RU2529356C2 - Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains - Google Patents

Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains Download PDF

Info

Publication number
RU2529356C2
RU2529356C2 RU2012141166/10A RU2012141166A RU2529356C2 RU 2529356 C2 RU2529356 C2 RU 2529356C2 RU 2012141166/10 A RU2012141166/10 A RU 2012141166/10A RU 2012141166 A RU2012141166 A RU 2012141166A RU 2529356 C2 RU2529356 C2 RU 2529356C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
domains
proteins
dna
activation
Prior art date
Application number
RU2012141166/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012141166A (en
Inventor
Оксана Геннадьевна Максименко
Ольга Викторовна Кырчанова
Валентин Александрович Бабоша
Петр Евгеньевич Прохоров
Вячеслав Леонтьевич Стахов
Павел Георгиевич Георгиев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук
Priority to RU2012141166/10A priority Critical patent/RU2529356C2/en
Publication of RU2012141166A publication Critical patent/RU2012141166A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529356C2 publication Critical patent/RU2529356C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutics.
SUBSTANCE: invention refers to biological engineering, molecular biology, and biotechnology. What is presented is a yeast cell applicable for detecting an interaction between proteins and their domains co-transformed by two plasmids modified for expression of two proteins in the yeast cells, wherein a nucleotide sequence coding the first protein is cloned into one plasmid, while the nucleotide surface coding the second protein - into the other plasmid, wherein the nucleotide sequences coding the proteins are fused with the nucleotide sequences coding the activation and DNA-binding domains of the protein GAL4; the nucleotide sequences coding the studied proteins are separated from the nucleotide sequences coding the activation or DNA-binding domains of the protein GAL4 by means of a nucleotide sequence coding a peptide representing the sequence GluLeuGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAla which is expressed in the form of a protein bridge between the studied protein and the protein GAL4 domains.
EFFECT: invention enables minimising the mutual interaction of the tested protein domains and DNA-binding/activation domains of a vector and can be used for detecting the mutual interaction between the protein molecules for medical and studying applications.
4 dwg, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области биоинженерии, молекулярной биологии и биотехнологии, в частности к методам тестирования взаимодействий между белковыми молекулами.The present invention relates to the field of bioengineering, molecular biology and biotechnology, in particular to methods for testing interactions between protein molecules.

Уровень техникиState of the art

Одна из ключевых проблем молекулярной и клеточной биологии связана с исследованием взаимодействий между белками. Среди всех известных способов исследований таких взаимодействий дрожжевая двугибридная система - наиболее эффективный и экономичный метод, на основе которого многими фирмами были проведены первые протеомные исследования с попыткой установить все возможные взаимодействия между дрожжевыми и дрозофильными белками. Исходным материалом для анализа являются две плазмиды, в которые в нужной рамке считывания клонируются последовательности к ДНК двух белков (один из них оказывается слит в единой рамке трансляции с ДНК-связывающим доменом фактора транскрипции, а второй - с его доменом, активирующим транскрипцию), исследуемых на предмет взаимодействия. При этом физическое связывание друг с другом исследуемых белков приводит к сближению ДНК-связывающего и активационного доменов и, как следствие, активируется либо репрессируется экспрессия репортерного гена. В наиболее распространенном варианте двугибридной системы используются ДНК-связывающий и активационный домены белка GAL4 и дрожжевой штамм, содержащий репортерные гены с GAL4-связывающими сайтами в промоторной области (US 5283173, US 5468614). Основной недостаток этой системы связан со структурными ограничениями, накладываемыми близко расположенными доменами в химерном белке, в результате которых происходит либо инактивация ДНК-связывающего или активационного домена белка GAL4, либо соответствующих доменов исследуемых белков. В результате более половины всех потенциальных взаимодействий не детектируется, что значительно снижает возможности применения метода.One of the key problems of molecular and cellular biology is related to the study of interactions between proteins. Among all known methods for studying such interactions, the yeast two-hybrid system is the most effective and economical method, on the basis of which the first proteomic studies were carried out by many firms in an attempt to establish all possible interactions between yeast and Drosophilic proteins. The source material for the analysis are two plasmids into which the DNA sequences of two proteins are cloned into the desired reading frame (one of them is fused in a single translation frame with the DNA-binding domain of the transcription factor, and the second with its transcriptional activating domain), for interaction. In this case, physical binding of the studied proteins to each other leads to a rapprochement of the DNA-binding and activation domains and, as a result, expression of the reporter gene is activated or repressed. The most common variant of the two-hybrid system uses the DNA-binding and activation domains of the GAL4 protein and a yeast strain containing reporter genes with GAL4-binding sites in the promoter region (US 5283173, US 5468614). The main drawback of this system is associated with structural limitations imposed by closely spaced domains in the chimeric protein, which result in either the inactivation of the DNA-binding or activation domain of the GAL4 protein, or the corresponding domains of the studied proteins. As a result, more than half of all potential interactions are not detected, which significantly reduces the possibility of using the method.

Функционирование некоторых современных дрожжевых двугибридных систем обеспечивается модификациями, улучшающими детекцию белок-белковых взаимодействий при наличии возможных ложных сигналов путем использования сплит-систем (чаще всего основанные на молекуле убиквитина), которые работают независимо от активации или репрессии транскрипции репортерного гена, на которую могут оказывать сильное влияние тестируемые белковые молекулы (US 6562576, US 6911311, US 20090298089 A1).The functioning of some modern yeast double-hybrid systems is provided by modifications that improve the detection of protein-protein interactions in the presence of possible false signals by using split systems (most often based on the ubiquitin molecule), which work regardless of the activation or repression of transcription of the reporter gene, which can have a strong the effect of test protein molecules (US 6562576, US 6911311, US 20090298089 A1).

Также существуют модификации векторов, используемые в двугибридной системе, в основном направленные на применение других доменов (в отличие от классической с использованием активатора GAL4) в дрожжевой двугибридной системе: например, репрессионные (US 5885779) или домены белков-участников сигнальных путей, связанных с мембранами клеток (US 2010/0075326 А1). Кроме этого существуют модификации векторов, основанные на использовании рекомбинации и используемые в двугибридной системе, которые упрощают клонирование кДНК в соответствующие плазмиды (US 7323313). Наконец, известен вариант применения гибких линкеров между искусственными доменами «цинковые пальцы», использование которых увеличивает аффинность химерных белков к их ДНК-мишеням (US 6479626).There are also modifications of vectors used in the two-hybrid system, mainly aimed at the use of other domains (in contrast to the classical using the GAL4 activator) in the yeast two-hybrid system: for example, repression (US 5885779) or domains of protein participating in membrane signaling pathways cells (US 2010/0075326 A1). In addition, there are modifications of vectors based on the use of recombination and used in the two-hybrid system that simplify the cloning of cDNA into the corresponding plasmids (US 7323313). Finally, there is a known application of flexible linkers between artificial zinc finger domains, the use of which increases the affinity of chimeric proteins for their DNA targets (US 6,479,626).

Тем не менее, не существует способов, в которых бы вектора для дрожжевой двугибридной системы модифицировались таким образом, чтобы домены тестируемых белков были бы отделены от ДНК-связывающего и/или активационного доменов гибкими белковыми мостиками, которые бы изолировали домены друг от друга и тем самым нивелировали влияние стерических эффектов.However, there are no ways in which the vectors for the yeast two-hybrid system are modified so that the domains of the tested proteins are separated from the DNA-binding and / or activation domains by flexible protein bridges that isolate the domains from each other and thereby leveled the effect of steric effects.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В настоящем изобретении предлагается новый способ снижения взаимозависимости доменов в дрожжевой двугибридной системе. Вектора, используемые в дрожжевой двугибридной системе, модифицируются таким образом, чтобы исследуемые белки были отделены от ДНК-связывающего или активационного доменов белка GAL4 при помощи нейтрального гибкого белкового мостика. Для подтверждения эффективности выбранного подхода ряд известных взаимодействий, которые не выявляются в обычном варианте метода, протестированы с использованием модифицированных векторов.The present invention provides a new method for reducing the interdependence of domains in a yeast two-hybrid system. The vectors used in the yeast two-hybrid system are modified so that the studied proteins are separated from the DNA-binding or activation domains of the GAL4 protein using a neutral flexible protein bridge. To confirm the effectiveness of the chosen approach, a number of known interactions that are not detected in the usual version of the method were tested using modified vectors.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для детекции взаимодействия между белковыми молекулами, которые могут быть использованы в медицинских и исследовательских целях.The present invention can be used to detect interactions between protein molecules that can be used for medical and research purposes.

Сущность описываемого изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлены схемы векторов, предназначенные для клонирования в них кДНК-последовательностей тестируемых белков и последующего скрининга в дрожжевой двугибридной системе, гдеThe essence of the described invention is illustrated by the drawing (figure 1), which shows the scheme of vectors designed for cloning in them cDNA sequences of the tested proteins and subsequent screening in a yeast two-hybrid system, where

А - вектора pG4AD_h1 и pG4AD_h2, в которых ниже активационного домена GAL4 клонированы последовательности, кодирующие гибкий белковый мостик 1 или 2;A - vectors pG4AD_h1 and pG4AD_h2, in which sequences encoding the flexible protein bridge 1 or 2 are cloned below the GAL4 activation domain;

Б - вектор ph1_G4AD, в котором выше активационного домена GAL4 клонирована последовательность, кодирующая гибкий белковый мостик 1;B - vector ph1_G4AD, in which a sequence encoding a flexible protein bridge 1 is cloned above the GAL4 activation domain;

В - вектор pG4BD_h1 и pG4BD_h2, в которых ниже ДНК-связывающего домена GAL4 клонированы последовательности, кодирующие гибкий белковый мостик 1 или 2;B is the vector pG4BD_h1 and pG4BD_h2, in which sequences encoding the flexible protein bridge 1 or 2 are cloned below the GAL4 DNA binding domain;

Г - вектор ph1_G4BD, в котором выше ДНК-связывающего домена GAL4 клонирована последовательность, кодирующая гибкий белковый мостик 1;G is a ph1_G4BD vector in which a sequence encoding a flexible protein bridge 1 is cloned above the DNA-binding domain of GAL4;

Д - вектор plexABD_h1, в котором ниже ДНК-связывающего домена lexA клонирована последовательность, кодирующая гибкий белковый мостик 1;D is the vector plexABD_h1, in which a sequence encoding a flexible protein bridge 1 is cloned below the DNA-binding domain of lexA;

Е - вектор ph1_lexABD, в котором выше ДНК-связывающего домена lexA клонирована последовательность, кодирующая гибкий белковый мостик 1;E is a ph1_lexABD vector in which a sequence encoding a flexible protein bridge 1 is cloned above the DNA-binding domain of lexA;

Ж - аминокислотные последовательности используемых белковых мостиков 1 и 2.W - amino acid sequences of the used protein bridges 1 and 2.

Пример 1. Создание модификаций векторов, предназначенных для дрожжевой двугибридной системы.Example 1. The creation of modifications of the vectors intended for the yeast two-hybrid system.

Дрожжевая двугибридная система основана на использовании факторов транскрипции, которые характеризуются модульностью строения и состоят из физически и функционально разделимых доменов: ДНК-связывающего (BD - binding domain) и домена, активирующего транскрипцию (AD - activation domain). Физическое разделение BD и AD доменов приводит к инактивации фактора транскрипции. BD и AD домены сливают с исследуемыми белками Х («наживка») и Y («добыча»), соответственно. Реконструкция фактора становится возможна в случае взаимодействия Х с Y, тогда происходит активация транскрипции генов, зависимых от используемого фактора транскрипции (Bartel, Chien et al. 1993). Для создания двугибридной системы чаще всего используют фактор транскрипции S. cerevisiae GAL4, разделенный на ДНК-связывающий и активационный домены. Также в качестве ДНК-связывающего мотива часто используют домен бактериального репрессорного белка lexA.The yeast two-hybrid system is based on the use of transcription factors, which are characterized by a modular structure and consist of physically and functionally separable domains: a DNA-binding (BD - binding domain) and a domain that activates transcription (AD - activation domain). The physical separation of the BD and AD domains leads to inactivation of the transcription factor. BD and AD domains are fused to the studied proteins X (“bait”) and Y (“prey”), respectively. Reconstruction of the factor becomes possible in the case of the interaction of X with Y, then the transcription of genes that are dependent on the transcription factor used is activated (Bartel, Chien et al. 1993). To create a two-hybrid system, the transcription factor S. cerevisiae GAL4, which is divided into DNA-binding and activation domains, is most often used. Also, the bacterial repressor protein domain lexA is often used as a DNA binding motif.

Исходным материалом для анализа являются две плазмиды, в которые в нужной рамке считывания клонируются последовательности кДНК двух белков, исследуемых на предмет взаимодействия. Последовательность первого белка клонируется в единой рамке с BD-доменом в одной плазмиде, а последовательность второго - в единой рамке с AD-доменом Gal4 в другой плазмиде.The source material for the analysis are two plasmids into which, in the desired reading frame, the cDNA sequences of two proteins that are studied for interaction are cloned. The sequence of the first protein is cloned in a single frame with the BD domain in one plasmid, and the sequence of the second is in a single frame with the AD domain of Gal4 in another plasmid.

Дрожжевые клетки котрансформируют двумя такими плазмидами, белковые конструкции экспрессируются в клетках и направляются с помощью особого сигнала ядерной локализации из цитоплазмы в ядро клетки. BD-домен, соединенный со вторым белком, связывается с промоторами репортерных генов, в которые встроены либо GAL4-, либо lexA-связывающие последовательности ДНК, и если первый и второй белки взаимодействуют, то в результате AD-домен привлекается к регуляторной части репортерного гена и активирует его экспрессию.Yeast cells are co-transformed with two such plasmids, protein constructs are expressed in cells and sent via a special nuclear localization signal from the cytoplasm to the cell nucleus. The BD domain coupled to the second protein binds to promoters of reporter genes into which either GAL4 or lexA binding DNA sequences are inserted, and if the first and second proteins interact, then the AD domain is attracted to the regulatory part of the reporter gene and activates its expression.

Необходимо отметить, что в клетках S. cerevisiae слитый белок экспрессируется в относительно небольшом количестве с минимального конститутивного ADH1-промотора, в составе вектора также присутствует последовательность терминирующего сигнала ADH1. Слитый белок направляется в ядро клеток S. cerevisiae с помощью сигнала ядерной локализации, являющегося частью BD или имеющего гетерологичное происхождение (из вируса SV40). Вектора способны автономно реплицироваться в клетках Е. coli и в клетках S. cerevisiae. Вектора содержат ген β-лактамазы, обуславливающий резистентность Е. coli к ампициллину. В варианте вектора с активационным доменом GAL4 есть LEU2 ген, а с ДНК-связывающим доменом - TRP1 ген, позволяющие гетеротрофным клеткам S. cerevisiae расти в условиях, лимитированных по лейцину или триптофану, соответственно.It should be noted that in S. cerevisiae cells the fusion protein is expressed in a relatively small amount from the minimal constitutive ADH1 promoter; the sequence of the ADH1 termination signal is also present in the vector. A fusion protein is sent to the nucleus of S. cerevisiae cells using a nuclear localization signal that is part of BD or of heterologous origin (from the SV40 virus). Vectors are able to autonomously replicate in E. coli cells and in S. cerevisiae cells. The vectors contain the β-lactamase gene, which determines E. coli resistance to ampicillin. In the version of the vector with the GAL4 activation domain, there is the LEU2 gene, and with the DNA-binding domain, the TRP1 gene, which allows heterotrophic S. cerevisiae cells to grow under conditions limited to leucine or tryptophan, respectively.

Эксперимент включает несколько этапов.An experiment involves several steps.

- Получение экспрессирующих векторов - плазмид, в которых последовательности кДНК исследуемых белков клонированы в единой рамке с ДНК-связывающим или активационным доменом.- Obtaining expression vectors - plasmids in which the cDNA sequences of the studied proteins are cloned in a single frame with a DNA-binding or activation domain.

- Котрансформация дрожжей двумя типами плазмид и посев трансформантов на чашки Петри с селективной средой, не содержащей селективные аминокислоты (например, в классическом варианте - триптофан и лейцин). В гены биосинтеза этих аминокислот в геноме используемого дрожжевого штамма искусственно внесены мутации, нарушающие образование функционально активных белков. Эти гены без мутаций экспрессируются с трансформированных плазмид. В результате на чашках происходит селекция, если котрансформация прошла успешно, то на чашке через 2-3 суток вырастают отдельные колонии.- Cotransformation of yeast with two types of plasmids and plating of transformants on Petri dishes with a selective medium that does not contain selective amino acids (for example, tryptophan and leucine in the classical version). Mutations that violate the formation of functionally active proteins are artificially introduced into the genes of biosynthesis of these amino acids in the genome of the used yeast strain. These mutationless genes are expressed from transformed plasmids. As a result, selection occurs on the plates; if the cotransformation is successful, then separate colonies grow on the plate after 2-3 days.

- Несколько колоний пересеваются истощающим штрихом на чашки Петри с селективной средой (например, без триптофана, лейцина, гистидина и аденина).- Several colonies are crossed by a draining stroke on Petri dishes with selective medium (for example, without tryptophan, leucine, histidine and adenine).

- Чаще всего, гены биосинтеза гистидина и аденина ADE2 и HIS3, а также ген β-галактозидазы LacZ являются репортерными. Если белки взаимодействуют, то активируются гены ADE2 и HIS3 и, следовательно, колонии вырастают. Если белки не взаимодействуют, то рост колоний не наблюдается. Кроме этого можно параллельно детектировать уровень активации гена LacZ.- Most often, the histidine and adenine biosynthesis genes ADE2 and HIS3, as well as the β-galactosidase gene LacZ are reporter. If the proteins interact, the ADE2 and HIS3 genes are activated and, therefore, colonies grow. If proteins do not interact, then colony growth is not observed. In addition, it is possible to simultaneously detect the level of activation of the LacZ gene.

Основным ограничением в использовании дрожжевой двугибридной системы является частое появление ложноотрицательных и ложноположительных результатов. Есть несколько подходов на пути преодоления данных проблем:The main limitation in the use of the yeast two-hybrid system is the frequent appearance of false negative and false positive results. There are several approaches to overcome these problems:

1) использование нескольких генов-репортеров,1) the use of several reporter genes,

2) перемещение в плазмидах доменов белка Gal4/lexA на С-конец химерного белка,2) the transfer in plasmids of the domains of the Gal4 / lexA protein to the C-terminus of the chimeric protein,

3) проверка не целого белка на взаимодействие, а только его отдельных доменов,3) checking not a whole protein for interaction, but only its individual domains,

4) использование ингибиторов, которые в определенных концентрациях исключают ложноположительный рост.4) the use of inhibitors, which in certain concentrations exclude false-positive growth.

Однако, несмотря на все эти подходы, многие взаимодействия не удается детектировать с использованием классического варианта дрожжевой двугибридной системы из-за того, что в последовательности химерного белка домены тестируемого белка, по всей видимости, оказываются жестко связаны с последовательностями, кодирующими ДНК-связывающий/активационный домены. В связи с этим было высказано предположение, согласно которому использование в векторах для дрожжевой двугибридной системы гибких белковых мостиков, отделяющих последовательность тестируемого белка от последовательностей ДНК-связывающего/активационного доменов, позволит стерически изолировать домены белков и добиться детектируемого сигнала взаимодействия белковых молекул.However, despite all these approaches, many interactions cannot be detected using the classical version of the yeast two-hybrid system due to the fact that, in the sequence of the chimeric protein, the domains of the tested protein appear to be tightly coupled to the sequences encoding the DNA-binding / activation domains. In this regard, it was suggested that the use of flexible protein bridges in the vectors for the yeast two-hybrid system separating the sequence of the tested protein from the sequences of the DNA-binding / activation domains will allow sterically isolating the protein domains and achieving a detectable signal for the interaction of protein molecules.

В качестве модифицируемых векторов были выбраны pGAD424 и pGBT9 (Clontech), предназначенные для использования в дрожжевой двугибридной системе и основанные на GAL4-активаторе. Дополнительно в качестве ДНК-связывающего домена был использован соответствующий мотив lexA, который был клонирован в вектор pGBT9 вместо ДНК-связывающего домена GAL4.As modifiable vectors, pGAD424 and pGBT9 (Clontech) were selected for use in the yeast two-hybrid system and based on the GAL4 activator. Additionally, the corresponding lexA motif was used as the DNA binding domain, which was cloned into the pGBT9 vector instead of the GAL4 DNA binding domain.

Были разработаны и синтезированы ДНК-последовательности, кодирующие 21- и 22-аминокислотные линкеры, представляющие собой достаточно гибкие α-спирали. Разработанные аминокислотные последовательности представлены на Фиг.1Ж.DNA sequences encoding 21- and 22-amino acid linkers, which are quite flexible α-helices, were developed and synthesized. The developed amino acid sequences are shown in FIG.

ДНК-последовательности линкера были клонированы в вектора для дрожжевой двугибридной системы либо на N- (Фиг.1Б, Г, Е), либо на С-конце (Фиг.1А, В, Д) относительно ДНК-связывающего (Фиг.1В, Г, Д, Е)/активационного (Фиг.1А, Б) доменов. Для клонирования ДНК-последовательности, кодирующей белковый мостик, на N-конец ДНК-связывающего/активационного доменов был использован сайт рестрикции HindIII. Для клонирования ДНК-последовательности, кодирующей белковый мостик, на С-конец ДНК-связывающего/активационного доменов был использован сайт рестрикции EcoRI. Соответствующие рестриктные сайты были заложены в последовательности олигонуклеотидов, используемых для синтеза последовательности ДНК, кодирующей белковый мостик. Последовательности олигонуклеотидов были подобраны таким образом, чтобы открытая рамка считывания клонируемых фрагментов в итоговых конструкциях не была нарушена.Linker DNA sequences were cloned into vectors for the yeast two-hybrid system either at the N- (Fig. 1B, D, E) or at the C-terminus (Fig. 1A, C, D) relative to the DNA-binding (Fig. 1B, D , D, E) / activation (Fig.1A, B) domains. The HindIII restriction site was used to clone the DNA sequence encoding the protein bridge at the N-terminus of the DNA binding / activation domains. An EcoRI restriction site was used to clone the DNA sequence encoding the protein bridge at the C-terminus of the DNA binding / activation domain. The corresponding restriction sites were laid in the sequence of oligonucleotides used to synthesize the DNA sequence encoding the protein bridge. The oligonucleotide sequences were selected so that the open reading frame of the cloned fragments in the final constructs was not violated.

В итоге получено 8 векторов, в которых последовательности изучаемых белков можно клонировать в единой рамке считывания с ДНК-связывающим/активационным доменами либо на N- либо на С-конце, и во всех случаях белковые домены тестируемых белков будут отделены от ДНК-связывающего/активационного доменов 21- или 22-аминокислотным белковым мостиком.As a result, 8 vectors were obtained in which the sequences of the studied proteins can be cloned in a single reading frame with DNA-binding / activation domains or at the N- or C-terminus, and in all cases the protein domains of the tested proteins will be separated from the DNA-binding / activation domains with a 21- or 22-amino acid protein bridge.

Пример 2. Тестирование модифицированных векторов на предмет детекции взаимодействия между белковыми молекулами.Example 2. Testing of modified vectors for the detection of interactions between protein molecules.

На основе модифицированных векторов были созданы плазмиды для тестирования эффективности разработанного подхода. Для этого как в классические вектора для дрожжевой двугибридной системы (pGAD424 и pGBT9), так и в модифицированные (pG4AD_h1, pG4AD_h2, ph1_G4AD, pG4BD_h1, pG4BD_h2, ph1_G4BD, plexABD_h1, ph1_lexABD) были клонированы кДНК-последовательности тестируемых белков. В качестве положительного контроля корректности функционирования всех плазмид было использовано хорошо изученное взаимодействие белков Дрозофилы CTCF и СР190. В качестве отрицательных контролей были использованы исходные плазмиды. Результаты проверки всех вариантов векторов представлены на Фиг.2, из которой видно, что как на селективной среде без гистидина и аденина, так и в β-галактозидазном тесте детектируются положительные сигналы только в парах dCTCF-CP190.Based on the modified vectors, plasmids were created to test the effectiveness of the developed approach. To do this, both the classical vectors for the yeast two-hybrid system (pGAD424 and pGBT9) and the modified ones (pG4AD_h1, pG4AD_h2, ph1_G4AD, pG4BD_h1, pG4BD_h2, ph1_G4BD, plexABD_h1, and DNA-tested were tested for DNA-labeled AB1 As a positive control of the correct functioning of all plasmids, the well-studied interaction of Drosophila proteins CTCF and CP190 was used. Initial plasmids were used as negative controls. The results of the verification of all variants of the vectors are presented in FIG. 2, from which it can be seen that only signals of the dCTCF-CP190 pairs are detected in a selective medium without histidine and adenine, and in the β-galactosidase test.

Затем были выбраны белки и отдельные белковые домены, для которых из экспериментов in vitro известно, что они могут формировать гомодимеры, однако в классическом варианте дрожжевой двугибридной системы не удавалось детектировать положительный сигнал. Это полноразмерные белки CTCF Дрозофилы и человека и его N-концевые домены, белки Pita, Zw5 Дрозофилы, и их N-концевые домены, представляющие собой цинковый палец С4-типа (так называемый ZAD-домен). Для всех этих белков в экспериментах in vitro показано, что они могут формировать гомодимеры, и для такой димеризации необходимы N-концевые домены данных белков. На Фиг.3 представлены результаты дрожжевой двугибридной системы, полученные с использованием классических векторов, в которые были клонированы кДНК-последовательности данных белков. Видно, что в случае отдельных доменов во всех экспериментах были получены отрицательные результаты, и только в некоторых вариантах с использованием полноразмерных белков детектируется положительный сигнал.Then, proteins and individual protein domains were selected, for which it is known from in vitro experiments that they can form homodimers, however, in the classical version of the yeast two-hybrid system, a positive signal could not be detected. These are the full-sized CTCF proteins of Drosophila and humans and its N-terminal domains, Pita, Zw5 Drosophila proteins, and their N-terminal domains, which are C4-type zinc finger (the so-called ZAD domain). For all these proteins, in vitro experiments have shown that they can form homodimers, and N-terminal domains of these proteins are necessary for such dimerization. Figure 3 presents the results of a yeast two-hybrid system obtained using classical vectors into which the cDNA sequences of these proteins were cloned. It can be seen that in the case of individual domains in all experiments negative results were obtained, and only in some cases a positive signal is detected using full-sized proteins.

Все изучаемые последовательности были клонированы в модифицированные вектора, и на Фиг.4 представлены результаты данного варианта дрожжевой двугибридной системы. Так, во многих комбинациях, в которых N-конец тестируемых белков оставался свободным и при этом отделялся от ДНК-связывающего/активационного доменов белковым мостиком, удалось детектировать положительные сигналы, которые ранее были недетектируемы. На основании полученных результатов действительно видно, что молекулы изучаемых белков взаимодействуют друг с другом за счет N-концевых доменов.All studied sequences were cloned into modified vectors, and Fig. 4 presents the results of this variant of the yeast two-hybrid system. Thus, in many combinations in which the N-terminus of the tested proteins remained free and was separated from the DNA-binding / activation domains by a protein bridge, it was possible to detect positive signals that were previously undetectable. Based on the results obtained, it is indeed seen that the molecules of the studied proteins interact with each other due to the N-terminal domains.

Список литературыBibliography

1. Bartel, Р., С.Т. Chien, et al. (1993). ″Elimination of false positives that arise in using the two-hybrid system.″ Biotechniques 14(6): 920-4.1. Bartel, R., S.T. Chien, et al. (1993). ″ Elimination of false positives that arise in using the two-hybrid system. ″ Biotechniques 14 (6): 920-4.

Claims (1)

Дрожжевая клетка, предназначенная для детекции взаимодействия между белками и их доменами, котрансформированная двумя плазмидами, модифицированными для экспрессии в клетках дрожжей двух белков, где нуклеотидная последовательность, кодирующая первый белок, клонирована в одну плазмиду, а нуклеотидная последовательность, кодирующая второй белок,- в другую плазмиду, где нуклеотидные последовательности, кодирующие белки, слиты с нуклеотидными последовательностями, кодирующими активационный и ДНК-связывающий домены белка GAL4, при этом нуклеотидные последовательности, кодирующие исследуемые белки, отделены от нуклеотидных последовательностей, кодирующих активационный или ДНК-связывающий домен белка GAL4, при помощи нуклеотидной последовательности, кодирующей пептид, представляющий собой последовательность GluLeuGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAla, который экспрессируется в виде белкового мостика между исследуемым белком и доменами белка GAL4. A yeast cell designed to detect the interaction between proteins and their domains, cotransformed with two plasmids modified to express two proteins in yeast cells, where the nucleotide sequence encoding the first protein is cloned into one plasmid and the nucleotide sequence encoding the second protein into another a plasmid where the nucleotide sequences encoding the proteins are fused to the nucleotide sequences encoding the activation and DNA-binding domains of the GAL4 protein, wherein eotidnye sequences encoding proteins under study, separated from nucleotide sequences encoding the activation or the DNA binding domain of GAL4 protein, using the nucleotide sequence encoding a peptide representing a sequence GluLeuGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAlaLysGluAlaAlaAla, which is expressed as a protein bridge between the test protein and the protein domains of GAL4.
RU2012141166/10A 2012-09-27 2012-09-27 Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains RU2529356C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141166/10A RU2529356C2 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141166/10A RU2529356C2 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012141166A RU2012141166A (en) 2014-04-10
RU2529356C2 true RU2529356C2 (en) 2014-09-27

Family

ID=50435650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012141166/10A RU2529356C2 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529356C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762410C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2241748C2 (en) * 1999-02-11 2004-12-10 Институт Молекулярной Агробиологии Nac1 - plant gene encoding transcription factor taking part in development of seed lobe and lateral root
US20070031815A1 (en) * 2003-05-01 2007-02-08 University Of Liverpool Screening method for identifying hsp90 modulators
EP1975620A2 (en) * 2001-03-02 2008-10-01 GPC Biotech AG Three hybrid assay system
RU2403287C2 (en) * 2004-10-25 2010-11-10 Авентис Фарма С.А. Double hybrid system based on gene silencing by transcriptional interference
RU2447449C2 (en) * 2006-11-14 2012-04-10 Дженентек, Инк. Neuronal regeneration modulators

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2241748C2 (en) * 1999-02-11 2004-12-10 Институт Молекулярной Агробиологии Nac1 - plant gene encoding transcription factor taking part in development of seed lobe and lateral root
EP1975620A2 (en) * 2001-03-02 2008-10-01 GPC Biotech AG Three hybrid assay system
US20070031815A1 (en) * 2003-05-01 2007-02-08 University Of Liverpool Screening method for identifying hsp90 modulators
RU2403287C2 (en) * 2004-10-25 2010-11-10 Авентис Фарма С.А. Double hybrid system based on gene silencing by transcriptional interference
RU2447449C2 (en) * 2006-11-14 2012-04-10 Дженентек, Инк. Neuronal regeneration modulators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762410C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012141166A (en) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Masser et al. Cytoplasmic protein misfolding titrates Hsp70 to activate nuclear Hsf1
Tange et al. Biochemical analysis of the EJC reveals two new factors and a stable tetrameric protein core
WO2015165274A1 (en) Taler protein having a transcription inhibiting effect by means of steric hindrance, and application thereof
US20030170656A1 (en) Method of screening for factors that modulate gene expression
WO2018069782A2 (en) A combination of split orthogonal proteases with dimerization domains that allow for assembly
JP2018528237A5 (en)
AU708058B2 (en) A cytotoxicity-based genetic selection system (toxsel)
JP2001513987A (en) Inductive control system and its use
Penkov et al. Cloning of a human gene closely related to the genes coding for the c-myc single-strand binding proteins
JP2023537158A (en) KRAB fusion suppressor and method and composition for suppressing gene expression
Yu et al. A double interaction screen identifies positive and negative ftz gene regulators and ftz-interacting proteins
RU2529356C2 (en) Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains
US20050032186A1 (en) Regulatory zinc finger proteins
Ganser et al. Filamentation and biofilm formation are regulated by the phase-separation capacity of network transcription factors in Candida albicans
Krum et al. Bovine BRCA1 shows classic responses to genotoxic stress but low in vitro transcriptional activation activity
Obuchowski et al. Impaired lysogenisation of the Escherichia coli rpoA341 mutant by bacteriophage λ is due to the inability of CII to act as a transcriptional activator
Kim et al. Interaction between F plasmid partition proteins SopA and SopB
RU2762410C1 (en) Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes
Sreekumar et al. DNA replication initiator proteins facilitate CENPA loading on early replicating compact chromatin
Shubin et al. Evaluation of the toxic effects evoked by the transient expression of protease genes from human pathogens in HEK293 cells
US20080248467A1 (en) System for pulling out regulatory elements using yeast
Neeley et al. Salicylic acid-driven association of LENRV and NIMIN1/NIMIN2 binding domain regions in the C-terminus of tobacco NPR1 transduces SAR signal
Ramalingam Lola-I is a promoter pioneer factor that regulates RNA polymerase II pausing during Drosophila embryogenesis
Haug Mechanism of SUMO repression of the transcription factor c-Myb–the role of SUMO acetylation
Larson Roles of Replication Factor a Post-Translational Modifications in Coordinating the DNA Damage Checkpoint

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150928