RU2762410C1 - Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes - Google Patents
Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762410C1 RU2762410C1 RU2021104769A RU2021104769A RU2762410C1 RU 2762410 C1 RU2762410 C1 RU 2762410C1 RU 2021104769 A RU2021104769 A RU 2021104769A RU 2021104769 A RU2021104769 A RU 2021104769A RU 2762410 C1 RU2762410 C1 RU 2762410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proteins
- protein
- sequence encoding
- nucleotide sequence
- yeast
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/80—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
- C12N15/81—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
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.
Изобретение создано при финансовой поддержке Министерства Науки и Высшего образования Российской Федерации в рамках Соглашения № 075-15-2019-1661 от 31.10.2019.The invention was created with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under the Agreement No. 075-15-2019-1661 of October 31, 2019.
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 быстрый и экономичный метод, на основе которого были проведены первые протеомные исследования с попыткой установить все возможные взаимодействия между дрожжевыми белками и белками дрозофиллы.One of the key problems in molecular and cellular biology is related to the study of interactions between proteins. Among all the known methods for studying such interactions, the yeast two-hybrid system is the fastest and most economical method, on the basis of which the first proteomic studies were carried out with an attempt to establish all possible interactions between yeast proteins and Drosophila proteins.
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 доменов BD и AD приводит к инактивации фактора транскрипции: BD отдельно не способен активировать транскрипцию, а AD отдельно не способен связываться со своими специфическими сайтами. Домены BD и AD сливают с исследуемыми белками X («наживка») и Y («добыча») соответственно. Реконструкция фактора становится возможна в случае взаимодействия X 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 Saccharomyces сerevisiae GAL4, разделенный на ДНК-связывающий и активационный домены.The yeast two-hybrid system is based on the use of transcription factors, which are characterized by modular structure and consist of physically and functionally separable domains: a DNA-binding domain (BD - binding domain) and a transcription activating domain (AD - activation domain). The physical separation of the BD and AD domains leads to inactivation of the transcription factor: BD alone is unable to activate transcription, and AD alone is unable to bind to its specific sites. Domains BD and AD are fused with the studied proteins X (bait) and Y (prey), respectively. Factor reconstruction becomes possible in the case of interaction between X and Y, then transcription of genes dependent on the used transcription factor is activated (Bartel, Chien et al. 1993). To create a two-hybrid system, the transcription factor Saccharomyces cerevisiae GAL4 is most often used, divided into DNA-binding and activation domains.
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 starting material for the analysis is two plasmids, into which the cDNA sequences of the two proteins to be studied for interaction are cloned in the desired reading frame. 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 - in a single frame with the AD-domain of GAL4 in another plasmid.
Дрожжевые клетки котрансформируют 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 GAL4-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 cotransformed with such plasmids, protein constructs are expressed in cells and directed by a special nuclear localization signal from the cytoplasm to the cell nucleus. The BD domain connected to the second protein binds to the promoters of the reporter genes, into which the GAL4-binding DNA sequences are inserted, and if the first and second proteins interact, then as a result the AD domain is attracted to the regulatory part of the reporter gene and activates its expression.
В клетках S. cerevisiae тестируемые белки экспрессируются в относительно небольшом количестве с минимального конститутивного ADH1-промотора, в составе вектора также присутствует последовательность терминирующего сигнала ADH1. Экспрессируемый 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 E. coli и в клетках S. cerevisiae. Вектора содержат ген β-лактамазы, обуславливающий резистентность E. coli к ампициллину. В векторе с активационным доменом GAL4 есть LEU2 ген, с ДНК-связывающим доменом – TRP1 ген, с дополнительным негибридным белком – URA3 ген, позволяющие гетеротрофным клеткам S. cerevisiae расти в условиях, лимитированных по лейцину, триптофану или урацилу, соответственно.In S. cerevisiae cells, the tested proteins are expressed in relatively small amounts from the minimal constitutive ADH1 promoter; the vector also contains an ADH1 termination signal sequence. The expressed protein is directed to the nucleus of S. cerevisiae cells by a nuclear localization signal that is part of the BD or is of heterologous origin (from the SV40 virus). The vectors are capable of autonomous replication in E. coli and S. cerevisiae cells. The vectors contain the β-lactamase gene, which makes E. coli ampicillin resistant. The vector with the activation domain GAL4 contains the LEU2 gene, with the DNA-binding domain, the TRP1 gene, and an additional non-fusion protein, the URA3 gene, which allow heterotrophic S. cerevisiae cells to grow under conditions limited by leucine, tryptophan, or uracil, respectively.
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 (US5283173A, US5468614A).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 (US5283173A, US5468614A).
Также существуют модификации векторов, используемые в дрожжевой двугибридной системе, в основном направленные на применение других доменов (в отличие от классической с использованием активатора GAL4): например, репрессионные (US5885779A) или домены белков-участников сигнальных путей, связанных с мембранами клеток (US20100075326A1). Кроме этого, существуют модификации векторов, основанные на использовании рекомбинации и упрощающие клонирование кДНК в соответствующие плазмиды, используемые в двугибридной системе (US7323313B2). В патенте RU2529356C нуклеотидные последовательности, кодирующие исследуемые белки, отделены от нуклеотидных последовательностей, кодирующих активационный или ДНК-связывающий домен белка GAL4, при помощи нуклеотидной последовательности, кодирующей пептид, который экспрессируется в виде белкового мостика между исследуемым белком и доменами белка GAL4.There are also vector modifications used in the yeast two-hybrid system, mainly aimed at using other domains (in contrast to the classical one using the GAL4 activator): for example, repression (US5885779A) or domains of proteins participating in signaling pathways associated with cell membranes (US20100075326A1) ... In addition, there are vector modifications based on the use of recombination and simplifying the cloning of cDNA into the corresponding plasmids used in the two-hybrid system (US7323313B2). In RU2529356C, the nucleotide sequences encoding the proteins under study are separated from the nucleotide sequences encoding the activation or DNA-binding domain of the GAL4 protein using the nucleotide sequence encoding the peptide, which is expressed as a protein bridge between the protein under investigation and the GAL4 protein domains.
Для исследования взаимодействий белков в трехкомпонентных комплексах, кроме двух гибридных белков, слитых с ДНК-связывающим и активационным доменами GAL4, используют дополнительный негибридный белок. Негибридный белок экспрессируется либо с одного из векторов, кодирующих гибридный белок, либо с третьего дополнительного вектора. В случае четырех- и более компонентных белковых систем каждый дополнительный негибридный белок должен быть клонирован с собственным промотором и терминатором в один из трех используемых векторов, что значительно усложняет схему клонирования (Stynen et al. 2012).To study the interactions of proteins in ternary complexes, in addition to two fusion proteins fused with the DNA-binding and activation domains of GAL4, an additional non-fusion protein is used. The non-fusion protein is expressed either from one of the vectors encoding the fusion protein or from a third additional vector. In the case of four- or more component protein systems, each additional non-fusion protein must be cloned with its own promoter and terminator into one of the three vectors used, which significantly complicates the cloning scheme (Stynen et al. 2012).
В многокомпонентной дрожжевой двугибридной системе используется дополнительный негибридный белок или белки, необходимые для соединения двух гибридных белков, которые не могут напрямую взаимодействовать друг с другом, либо для стабилизации слабого взаимодействия двух гибридных белков.In a multicomponent yeast two-hybrid system, an additional non-fusion protein or proteins is used to connect two fusion proteins that cannot directly interact with each other, or to stabilize the weak interaction of two fusion proteins.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Классическая двугибридная дрожжевая система позволяет тестировать двойные или тройные белковые взаимодействия, что значительно снижает возможности применения метода, так как многие белки в живом организме функционируют только в составе многокомпонентных белковых комплексов. Существующие модификации метода для многокомпонентных систем (четыре и более белков) подразумевают клонирование дополнительных белков в отдельной рамке считывания с отдельным промотором и терминатором, что усложняет использование метода.The classical two-hybrid yeast system allows testing double or triple protein interactions, which significantly reduces the applicability of the method, since many proteins in a living organism function only as part of multicomponent protein complexes. The existing modifications of the method for multicomponent systems (four or more proteins) imply the cloning of additional proteins in a separate reading frame with a separate promoter and terminator, which complicates the use of the method.
В настоящем изобретении предлагается новый способ одновременной экспрессии нескольких белков или их доменов в единой рамке считывания с одним промотором и терминатором в дрожжевой двугибридной системе. Вектора, используемые в дрожжевой двугибридной системе, модифицируются таким образом, чтобы кодирующие последовательности исследуемых белков находились в единой рамке считывания и были соединены друг с другом короткими саморасщепляющимися 2А-пептидами. 2А-пептиды представляют собой короткие аминокислотные последовательности, вызывающие терминацию трансляции полипептида без диссоциации рибосомы с мРНК, в результате чего продолжается трансляция следующего полипептида. Механизм их саморасщепления заключается в остановке рибосом на остатке глицина, высвобождении вышележащего белка, связанного с 2A-пептидом, и трансляции нижележащего белка с пролином в качестве первого остатка. С помощью 2А пептидных последовательностей можно добиться одновременной экспрессии нескольких белков. 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 the simultaneous expression of several proteins or their domains in a single reading frame with a single promoter and terminator in a yeast two-hybrid system. The vectors used in the yeast two-hybrid system are modified so that the coding sequences of the studied proteins are in a single reading frame and are connected to each other by short self-cleaving 2A peptides. 2A peptides are short amino acid sequences that terminate the translation of a polypeptide without dissociation of the ribosome from mRNA, resulting in continued translation of the next polypeptide. The mechanism of their self-cleavage consists in stopping the ribosomes at the glycine residue, releasing the upstream protein bound to the 2A-peptide, and translating the downstream protein with proline as the first residue. Using 2A peptide sequences, simultaneous expression of several proteins can be achieved. 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.
Техническим результатом изобретения являются модифицированные плазмиды, содержащие нуклеотидную последовательность, кодирующую саморасщепляющийся пептид, который позволяет при котрансформации в клетки дрожжей одновременно экспрессировать несколько белков и детектировать взаимодействия между белками и их доменами в многокомпонентных белковых комплексах.The technical result of the invention is modified plasmids containing a nucleotide sequence encoding a self-cleaving peptide, which allows, during cotransformation into yeast cells, to simultaneously express several proteins and to detect interactions between proteins and their domains in multicomponent protein complexes.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для детекции взаимодействия между белковыми молекулами в составе многокомпонентных белковых комплексов, которые могут быть использованы в медицинских и исследовательских целях.The proposed invention can be used to detect the interaction between protein molecules in the composition of multicomponent protein complexes that can be used for medical and research purposes.
Сущность описываемого изобретения поясняется чертежом (фиг.1).The essence of the described invention is illustrated by a drawing (figure 1).
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Фигура 1. Схема вектора, предназначенного для экспрессии тестируемых белков, разделенных последовательностью, кодирующей саморасщепляющийся 2А-пептид, и последующего скрининга в дрожжевой двугибридной системе, гдеFigure 1. Schematic of a vector for expressing test proteins, separated by a sequence encoding a self-cleaving 2A-peptide, and subsequent screening in a yeast two-hybrid system, where
А – вектор, в котором в единой рамке считывания с активационным доменом GAL4 клонированы белки, разделенные последовательностью, кодирующей саморасщепляющийся 2А-пептид;A - a vector in which proteins are cloned in a single reading frame with the GAL4 activation domain, separated by a sequence encoding a self-cleaving 2A-peptide;
Б – аминокислотная последовательность саморасщепляющегося 2А-пептида ERBV-1.B - amino acid sequence of the self-cleaving 2A-peptide ERBV-1.
Фигура 2. Результаты дрожжевого двугибридного анализа с классическими и модифицированными векторамиFigure 2. Results of yeast two-hybrid analysis with classical and modified vectors
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Пример 1. Создание модификаций векторов, предназначенных для дрожжевой двугибридной системы.Example 1. Creation of vector modifications intended for a yeast two-hybrid system.
Под термином «саморасщепляющийся пептид» следует понимать короткие аминокислотные последовательности, вызывающие терминацию трансляции полипептида без диссоциации рибосомы с мРНК, в результате чего продолжается трансляция следующего полипептида.The term "self-cleaving peptide" should be understood as short amino acid sequences that terminate the translation of the polypeptide without dissociation of the ribosome from the mRNA, as a result of which the translation of the next polypeptide continues.
В качестве модифицируемого вектора был выбран pGAD424 (Clontech), предназначенный для использования в дрожжевой двугибридной системе и основанный на GAL4-активационном домене.The vector to be modified was pGAD424 (Clontech), intended for use in a yeast two-hybrid system and based on the GAL4 activation domain.
В качестве саморасщепляющегося пептида был выбран оптимизированный 2A-пептид вируса ринита В лошади (ERBV-1), для которого показатель эффективности саморасщепления в клетках Saccharomyces cerevisiae является одним из самых высоких среди известных последовательностей (более 90%) (Souza-Moreira et al. 2018). Аминокислотная последовательность оптимизированного ф2А-пептида ERBV-1 представлена на Фиг.1Б. (SEQ ID NO: 1).Optimized 2A peptide of horse rhinitis B virus (ERBV-1) was chosen as a self-cleaving peptide, for which the rate of self-cleavage efficiency in Saccharomyces cerevisiae cells is one of the highest among the known sequences (more than 90%) (Souza-Moreira et al. 2018 ). The amino acid sequence of the optimized ERBV-1 β2A peptide is shown in Figure 1B. (SEQ ID NO: 1).
Осуществление изобретения подразумевает проведение многоэтапного эксперимента.The implementation of the invention implies a multi-stage experiment.
1. Получение экспрессирующих векторов – двух плазмид, в которых последовательности кДНК исследуемых белков клонированы в единой рамке с ДНК-связывающим и активационным доменом, и третьей дополнительной плазмиды с негибридным белком.1. Obtaining expression vectors - two plasmids in which the cDNA sequences of the studied proteins are cloned in a single frame with a DNA-binding and activation domain, and a third additional plasmid with a non-fusion protein.
Котрансформация дрожжей тремя типами плазмид и посев трансформантов на чашки Петри с селективной средой, не содержащей селективные аминокислоты (триптофан, лейцин и урацил). 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 three types of plasmids and inoculation of transformants on Petri dishes with a selective medium that does not contain selective amino acids (tryptophan, leucine and uracil). In the genes for the biosynthesis of these amino acids in the genome of the yeast strain used, mutations were artificially introduced that disrupt the formation of functionally active proteins. These genes without mutations are expressed from the transformed plasmids. As a result, selection takes place on the plates, if the cotransformation was successful, then individual colonies grow on the plate after 2-3 days.
Дрожжи S. Cerevisiae штамма Pj69-4A пересеваются в 15 мл пробирку в жидкую среду YPD (2% бактопептон, 1% дрожжевой экстракт, 2% глюкоза) с помощью стерильной петли. Наращиваются в термостатированной качалке при 250-300 об/мин и температуре 30°С до оптической плотности OD600~1. Далее культура разбавляется в 10 раз средой YPDA и выращивается 3 часа при тех же условиях. 1,5 мл полученной суспензии клеток котрансформируется тремя плазмидами. Клетки осаждаются центрифугированием при 4000 g, 10 секунд, удаляется супернатант. К осадку добавляется 1 мл 0,1 М ацетата лития, затем инкубируется 10 минут на качалке при температуре 30°C, центрифугируется при 4000 g, 10 секунд, удаляется супернатант. К осадку клеток добавляется последовательно 270 мкл 50% PEG 3380, растворенного в 0,1 М ацетате лития, 25 мкг денатурированной ДНК лосося и 50 мкл смеси трех плазмид в 0,1 М ацетате лития, по 0,4-0,8 мкг каждой. Смесь ресуспендируется и инкубируется в качалке при 30°С, 30 минут. Затем инкубируется на 42°С 2 минуты. Пробирки охлаждаются во льду, центрифугируются при 4000 g, 10 секунд, удаляется супернатант. К осадку добавляется 150 мкл деионизованной воды (mQ), ресуспендируется и высевается на чашку с селективной средой (0,67% дрожжевая среда без аминокислот, 1,5% агар, 2% глюкоза, 0,030% L-изолейцин, 0,015% L-валин, 0,002% L-аргинин, 0,002% L- хлорид моногидрат гистидина, 0,003% L- хлорид лизина, 0,002% L-метионин, 0,005% L-фенилаланин, 0,02% L-треонин, 0,003% L-тирозин, 0,002% сульфат аденина). Чашки помещаются в термостат 30°С на трое суток, до появления отдельных колоний.S. cerevisiae yeast strain Pj69-4A is subcultured into a 15 ml tube into a liquid YPD medium (2% bactopeptone, 1% yeast extract, 2% glucose) using a sterile loop. Are built up in a thermostated shaker at 250-300 rpm and a temperature of 30 ° C to an optical density OD600 ~ 1. Then the culture is diluted 10 times with YPDA medium and grown for 3 hours under the same conditions. 1.5 ml of the resulting cell suspension is cotransformed with three plasmids. The cells are precipitated by centrifugation at 4000 g for 10 seconds, the supernatant is removed. 1 ml of 0.1 M lithium acetate is added to the sediment, then incubated for 10 minutes on a shaker at a temperature of 30 ° C, centrifuged at 4000 g, 10 seconds, the supernatant is removed. To the cell pellet, 270 μl of 50% PEG 3380 dissolved in 0.1 M lithium acetate, 25 μg of denatured salmon DNA and 50 μl of a mixture of three plasmids in 0.1 M lithium acetate, 0.4-0.8 μg each are added successively ... The mixture is resuspended and incubated in a shaker at 30 ° C for 30 minutes. Then incubated at 42 ° C for 2 minutes. The tubes are cooled on ice, centrifuged at 4000 g for 10 seconds, the supernatant is removed. 150 μL of deionized water (mQ) is added to the sediment, resuspended and plated on a plate with selective medium (0.67% yeast medium without amino acids, 1.5% agar, 2% glucose, 0.030% L-isoleucine, 0.015% L-valine , 0.002% L-arginine, 0.002% L-histidine monohydrate chloride, 0.003% L-lysine chloride, 0.002% L-methionine, 0.005% L-phenylalanine, 0.02% L-threonine, 0.003% L-tyrosine, 0.002% adenine sulfate). The dishes are placed in a thermostat at 30 ° C for three days, until the appearance of individual colonies.
2. Несколько колоний пересеваются истощающим штрихом на чашки Петри с селективной средой (0,67% дрожжевая среда без аминокислот, 1,5% агар, 2% глюкоза, 0,030% L-изолейцин, 0,015% L-валин, 0,002% L-аргинин, 0,003% L- хлорид лизина, 0,002% L-метионин, 0,005% L-фенилаланин, 0,02% L-треонин, 0,003% L-тирозин, 0,002% сульфат аденина). Чашки помещаются в термостат 30°С на несколько суток.2. Several colonies are subcultured with a depleting streak on Petri dishes with selective medium (0.67% yeast medium without amino acids, 1.5% agar, 2% glucose, 0.030% L-isoleucine, 0.015% L-valine, 0.002% L-arginine , 0.003% L-lysine chloride, 0.002% L-methionine, 0.005% L-phenylalanine, 0.02% L-threonine, 0.003% L-tyrosine, 0.002% adenine sulfate). The cups are placed in a thermostat at 30 ° C for several days.
3. Чаще всего, гены биосинтеза гистидина HIS3 и аденина ADE2, 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.3. Most often, the genes for the biosynthesis of histidine HIS3 and adenine ADE2, as well as the gene for β-galactosidase LacZ, are reporter. If the proteins interact, then the ADE2 and HIS3 genes are activated, and therefore the colonies grow. If the proteins do not interact, then the growth of colonies is not observed. In addition, the activation level of the LacZ gene can be detected in parallel.
Пример 2. Тестирование модифицированных векторов на предмет детекции взаимодействия между белковыми молекуламиExample 2. Testing of modified vectors for the detection of interactions between protein molecules
Для проверки эффективности саморасщепляющегося пептида 2А ERBV-1 в дрожжевой дигибридной системе был выбран DUB-модуль SAGA-комплекса Drosophila melanogaster, состоящий из трех белков Eny2, Sgf11 и Nonstop.To test the efficiency of the self-cleaving
На основе модифицированных векторов были созданы плазмиды для тестирования эффективности разработанного подхода. Для этого в вектора для дрожжевой двугибридной системы были клонированы кДНК-последовательности тестируемых белков. В качестве положительного контроля корректности функционирования всех плазмид и эффективности саморасщепления пептида 2А ERBV-1 было использовано взаимодействие белков дрозофилы Eny2, Sgf11 и Nonstop, образующих DUB-модуль SAGA-комплекса. Активационный домен белка GAL4, кДНК Eny2, кДНК саморасщепляющегося пептида 2А ERBV-1 и кДНК Sgf11 находятся в единой рамке трансляции. ДНК-связывающий домен белка GAL4 слит в единой рамке трансляции с кДНК домена UBP Nonstop. В качестве отрицательных контролей были использованы исходные плазмиды. Результаты проверки всех вариантов векторов представлены на Фиг.2, из которых видно, что на селективной среде без гистидина детектируются положительные сигналы только в паре UBPNonstop – Eny2_2A_Sgf11. Для сборки белкового комплекса необходимы три отдельных белка, что возможно только при расщеплении 2A-пептида.On the basis of the modified vectors, plasmids were created to test the effectiveness of the developed approach. For this, cDNA sequences of the tested proteins were cloned into vectors for the yeast two-hybrid system. The interaction of Drosophila proteins Eny2, Sgf11, and Nonstop, which form the DUB module of the SAGA complex, was used as a positive control for the correct functioning of all plasmids and the efficiency of self-cleavage of the ERBV-1 2A peptide. The activation domain of the GAL4 protein, the Eny2 cDNA, the cDNA of the ERBV-1 self-cleaving
Затем был протестирован белок Ataxin7, который предположительно может связывать белки DUB-модуля с образованием четверного комплекса. ДНК-связывающий домен белка GAL4 слит в единой рамке трансляции с кДНК Ataxin7. Белок Nonstop заклонирован в третьем негибридном векторе Y3H. Из результатов дрожжевого двугибридного анализа следует, что Ataxin7 не взаимодействует ни с одним из белков Nonstop, Eny2 или Sgf11 по отдельности, также Ataxin7 не связывается ни с одной из возможных пар белков DUB-модуля. И только при одновременном присутствии всех трех белков Nonstop, Eny2 и Sgf11, что возможно только при расщеплении 2A-пептида, образуется четверной комплекс с Ataxin7 (Фиг.2).Then the Ataxin7 protein was tested, which supposedly can bind the proteins of the DUB-module to form a quaternary complex. The DNA-binding domain of the GAL4 protein is fused in a single translation frame with the Ataxin7 cDNA. The Nonstop protein is cloned in the third non-fusion vector, Y3H. From the results of yeast two-hybrid analysis, it follows that Ataxin7 does not interact with any of the Nonstop, Eny2, or Sgf11 proteins separately, and Ataxin7 does not bind to any of the possible pairs of proteins of the DUB module. And only with the simultaneous presence of all three proteins Nonstop, Eny2 and Sgf11, which is possible only when the 2A-peptide is cleaved, a quadruple complex with Ataxin7 is formed (Fig. 2).
Список цитированной литературыList of cited literature
Stynen et al. (2012). "Diversity in Genetic In Vivo Methods for Protein-Protein Interaction Studies: from the Yeast Two-Hybrid System to the Mammalian Split-Luciferase System. " Microbiol Mol Biol Rev. 76 (2): 331–382.Stynen et al. (2012). "Diversity in Genetic In Vivo Methods for Protein-Protein Interaction Studies: from the Yeast Two-Hybrid System to the Mammalian Split-Luciferase System." Microbiol Mol Biol Rev. 76 (2): 331-382.
Bartel et al. (1993). "Elimination of false positives that arise in using the two-hybrid system." Biotechniques 14 (6): 920-4.Bartel et al. (1993). "Elimination of false positives that arise in using the two-hybrid system." Biotechniques 14 (6): 920-4.
Souza-Moreira et al. (2018). "Screening of 2A peptides for polycistronic gene expression in yeast. " FEMS Yeast Research 18 (5).Souza-Moreira et al. (2018). "Screening of 2A peptides for polycistronic gene expression in yeast." FEMS Yeast Research 18 (5).
<110> Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (Institute of Gene Biology Russian Academy of Sciences)<110> Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Gene Biology Russian Academy of Sciences
<120> Модификация дрожжевой двугибридной системы, которая позволяет тестировать взаимодействия между белками внутри многокомпонентных белковых комплексов<120> Modification of the yeast two-hybrid system that allows testing of interactions between proteins within multicomponent protein complexes
<160> 1<160> 1
<210> 1<210> 1
<211> 23<211> 23
<212> PRT<212> PRT
<213> ERBV-1<213> ERBV-1
<220><220>
<223> 2A-пептид вируса ринита В лошади (ERBV-1)<223> Horse
<400> 1<400> 1
Gly Ser Gly Gly Ala Thr Asn Phe Ser Leu Leu Lys Leu Ala Gly Asp 16Gly Ser Gly Gly Ala Thr Asn Phe Ser Leu Leu Lys Leu Ala Gly Asp 16
1 5 10 151 5 10 15
Val Glu Leu Asn Pro Gly Pro 23Val Glu Leu Asn Pro Gly Pro 23
20 twenty
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104769A RU2762410C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104769A RU2762410C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762410C1 true RU2762410C1 (en) | 2021-12-21 |
Family
ID=80038997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021104769A RU2762410C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2762410C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100075326A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Cornell University | Yeast surface two-hybrid system for quantitative detection of protein-protein interactions |
RU2403287C2 (en) * | 2004-10-25 | 2010-11-10 | Авентис Фарма С.А. | Double hybrid system based on gene silencing by transcriptional interference |
RU2529356C2 (en) * | 2012-09-27 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук | Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains |
-
2021
- 2021-02-25 RU RU2021104769A patent/RU2762410C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2403287C2 (en) * | 2004-10-25 | 2010-11-10 | Авентис Фарма С.А. | Double hybrid system based on gene silencing by transcriptional interference |
US20100075326A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Cornell University | Yeast surface two-hybrid system for quantitative detection of protein-protein interactions |
RU2529356C2 (en) * | 2012-09-27 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук | Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SOUZA-MOREIRA Т.М. ET AL. Screening of 2A peptides for polycistronic gene expression in yeast, FEMS Yeast Research, Volume 18, Issue 5, August 2018, https://doi.org/10.1093/femsyr/foy036 Найдено онлайн: https://academic.oup.com/femsyr/article/18/5/foy036/4956763 Дата обращения 10.09.2021. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Weis et al. | Protein targeting to subcellular organelles via MRNA localization | |
US11162084B2 (en) | Enhanced hAT family transposon-mediated gene transfer and associated compositions, systems, and methods | |
US20180372750A1 (en) | Antibody and antibody mimetic for visualization and ablation of endogenous proteins | |
US11104894B2 (en) | Method for preparing electrocompetent yeast cells, and method for using said cells | |
RU2007124369A (en) | PROTEIN PRODUCTION | |
JP2020528760A (en) | Use in the preparation of novel fusion proteins and the improvement of their protein synthesis | |
CN110408636B (en) | DNA sequence with multiple labels connected in series and application thereof in protein expression and purification system | |
US20150376627A1 (en) | Inducible Expression System Transcription Modulators Comprising A Distributed Protein Transduction Domain And Methods For Using The Same | |
JP2022078220A (en) | Compositions and methods for producing high secreted yields of recombinant proteins | |
RU2762410C1 (en) | Modification of the yeast-2-hybrid system making it possible to test interactions between proteins within multicomponent protein complexes | |
CN113249408A (en) | Construction and application of nucleic acid vaccine vector for targeting activation of humoral immunity and cellular immunity | |
US20090142768A1 (en) | Perforin-2 proteins | |
CN110845625A (en) | Cell-penetrating peptide-pre-B cell leukemia transcription factor 1 fusion protein and preparation method and application thereof | |
Chow et al. | Regulation of the nuclear genes encoding the cytoplasmic and mitochondrial leucyl-tRNA synthetases of Neurospora crassa | |
US20230002468A1 (en) | N-terminal extension sequence for expression of recombinant therapeutic peptides | |
RU2529356C2 (en) | Modified yeast-2-hybrid for effective study of interactions between proteins and their domains | |
CA3113642A1 (en) | Engineered microorganisms and methods of making and using same | |
CN110229849A (en) | Spatiotemporal database type uPA gene expression non-virus carrier and its preparation method and application | |
US20120094294A1 (en) | Bms1 protein expression system | |
CN114703229B (en) | Human cell-based surface display technology, HBV receptor targeting polypeptide and application thereof | |
US20220362407A1 (en) | A promoter specific for non-pigmented ciliary epithelial cells | |
KR20170033559A (en) | Novel fusion peptides for gene delivery | |
Kubo et al. | Identification of proteins that interact with a plant nuclear protein using the yeast split-Trp sensor | |
CN106632647B (en) | Polypeptide modified by antibacterial peptide and application thereof in cell transfection | |
Stanczyk et al. | Genetic and Biochemical Approaches for |