. By showing the new yeast two-hybrid system does not require a substrate or cofactor to complete the present invention.

본 발명의 주된 목적은 EGFP의 N-말단(NEGFP)을 코딩하는 DNA 및 서열번호 2의 염기서열을 가지는, EGFP의 C-말단(CEGFP)을 코딩하는 DNA를 함유하고, 상기 NEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL4DD(GAL4 dimerization domain)가 접합되어 있고, CEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL11P(GAL11 protein)가 접합되어 있는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 미생물을 제공하는데 있다.The main object of the present invention contains DNA encoding the N-terminus (NEGFP) of EGFP and the DNA encoding the C-terminus (CEGFP) of EGFP, having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, and 3 of the NEGFP encoding DNA GAL4DD (GAL4 dimerization domain) is conjugated as a bait polynucleotide at the end, and GAL11P (GAL11 protein) is conjugated as a prey polynucleotide at the 3'-end of the CEGFP coding DNA. To provide a transformed recombinant microorganism.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 미생물을 배양한 다음, 상기 배양된 재조합 미생물의 형광을 측정하는 것을 특징으로 하는 베이트-프레이 간의 상호작용 검출방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting interaction between bait-prey, after culturing the recombinant microorganism, measuring the fluorescence of the cultured recombinant microorganism.

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상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CEN6/ARS4 오리진, 서열번호 1의 염기서열을 가지는, EGFP(enhanced green fluorescent protein)의 N-말단(NEGFP: N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA 및 서열번호 2의 염기서열을 가지는, EGFP의 C-말단(CEGFP: C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA를 함유하고, 상기 NEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL4DD(GAL4 dimerization domain)가 접합되어 있고, CEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL11P(GAL11 protein)가 접합되어 있는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 미생물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a CEN6 / ARS4 origin, the N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein (NEGFP) having an nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (EGFP) Contains the DNA encoding the C-terminal of the EGFP (CEGFP: C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein) having the DNA coding and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, and at the 3'-terminus of the NEGFP coding DNA GAL4DD (GAL4 dimerization domain) conjugated as bait polynucleotide and GAL11P (GAL11 protein) conjugated as prey polynucleotide at 3'-end of CEGFP coding DNA Provide microorganisms.

본 발명에 있어서, 상기 베이트(bait) 및 프레이(prey)는 각각 GAL4DD(GAL4 dimerization domain) 및 GAL11P(GAL11 protein)인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 예컨대, 베이트-프레이로는 PLK1(polo-like kinase 1) 키나제-NudC(Non-uniformly doped Channel) 단백질, Rad51 단백질-Ask1(Apoptosis signal-regulating kinase) 단백질, NFκB(Nuclear Factor kappar B) 전사인자-PKBa(Protein kinase B alpha) 단백질, Bax(Bcl-2-associated X) 단백질-Ku70 단백질, 카스파제-XIAP(X-chromosome-linked inhibitor of apoptosis) 단백질 등이 있다.In the present invention, the bait and prey may be, but are not limited to, GAL4DD (GAL4 dimerization domain) and GAL11P (GAL11 protein), respectively. For example, bait-prey includes PLK1 (polo-like kinase 1) kinase-NudC (Non-uniformly doped Channel) protein, Rad51 protein-Ask1 (Apoptosis signal-regulating kinase) protein, NFκB (Nuclear Factor kappar B) transcription factor- Protein kinase B alpha (PKBa) protein, Bcl-2-associated X protein-Ku70 protein, and Caspase-XIAP (X-chromosome-linked inhibitor of apoptosis) protein.

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본 발명에 있어서, 상기 미생물은 효모인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 YM4271(Saccharomyces cerevisiae, Clontech, CA, USA)이다.In the present invention, the microorganism is preferably yeast, more preferably YM4271 ( Saccharomyces cerevisiae , Clontech, CA, USA).

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본 발명은 또한, 상기 재조합 미생물을 배양한 다음, 상기 배양된 재조합 미생물의 형광을 측정하는 것을 특징으로 하는 베이트-프레이 간의 상호작용 검출방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting interaction between bait-prey, after culturing the recombinant microorganism, measuring fluorescence of the cultured recombinant microorganism.

본 발명에서, "벡터(vector)"는 적합한 숙주 내에서 DNA를 발현시킬 수 있는 적합한 조절 서열에 작동가능하게 연결된 DNA 서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 벡터는 플라스미드, 파지 입자 또는 간단하게 잠재적 게놈 삽입물일 수 있다. 적당한 숙주로 형질전환되면, 벡터는 숙주 게놈과 무관하게 복제하고 기능할 수 있거나, 또는 일부 경우에 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 플라스미드가 현재 벡터의 가장 통상적으로 사용되는 형태이므로, 본 발명의 명세서에서 "플라스미드(plasmid)" 및 "벡터(vector)"는 때로 상호 교환적으로 사용된다. 본 발명의 목적상, 플라스미드 벡터를 이용하는 게 바람직하다. 이러한 목적에 사용될 수 있는 전형적인 플라스미드 벡터는 (a) 숙주세포당 수백 개의 플라스미드 벡터를 포함하도록 복제가 효율적으로 이루어지도록 하는 복제 개시점, (b) 플라스미드 벡터로 형질전환된 숙주세포가 선발될 수 있도록 하는 항생제 내성 유전자 및 (c) 외래 DNA 절편이 삽입될 수 있는 제한효소 절단부위를 포함하는 구조를 지니고 있다. 적절한 제한효소 절단부위가 존재하지 않을지라도, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker)를 사용하면 벡터와 외래 DNA를 용이하게 라이게이션(ligation)할 수 있다. In the present invention, "vector" refers to a DNA preparation containing a DNA sequence operably linked to a suitable regulatory sequence capable of expressing DNA in a suitable host. Vectors can be plasmids, phage particles or simply potential genomic inserts. Once transformed into the appropriate host, the vector can replicate and function independently of the host genome, or in some cases can be integrated into the genome itself. Since plasmids are the most commonly used form of current vectors, "plasmid" and "vector" are sometimes used interchangeably in the context of the present invention. For the purposes of the present invention, it is preferred to use plasmid vectors. Typical plasmid vectors that can be used for this purpose include (a) a replication initiation point that allows for efficient replication to include hundreds of plasmid vectors per host cell, and (b) host cells transformed with the plasmid vector. It has a structure comprising an antibiotic resistance gene and (c) a restriction enzyme cleavage site into which foreign DNA fragments can be inserted. Although no appropriate restriction enzyme cleavage site is present, the use of synthetic oligonucleotide adapters or linkers according to conventional methods facilitates ligation of the vector and foreign DNA.

라이게이션 후에, 벡터는 적절한 숙주세포로 형질전환되어야 한다. 형질전환은 Sambrook, et . al ., supra의 1.82 섹션에 기술된 칼슘 클로라이드 방법을 사용해서 용이하게 달성될 수 있다. 선택적으로, 전기천공법(electroporation)(Neumann, et . al ., EMBO J., 1:841, 1982) 또한 이러한 세포들의 형질전환에 사용될 수 있다. After ligation, the vector should be transformed into the appropriate host cell. Transformation is described by Sambrook, et . al ., the calcium chloride method described in section 1.82 of supra . Alternatively, electroporation (Neumann, et . Al ., EMBO J. , 1: 841, 1982) can also be used for transformation of these cells.

본 발명에 따른 유전자의 과발현을 위하여 사용되는 벡터는 당업계에 공지된 발현 벡터가 사용될 수 있다. As the vector used for overexpression of the gene according to the present invention, an expression vector known in the art may be used.

핵산은 다른 핵산 서열과 기능적 관계로 배치될 때 "작동가능하게 연결(operably linked)"된다. 이것은 적절한 분자(예를 들면, 전사 활성화 단백질)가 조절 서열(들)에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 조절 서열(들)일 수 있다. 예를 들면, 전서열(pre-sequence) 또는 분비 리더 (leader)에 대한 DNA는 폴리펩타이드의 분비에 참여하는 전단백질로서 발현되는 경우 폴리펩타이드에 대한 DNA에 작동가능하게 연결되고; 프로모터 또는 인핸서는 서열의 전사에 영향을 끼치는 경우 코딩서열에 작동가능하게 연결되거나; 또는 리보좀 결합 부위는 서열의 전사에 영향을 끼치는 경우 코딩 서열에 작동가능하게 연결되거나; 또는 리보좀 결합 부위는 번역을 용이하게 하도록 배치되는 경우 코딩 서열에 작동가능하게 연결된다. 일반적으로, 작동가능하게 연결된”은 연결된 DNA 서열이 접촉하고, 또한 분비 리더의 경우 접촉하고 리딩 프레임 내에 존재하는 것을 의미한다. 그러나, 인핸서(enhancer)는 접촉할 필요가 없다. 이들 서열의 연결은 편리한 제한 효소 부위에서 라이게이션(연결)에 의해 수행된다. 그러한 부위가 존 재하지 않는 경우, 통상의 방법에 따른 합성 올리고뉴클레오티드 어댑터(oligonucleotide adaptor) 또는 링커(linker)를 사용한다. Nucleic acids are "operably linked" when placed in a functional relationship with other nucleic acid sequences. This may be genes and regulatory sequence (s) linked in such a way as to enable gene expression when appropriate molecules (eg, transcriptional activating proteins) bind to regulatory sequence (s). For example, the DNA for a pre-sequence or secretion leader is operably linked to the DNA for the polypeptide when expressed as a shear protein that participates in the secretion of the polypeptide; A promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence when it affects the transcription of the sequence; Or the ribosomal binding site is operably linked to a coding sequence when it affects the transcription of the sequence; Or the ribosomal binding site is operably linked to a coding sequence when positioned to facilitate translation. In general, operably linked ”means that the linked DNA sequences are in contact, and in the case of a secretory leader, are in contact and present within the reading frame. However, enhancers do not need to touch. Linking of these sequences is performed by ligation (linking) at convenient restriction enzyme sites. If such sites do not exist, synthetic oligonucleotide adapters or linkers according to conventional methods are used.

당업계에 주지된 바와 같이, 숙주세포에서 형질감염 유전자의 발현 수준을 높이기 위해서는, 해당 유전자가 선택된 발현 숙주 내에서 기능을 발휘하는 전사 및 해독 발현 조절 서열에 작동가능하도록 연결되어야만 한다. 바람직하게는 발현 조절서열 및 해당 유전자는 세균 선택 마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 재조합벡터 내에 포함되게 된다. 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 재조합벡터는 진핵 발현 숙주 내에서 유용한 발현 마커를 더 포함하여야만 한다.As is well known in the art, to raise the expression level of a transfected gene in a host cell, the gene must be operably linked to transcriptional and translational expression control sequences that function in the selected expression host. Preferably, the expression control sequence and the corresponding gene will be included in one recombinant vector containing the bacterial selection marker and the replication origin. If the host cell is a eukaryotic cell, the recombinant vector must further comprise an expression marker useful in the eukaryotic expression host.

상술한 재조합 벡터에 의해 형질전환된 숙주 세포는 본 발명의 또 다른 측면을 구성한다. 본원 명세서에 사용된 용어 "형질전환"은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제 가능하게 되는 것을 의미한다. Host cells transformed with the recombinant vectors described above constitute another aspect of the present invention. As used herein, the term “transformation” means introducing DNA into a host so that the DNA is replicable as an extrachromosomal factor or by chromosomal integration.

물론 모든 벡터가 본 발명의 DNA 서열을 발현하는데 모두 동등하게 기능을 발휘하지는 않는다는 것을 이해하여야만 한다. 마찬가지로 모든 숙주가 동일한 발현 시스템에 대해 동일하게 기능을 발휘하지는 않는다. 그러나, 당업자라면 과도한 실험적 부담없이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 채로 여러 벡터, 발현 조절 서열 및 숙주 중에서 적절한 선택을 할 수 있다. 예를 들어, 벡터를 선택함에 있어서는 숙주를 고려하여야 하는데, 이는 벡터가 그 안에서 복제되어야만 하기 때문이다. 벡터의 복제 수, 복제 수를 조절할 수 있는 능력 및 당해 벡터에 의해 코딩되는 다 른 단백질, 예를 들어 항생제 마커의 발현도 또한 고려되어야만 한다. Of course, it should be understood that not all vectors function equally well to express the DNA sequences of the present invention. Likewise not all hosts function equally for the same expression system. However, those skilled in the art can make appropriate choices among various vectors, expression control sequences and hosts without departing from the scope of the present invention without undue experimental burden. For example, in selecting a vector, the host must be considered, since the vector must be replicated in it. The number of copies of the vector, the ability to control the number of copies, and the expression of other proteins encoded by the vector, such as antibiotic markers, must also be considered.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as limited by these examples.

실시예 1. NEGFP(N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein) 유전자 및 CEGFP(C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein) 유전자 획득Example 1 Acquisition of N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein (NEGFP) gene and C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein (CEGFP) gene

NEGFP 및 CEGFP을 코딩하는 DNA 서열DNA sequences encoding NEGFP and CEGFP 유전자gene 서열order 서열번호SEQ ID NO: NEGFPNEGFP ATGGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTGTTCACCGGGGTGGTGCCCATCCTGGTCGAGCTGGACGGCGACGTAAACGGCCACAAGTTCAGCGTGTCCGGCGAGGGCGAGGGCGATGCCACCTACGGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCTGCACCACCGGCAAGCTGCCCGTGCCCTGGCCCACCCTCGTGACCACCCTGACCTACGGCGTGCAGTGCTTCAGCCGCTACCCCGACCACATGAAGCAGCACGACTTCTTCAAGTCCGCCATGCCCGAAGGCTACGTCCAGGAGCGCACCATCTTCTTCAAGGACGACGGCAACTACAAGACCCGCGCCGAGGTGAAGTTCGAGGGCGACACCCTGGTGAACCGCATCGAGCTGAAGGGCATCGACTTCAAGGAGGACGGCAACATCCTGGGGCACAAGCTGGAGTACAACTACAACAGCCACAACGTCTATATCATGGCCGACAAGCAGATGGTGAGCAAGGGCGAGGAGCTGTTCACCGGGGTGGTGCCCATCCTGGTCGAGCTGGACGGCGACGTAAACGGCCACAAGTTCAGCGTGTCCGGCGAGGGCGAGGGCGATGCCACCTACGGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCTGCACCACCGGCAAGCTGCCCGTGCCCTGGCCCACCCTCGTGACCACCCTGACCTACGGCGTGCAGTGCTTCAGCCGCTACCCCGACCACATGAAGCAGCACGACTTCTTCAAGTCCGCCATGCCCGAAGGCTACGTCCAGGAGCGCACCATCTTCTTCAAGGACGACGGCAACTACAAGACCCGCGCCGAGGTGAAGTTCGAGGGCGACACCCTGGTGAACCGCATCGAGCTGAAGGGCATCGACTTCAAGGAGGACGGCAACATCCTGGGGCACAAGCTGGAGTACAACTACAACAGCCACAACGTCTATATCATGGCCGACAAGCAG 1One CEGFPCEGFP AAGAACGGCATCAAGGTGAACTTCAAGATCCGCCACAACATCGAGGACGGCAGCGTGCAGCTCGCCGACCACTACCAGCAGAACACCCCCATCGGCGACGGCCCCGTGCTGCTGCCCGACAACCACTACCTGAGCACCCAGTCCGCCCTGAGCAAAGACCCCAACGAGAAGCGCGATCACATGGTCCTGCTGGAGTTCGTGACCGCCGCCGGGATCACTCTCGGCATGGACGAGCTGTACAAGAAGAACGGCATCAAGGTGAACTTCAAGATCCGCCACAACATCGAGGACGGCAGCGTGCAGCTCGCCGACCACTACCAGCAGAACACCCCCATCGGCGACGGCCCCGTGCTGCTGCCCGACAACCACTACCTGAGCACCCAGTCCGCCCTGAGCAAGACACCGAGAGAGAGACGACGACGACGACGACGACGA 22

pDNR-EGFP(Clontech, #6357-1) 벡터를 주형으로 하고, HindⅢ 및 EcoRI 제한효소 절단 염기서열이 도입된 서열번호 3 및 4의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행함으로써, NEGFP DNA를 증폭하였다. PCR의 조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.NEGFP DNA was amplified by PCR using the primers of SEQ ID NOs: 3 and 4, with the pDNR-EGFP (Clontech, # 6357-1) vector as a template and the Hind III and EcoR I restriction enzyme cleavage sequences introduced. . PCR conditions were performed under the conditions of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), and denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute) and 25 cycle reaction conditions. .

서열번호 3: 5'-CCCAAGCTTATGGTGAGCAAGGGCGAGSEQ ID NO: 5'-CCCAAGCTTATGGTGAGCAAGGGCGAG

서열번호 4: 5'-GGAATTCCTGCTTGTCGGCCATGSEQ ID NO: 5'-GGAATTCCTGCTTGTCGGCCATG

또한, pDNR-EGFP(Clontech, #6357-1) 벡터를 주형으로 하고, HindIII 및 EcoRI 제한효소 절단 염기서열이 도입된 서열번호 5 및 6의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행함으로써, CEGFP DNA를 증폭하였다. PCR의 조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.In addition, CEGFP DNA was prepared by using pDNR-EGFP (Clontech, # 6357-1) vector as a template and performing PCR using primers of SEQ ID NOs: 5 and 6 into which Hind III and EcoR I restriction enzyme cleavage sequences were introduced. Amplified. PCR conditions were performed under the conditions of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), and denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute) and 25 cycle reaction conditions. .

서열번호 5: 5'-CCCAAGCTTAAGAACGGCATCAAGGSEQ ID NO: 5'-CCCAAGCTTAAGAACGGCATCAAGG

서열번호 6: 5'-CGGAATTCCTTGTACAGCTCGTCCATGSEQ ID NO: 5'-CGGAATTCCTTGTACAGCTCGTCCATG

실시예 2. EGFP 리포터 플라스미드 제작Example 2. EGFP Reporter Plasmid Construction

효모 투-하이브리드 반응(yeast two-hybrid assay)에서 형광이 없는 NEGFP 및 CEGFP 간의 형광 재형성을 리포터로서 이용하기 위해, 상기 실시예 1에서 증폭된 NEGFP 및 CEGFP 유전자 각각을 융합 테그로 가지고 세포 내에서 복제 수가 적은 2개의 low copy plasmid를 제작하였다.In order to use fluorescence remodeling between fluorescence-free NEGFP and CEGFP in the yeast two-hybrid assay as a reporter, each of the NEGFP and CEGFP genes amplified in Example 1 above as a fusion tag was used in cells. Two low copy plasmids with fewer copies were constructed.

pGADT7-Rec2 벡터(Clontech, #K1617-1)로부터 PvuI 및 HindⅢ 제한효소로 절단한 CEN6/ARS4 origin 조각을 각각 동일한 제한효소로 처리된 pGBT9(Clontech, #K1605-A) 및 pGAD424(Clontech, #K1605-1) 플라스미드에 라이게이즈(ligase)를 이용하여 접합시켰다. 상기 pGBT9 및 pGAD424 플라스미드를 HindⅢ 및 EcoRI 제한효소로 처리하여, GAL4 BD(GAL4 binding domain) 및 GAL4 AD(GAL4 transcription activation domain)를 각각 제거한 후, 상기 실시예 1에서 증폭된 NEGFP 및 CEGFP PCR 조각을 라이게이즈를 이용하여 각각 접합시킴으로써 플라스미드를 제작하였고, 이를 각각 pNEGFP 및 pCEGFP 플라스미드로 명명하였다 (도 2).Pieces of CEN6 / ARS4 origin digested with Pvu I and Hind III restriction enzymes from the pGADT7-Rec2 vector (Clontech, # K1617-1) were treated with the same restriction enzymes, respectively, pGBT9 (Clontech, # K1605-A) and pGAD424 (Clontech, # K1605-1) was ligated to the plasmid using ligase. The pGBT9 and pGAD424 plasmids were treated with Hind III and EcoR I restriction enzymes to remove GAL4 BD (GAL4 binding domain) and GAL4 AD (GAL4 transcription activation domain), respectively, and then amplified NEGFP and CEGFP PCR fragments in Example 1. Plasmids were prepared by conjugation of each with ligation, which was named pNEGFP and pCEGFP plasmids, respectively (FIG. 2).

실시예 3. NEGFP 및 CEGFP 융합 유전자의 클로닝 및 형질전환Example 3. Cloning and Transformation of NEGFP and CEGFP Fusion Genes

NEGFP:GAL4DD 융합 유전자를 클로닝하기 위하여, 효모 GAL4 이량체 도메인(dimerization domain)을 인코딩하는 유전자(GAL4DD, 서열번호 7)를 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드로 하여 서열번호 8 및 9의 프라이머를 사용하여 PCR로 증폭하였다. PCR조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.To clone the NEGFP: GAL4DD fusion gene, PCR using the primers of SEQ ID NOs: 8 and 9 with a gene encoding the yeast GAL4 dimerization domain (GAL4DD, SEQ ID NO: 7) as a bait polynucleotide Amplified by. PCR conditions were carried out with 25 cycles of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute).

서열번호 8: 5'-GGAATTCGGAGGAGGAGGAGAATCAAGGCTAGAAAGSEQ ID NO: 5'-GGAATTCGGAGGAGGAGGAGAATCAAGGCTAGAAAG

서열번호 9: 5'-CGGGATCCTCAAAATAATCCTGTTAACSEQ ID NO: 5'-CGGGATCCTCAAAATAATCCTGTTAAC

상기 PCR 산물은 DNA purification kit(Qiagen, Germany)를 사용하여 정제하였고, EcoRⅠ/BamHI 제한효소로 절단하였다. 상기 DNA 단편을 동일 효소로 절단한 상기 실시예 2에서 제작된 pNEGFP 벡터의 NEGFP 유전자의 3'-말단에 ligation kit(Takara, Japan)을 이용하여 접합시켰다. The PCR product was purified using a DNA purification kit (Qiagen, Germany) and digested with EcoR I / BamH I restriction enzymes. The DNA fragment was conjugated using an ligation kit (Takara, Japan) to the 3′-end of the NEGFP gene of the pNEGFP vector prepared in Example 2, cut with the same enzyme.

CEGFP:GAL11P 융합 유전자를 제작하기 위하여, GAL11P(GAL11 protein, 서열번호 10)의 P 부위(261-352 amino acids)를 코딩하는 유전자를 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드로 하여 서열번호 11 및 12의 프라이머를 사용하여 PCR로 증폭하였다. PCR조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.In order to construct a CEGFP: GAL11P fusion gene, the primers of SEQ ID NOs: 11 and 12 were prepared using a gene encoding the P region (261-352 amino acids) of GAL11P (GAL11 protein, SEQ ID NO: 10) as a bait polynucleotide. And amplified by PCR. PCR conditions were carried out with 25 cycles of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute).

서열번호 11: 5'-GGAATTCGGAGGAGGAGGACCTCAACAGCAGCAAATGSEQ ID NO: 5'-GGAATTCGGAGGAGGAGGACCTCAACAGCAGCAAATG

서열번호 12: 5'-CGGGATCCTCACAAAGCTTGGATTTTTCSEQ ID NO: 12'-CGGGATCCTCACAAAGCTTGGATTTTTC

상기 증폭된 DNA 산물을 EcoRⅠ/BamHI로 절단한 후, 동일한 효소로 절단한 상기 실시예 2에서 제작한 pCEGFP 벡터의 CEGFP 유전자의 3'-말단에 ligation kit(Takara, Japan)을 이용하여 접합시켰다. The amplified DNA product was digested with EcoR I / BamH I and then conjugated with an ligation kit (Takara, Japan) at the 3′-end of the CEGFP gene of the pCEGFP vector prepared in Example 2, which was digested with the same enzyme. I was.

GAL4DD:NEGFP 융합 유전자를 클로닝하기 위하여, GAL4DD를 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드로 하여 하기 서열번호 13 및 14 프라이머를 사용하여 PCR로 증폭하였다. PCR조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.To clone the GAL4DD: NEGFP fusion gene, GAL4DD was prepared as a prey polynucleotide and amplified by PCR using the following SEQ ID NOs: 13 and 14 primers. PCR conditions were carried out with 25 cycles of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute).

서열번호 13: 5'-CCCAAGCTTACTAGTGAATCAAGGCTAGAASEQ ID NO: 13: 5'-CCCAAGCTTACTAGTGAATCAAGGCTAGAA

서열번호 14: 5'-GGAATTCAAATAATCCTGTTAACSEQ ID NO: 14 5'-GGAATTCAAATAATCCTGTTAAC

상기 증폭된 DNA 산물을 HindⅢ/EcoRⅠ제한효소로 절단하고, 상기 실시예 2에서 제작한 pNEGFP 벡터의 NEGFP 유전자의 5'-말단에 ligation kit(Takara, Japan)을 이용하여 접합시켰다. The amplified DNA product was digested with Hind III / EcoR I restriction enzyme and conjugated to the 5′-end of the NEGFP gene of the pNEGFP vector prepared in Example 2 using an ligation kit (Takara, Japan).

GAL11P:CEGFP 융합 유전자를 클로닝하기 위하여, GAL11P를 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드로 하여 하기 서열번호 15 및 16 프라이머를 사용하여 PCR로 증폭하였다. PCR조건은 initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행하였다.To clone the GAL11P: CEGFP fusion gene, GAL11P was prepared as a prey polynucleotide and amplified by PCR using the following SEQ ID NOs: 15 and 16 primers. PCR conditions were carried out with 25 cycles of initial denaturation (95 ℃, 5 minutes, 1 cycle), denaturation (95 ℃, 1 minute), annealing (62 ℃, 1 minute), extension (72 1 minute).

서열번호 15: 5'-CCCAAGCTTACTAGTCCTCAACAGCAGCAASEQ ID NO: 15'-CCCAAGCTTACTAGTCCTCAACAGCAGCAA

서열번호 16: 5'-GGAATTCCAATGCTTGGATTTTTCSEQ ID NO: 16: 5'-GGAATTCCAATGCTTGGATTTTTC

상기 증폭된 DNA 산물을 HindⅢ/EcoRⅠ제한효소로 절단하고, 상기 실시예 2에서 제작한 pCEGFP 벡터의 CEGFP 유전자의 5'-말단에 ligation kit(Takara, Japan)을 이용하여 접합시켰다. The amplified DNA product was digested with Hind III / EcoR I restriction enzyme and conjugated to the 5′-end of the CEGFP gene of the pCEGFP vector prepared in Example 2 using an ligation kit (Takara, Japan).

이후, 상기 NEGFP:GAL4DD, CGFP:GAL11P, GAL4DD:NEGFP 및 GAL11P:CEGFP 융합 유전자를 DNA 시퀀싱으로 확인한 다음, YM4271 효모 균주(MATa, ura3-52, his3-200, ade2-101, ade5, lys2-801, leu2-3, 112, trp1-901, tyr1-501, gal4D, gal80D, ade5::hisG, Clontech, CA, USA)에 각각 도입하였다.Then, the NEGFP: GAL4DD, CGFP: GAL11P, GAL4DD: NEGFP and GAL11P: CEGFP fusion genes were confirmed by DNA sequencing, and then YM4271 yeast strains (MATa, ura3-52, his3-200, ade2-101, ade5, lys2-801). , leu2-3, 112, trp1-901, tyr1-501, gal4D, gal80D, ade5 :: hisG, Clontech, CA, USA).

실시예 4. yeast two-hybrid assay 및 in vivo 상에서의 형광 여부 측정Example 4. yeast two-hybrid assay and in Fluorescence in vivo

상기의 NEGFP 및 CEGFP를 리포터 유전자로 사용하여 형광 재형성이 가능한지 확인하였다. 분리된 EGFP 융합 단백질의 적절한 구조를 결정하기 위하여, 서로 다른 형태로 조합하였다 (도 3). 조합 1은 NEGFP:GAL4DD와 CEGFP:GAL11P를 조합시킨 것이고, 조합 2는 NEGFP:GAL4DD와 GAL11P:CEGFP를, 조합 3은 GAL4DD:NEGFP와 CEGFP:GAL11P를, 조합 4는 GAL4DD:NEGFP와 GAL11P:CEGFP를, 조합 5는 NEGFP:GAL4DD와 CEGFP를, 조합 6은 NEGFP와 CEGFP:GAL11P를 조합시킨 것이다.Using NEGFP and CEGFP as a reporter gene, it was confirmed whether fluorescence remodeling was possible. To determine the proper structure of the isolated EGFP fusion protein, they were combined in different forms (FIG. 3). Combination 1 is a combination of NEGFP: GAL4DD and CEGFP: GAL11P, Combination 2 is NEGFP: GAL4DD and GAL11P: CEGFP, Combination 3 is GAL4DD: NEGFP and CEGFP: GAL11P, Combination 4 is GAL4DD: NEGFP and GAL11P: CEGFP , Combination 5 combines NEGFP: GAL4DD and CEGFP, and Combination 6 combines NEGFP and CEGFP: GAL11P.

yeast two-hybrid 분석을 위하여, 각각 ura3-52, his3-200, leu2-3, trp1-901의 돌연변이로 인하여 우라실, 히스티딘, 루신, 트립신을 요구하는 YM4271 효모 균주에 상기 6개의 NEGFP 및 CEGFP 융합 구조물을 MATCHMAKER LexA two-hybrid system(Clontech, CA)의 메뉴얼에 따라 각각 도입하였다. 각각의 효모 세포가 형질전환되었는지 확인하기 위하여, NEGFP 및 CEGFP 융합 단백질을 발현시키는 효모 형질전환체를 도 3B에 나타낸 NEGFP 및 CEGFP 융합 단백질에 특이적인 프라이머쌍을 이용하여 colony PCR 방법을 통해 확인하였다. Colony PCR은 Prime Taq Premix(GENET BIO, #G-2000)에 상기 NEGFP 및 CEGFP 융합 단백질에 특이적인 프라이머 쌍을 각각 1 ㎕씩 넣고, 증류수 18 ㎕을 넣어 전체 부피를 20 ㎕로 만들고, 효모 형질전환체를 팁으로 찍어 넣어준 다음, initial denaturation(95℃, 5분, 1 cycle), 그리고 denaturation(95℃, 1분), annealing(62℃, 1분), extension(72℃ 1분) 25 cycle 반응 조건으로 수행되었다.For the yeast two-hybrid assay, the six NEGFP and CEGFP fusion constructs in YM4271 yeast strains requiring uracil, histidine, leucine, trypsin due to mutations of ura3-52, his3-200, leu2-3 and trp1-901, respectively Were introduced according to the manual of MATCHMAKER LexA two-hybrid system (Clontech, Calif.). To confirm that each yeast cell was transformed, yeast transformants expressing NEGFP and CEGFP fusion proteins were identified by colony PCR using primer pairs specific for the NEGFP and CEGFP fusion proteins shown in FIG. 3B. Colony PCR was carried out in Prime Taq Premix (GENET BIO, # G-2000) 1 μl each of the primer pair specific for the NEGFP and CEGFP fusion protein, 18 μl of distilled water to make 20 μl of the total volume, and transformed yeast Sift the sieve, then initial denaturation (95 ° C, 5 minutes, 1 cycle), and denaturation (95 ° C, 1 minute), annealing (62 ° C, 1 minute), extension (72 ° C 1 minute) 25 cycles It was carried out under the reaction conditions.

상기 PCR 단편을 0.5 ㎍/㎖ 에티디엄 브로마이드(ethidium bromide, EtBr) 함유 1% 아가로오스젤에 전기영동하였다. 그 결과, 594-bp(1N-5N), 474-bp(6N), 513-bp(1C-4C, 6C) 및 243-bp(5C) PCR 산물이 형질전환된 효모 콜로니에서 관찰되었으나, 대조군인 형질전환하지 않은 YM4271에서는 관찰되지 않았다 (도 4A). The PCR fragment was electrophoresed on 1% agarose gel containing 0.5 μg / ml ethidium bromide (EtBr). As a result, 594-bp (1N-5N), 474-bp (6N), 513-bp (1C-4C, 6C) and 243-bp (5C) PCR products were observed in the transformed yeast colonies, but It was not observed in YM4271 without transformation (FIG. 4A).

yeast two-hybrid assay에서 형광을 확인하기 위하여, 상기 형질전환된 YM4271를 슬라이드에 스프레딩(spreading)한 후, 형광 여부를 주사현미경(confocal microscope, Carl Zeiss LSM 510)으로 관찰하였다. 상기에서 제작한 6개의 서로 다른 NEGFP 및 CEGFP 구조 조합에서의 형광 재형성 정도를 형광을 나타내는 효모 세포를 카운팅함으로써 측정하였다. 양성 대조군으로 사용한 full-length EGFP는 67% 형광을 나타내었고, 음성 대조군으로 사용된 형질전환되지 않은 YM4271 세포는 형광을 나타내지 않았다. pCEGFP(empty vector)와 pNEGFP를 함께 도입한 형질전환체를 background용 대조군으로 사용하였다. 그 결과, 상기 조합 1의 경우 EGFP 양성 대조군에 비하여 40.1%, background용 대조군에 비하여 2.4배 높은 형광 재형성 능력을 나타내는데 비하여, 조합 2는 양성 대조군에 비하여 19.4%, 조합 3은 19.4%, 조합 4는 13.4%, 조합 5는 17.9%의 낮은 재형성율을 나타내었다 (도 4B).In order to confirm the fluorescence in the yeast two-hybrid assay, after spreading the transformed YM4271 on the slide (spreading), the fluorescence was observed under a scanning microscope (confocal microscope, Carl Zeiss LSM 510). The degree of fluorescence remodeling in the six different NEGFP and CEGFP structure combinations prepared above was measured by counting fluorescent yeast cells. Full-length EGFP used as a positive control showed 67% fluorescence and untransformed YM4271 cells used as a negative control showed no fluorescence. A transformant incorporating pCEGFP (empty vector) and pNEGFP together was used as a background control. As a result, the combination 1 exhibited 40.1% higher fluorescence remodeling ability than the EGFP positive control group and 2.4 times higher than the control group for the background, while the combination 2 was 19.4%, the combination 3 was 19.4%, and the combination 4 13.4% and Combination 5 showed a low remodeling rate of 17.9% (FIG. 4B).

이상 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 yeast two-hybrid system은 리포터 유전자를 발현시키기 위하여 별도의 기질을 필요로 하지 않으므로, 간단한 공정만으로 단백질-단백질 상호작용 여부를 확인할 수 있다. As described in detail above, since the yeast two-hybrid system according to the present invention does not require a separate substrate to express the reporter gene, it is possible to confirm whether protein-protein interactions are performed by a simple process.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정 의된다고 할 것이다. The specific parts of the present invention have been described in detail above, and it is apparent to those skilled in the art that such specific descriptions are merely preferred embodiments, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. something to do. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

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Claims (8)

CEN6/ARS4 오리진, 서열번호 1의 염기서열을 가지는, EGFP(enhanced green fluorescent protein)의 N-말단(NEGFP: N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA 및 서열번호 2의 염기서열을 가지는, EGFP의 C-말단(CEGFP: C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein)을 코딩하는 DNA를 함유하고, 상기 NEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 베이트(bait) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL4DD(GAL4 dimerization domain)가 접합되어 있고, CEGFP 코딩 DNA의 3'-말단에 프레이(prey) 폴리뉴클레오타이드로써 GAL11P(GAL11 protein)가 접합되어 있는 재조합벡터로 형질전환된 재조합 미생물.CEN6 / ARS4 origin, the DNA encoding the N-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein (NEGFP) and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 GAL4DD (GAL4) containing DNA encoding the C-terminal domain of split enhanced green fluorescent protein (CEGFP), and a bait polynucleotide at the 3'-end of the NEGFP coding DNA. A recombinant microorganism transformed with a recombinant vector in which a dimerization domain is conjugated and GAL11P (GAL11 protein) is conjugated as a prey polynucleotide at the 3'-end of the CEGFP coding DNA. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 미생물은 효모인 것을 특징으로 하는 재조합 미생물.The recombinant microorganism of claim 1, wherein the microorganism is a yeast. 제1항 또는 제7항의 재조합 미생물을 배양하여 상기 배양된 재조합 미생물의 형광을 측정하는 것을 특징으로 하는 베이트-프레이 간의 상호작용 검출방법.A method for detecting interaction between bait-prey, wherein the recombinant microorganism of claim 1 or 7 is cultured to measure the fluorescence of the cultured recombinant microorganism.
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