WO1995020652A1 - Method of determining the activity of a regulatory factor, and use of the method - Google Patents

Method of determining the activity of a regulatory factor, and use of the method Download PDF

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WO1995020652A1
WO1995020652A1 PCT/EP1995/000297 EP9500297W WO9520652A1 WO 1995020652 A1 WO1995020652 A1 WO 1995020652A1 EP 9500297 W EP9500297 W EP 9500297W WO 9520652 A1 WO9520652 A1 WO 9520652A1
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protein
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regulatory factor
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Herbert Altmann
Wolfgang Wendler
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Medigene Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining the activity of regulatory factors, this activity being detectable via the activity of a reporter system.
  • DNA-binding transcription factors play a crucial role in stimulated gene expression.
  • transcription activators such as proto-oncogenes or viral transcription factors and protein-protein interactions in signal chains or multiprotein complexes, which make them particularly suitable targets for investigations, are their high diversity, their specificity and their possible role in the development of Diseases. For example, more than 300 gene-specific transcription factors have been described to date and it is believed that approximately 3,000 such factors are encoded by the human genome. Similar to receptors on the cell surface, practically no factor and no protein-protein interaction are exactly the same. Each protein has a unique surface, making it a unique target. However, the DNA-binding and the stimulating activity need not be localized on a polypeptide chain (Weston et al., Cell (1989) 58, pp. 85-93).
  • fusion genes are provided for carrying out this method, which code for fusion proteins. These fusion proteins bind to a binding site on the DNA, which DNA codes for the reporter genes, and thus mediate the expression of the reporter gene. If the expression of the reporter gene is examined, a decrease in the reporter gene expression is indicative of a component which inhibits the activity of the fusion proteins.
  • inhibitors are detected exclusively by a decrease in the expression of the reporter genes in question, ie it is a negative detection.
  • the known detection system is disadvantageous in that it may reduce the sensitivity of a test system. If, for example, a reporter gene is in principle only weakly expressed, it is often not possible to make clear statements after adding inhibitors and thus further decreasing expression.
  • These disadvantages are based on the fact that an added inhibitory component inhibits a transcription factor which influences the expression of reporter genes, ie it is a direct functional connection of inhibitor and reporter gene.
  • a lack of expression after the addition of inhibitor is disadvantageous, since experiments are often based on selection of organisms, as briefly explained below.
  • the inhibited cells to be examined do not grow and must be verified by further experiments. It is therefore not possible to screen many different potential inhibitors.
  • the lack of expression of reporter genes after inhibitor addition can also be due to the influence of other factors, for example the inhibitor on factors of the translation and replication mechanisms and the cell cycle. The place of action of the inhibitor can therefore often not be clearly defined, which results in a lack of specificity in the previous detection systems.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method which does not have the aforementioned disadvantages, which enables fast, clear and specific statements about test results and which improves the sensitivity of test systems.
  • the invention solves this problem by the method specified in independent claim 1 and the use according to claim 63. Further preferred configurations, aspects and details of the method according to the invention are in the dependent claims 2 to 62 and 64 and 65, the drawings, tables and the preferred Embodiments set out.
  • the present invention provides a significantly improved detection system for the activity of a regulatory factor. With the specified The method can also be used to detect an inhibitory component in the living organism by expression or increased expression of a reporter system, without the disadvantages of known methods occurring.
  • a new principle for screening for inhibitors and chemicals that modify corresponding activities is hereby used.
  • the assay can also be used to identify previously unknown interactions.
  • the provision of at least one second regulatory factor is essential for the method according to the invention.
  • the method described below is preferably carried out in host organisms, which should not, however, preclude carrying out corresponding methods outside an organism.
  • Microorganisms in particular bacteria, or eukaryotic cells, in particular yeasts, are used as host organisms.
  • the bacterial strain Escherichia coli or the yeast strain Saccharomyces cerevisia are particularly preferred.
  • At least one reporter system with at least one first gene arrangement which has at least one reporter gene is provided.
  • the expression of the reporter genes serves as a detection system.
  • At least one first regulatory factor or the corresponding gene arrangement is provided.
  • the at least one first regulatory factor influences one or more second regulatory factors and not directly the activity of the ReporterSystems, which makes it possible for the first time to demonstrate the activity of a first regulatory factor with a positive signal.
  • the at least one second regulatory factor is encoded by at least one second gene arrangement.
  • the activity of the second regulatory factor is preferably influenced by the first regulatory factor.
  • the interaction of the second regulatory factor with components of the reporter system also influences the activity of the reporter system.
  • the activation of the reporter system is detected by adding an inhibitory component through the interaction of the first and second regulatory factors.
  • the first regulatory factor contains one or more regulatory components. If the first regulatory factor contains several regulatory components, the composite form in particular is the active form.
  • the one or more regulatory components are often one or more regulatory proteins.
  • the regulating proteins are preferably one or more transcription regulators, for example transcription factors. In a preferred embodiment, the transcription factor contains only one protein.
  • Transcription regulator at least two hybrid proteins, in particular two hybrid proteins which are encoded by a third gene arrangement provided.
  • the hybrid proteins are preferably a first hybrid protein, which is a fusion protein from a DNA binding domain and a first protein component, and a second hybrid protein, which is a fusion protein from an activation domain of the transcription regulator and a second protein component.
  • the active transcription regulator is created by binding between the two protein components, which are also called targets.
  • the regulatory components of the first regulatory factor are not restricted to regulatory proteins.
  • the first regulatory factor can contain nucleic acids or other components.
  • the activity of the at least one first regulatory factor is influenced by inhibitory components.
  • inhibitory components are preferably natural substances such as peptides, nucleic acids and carbohydrates or low molecular weight substances or other chemical substances or also components of the first regulatory factor changed by mutagenesis.
  • a fourth gene arrangement for the expression of peptides is provided.
  • These peptides in particular have an inhibitory activity.
  • Peptide libraries synthesized in vivo can thus be used to inhibit regulatory factors.
  • any combinations of the inhibitors mentioned are added.
  • the action of the inhibitory components on the activity of the first regulatory factor by action on the interaction between at least two regulatory components contained in the first regulatory factor is particularly important. This action is preferably an inhibition of the interaction of the regulatory components.
  • the activity can also be regulated on the basis of several components, for example in a multiprotein complex. This complex is active as long as single or multiple building blocks form this complex. Only the inhibition of one or more of these components destroys the activity of the entire complex.
  • Activities which deviate from what has been described so far and which in some way activate the expression of the second regulatory factor are also suitable as the first regulatory factor.
  • the inhibition of the first regulatory factor can affect both the activity of the transcription regulator and / or the generation of the transcription regulator.
  • the interaction between two regulatory proteins of the first regulatory factor is inhibited. If one of the interactions mentioned is inhibited, there is an inactive or reduced first regulatory factor in its activity.
  • the interaction between the first regulatory factor and the second regulatory factor is influenced. This action is also particularly preferably an inhibition.
  • the inhibitor influences the interaction of the first regulatory factor with gene segments of the second gene arrangement.
  • the at least one first regulatory factor which preferably contains one or more proteins, modifies the at least one second regulatory factor, for example via kinization, dephosphorylation, cleavage, refolding or change of conformation.
  • the first regulatory factor is in particular in the active form and acts on the activity of the second regulatory factor. It is further preferred that the first regulatory factor interacts with DNA segments of the second gene arrangement coding for the second regulatory factor and thus influences the expression of the second regulatory factor.
  • an inhibitory component influences, for example, the interaction between at least two components which together form the first regulatory factor.
  • the addition of the inhibitory component acts on the activity of the first regulatory factor, regardless of whether it contains one or more regulatory components.
  • the action on the activity relates, for example, to the transcription-activating or binding activity of the first regulatory factor or the interaction of the first and second regulatory factors.
  • an inhibitory component influences both the interaction mentioned and the activity mentioned.
  • the action is preferably an inhibition of the interaction and / or the activity.
  • the interaction between the first regulatory factor and a DNA section of the second gene arrangement which codes the second regulatory factor, which is in particular an inhibition is preferably influenced.
  • the action or inhibition of the above-mentioned interactions by inhibitory components leads to an action on the gene expression of the second Gene arrangement, in particular to inhibit gene expression of the second gene arrangement.
  • the addition of the inhibitory component particularly preferably leads to an inhibition of the expression of the second gene arrangement by inhibiting the activity of the regulating protein.
  • the interaction between at least two components is influenced by the addition of an inhibitory component, one of these components being a regulatory component or containing a regulatory component.
  • this regulatory component is a protein component or contains at least one protein component. Fusion proteins are preferred for the protein components.
  • the regulatory component is an inhibitory component.
  • the at least one second component is, for example, a protein component or contains a protein component. It has proven to be advantageous that this protein component is a fusion protein.
  • the second protein components are, in particular, protein components which have anchoring functions.
  • the mutually interacting protein components are preferably anchored in the cytoplasm. Anchoring the interacting proteins via the anchoring function of the second protein component in the membrane has also proven to be advantageous.
  • the addition of an inhibitory component inhibits the interaction between the at least two components and releases the at least one first component which contains the inhibitory section. This released first component interacts with the transcription activating factor of the gene arrangement for the second regulatory factor.
  • the transcription-activating factor is particularly preferably inhibited by the released inhibitory factor, as a result of which the expression of the second gene arrangement is inhibited.
  • the regulatory or interacting components contain sections which cause the regulatory or interacting functions.
  • the corresponding protein segments can contain one or more segments or domains. These sections or domains can be located in different regions of a protein or on different proteins.
  • the at least two protein components are preferably encoded by a fifth gene arrangement.
  • the at least one first protein component contains a section which interacts with the at least one second protein component, a section which interacts with a transcription factor and an inhibitory section, only after inhibiting the interaction of the bond between the at least two protein components, the inhibitory second protein component inhibits the expression of the second regulatory factor.
  • the at least one first regulatory component is one Transcription regulator or transcription factor of the second regulatory factor, the activity of which is reduced or inactivated after inhibiting the interaction with the at least one second protein component, as a result of which the activity of the second regulatory factor is inhibited or reduced.
  • the second regulatory factors are in particular proteins, for example, depending on the experimental arrangement, at least one repressor or at least one recombinase.
  • the active second regulatory factors act on the activity of the reporter system via an interaction with components of the reporter system.
  • the second regulatory factor preferably binds to DNA sections of the reporter system.
  • a repressor encoded by the second gene arrangement is an example of a second regulatory factor.
  • This repressor influences the expression of at least one reporter gene by preferably binding to components of the reporter system.
  • the binding of the repressor to components of the reporter system is regulated by further agents.
  • the antibiotic tetracycline induces a prokaryotic repressor to detach from DNA.
  • An active repressor inhibits the expression of at least one reporter gene. If, on the other hand, the expression of the repressor gene is inhibited, for example by inhibiting the interaction of the hybrid proteins of the transcription regulator, the expression of at least one reporter gene takes place.
  • a recombinase encoded by the second gene arrangement is another example of a second regulatory factor.
  • the reporter systems contain recombination elements.
  • the recombinase interacts with the specific recombination elements flanking the reporter gene or the reporter genes and eliminates or inverts the reporter gene which is flanked by the recombination elements.
  • the reporter gene is not expressed either after elimination or after inverting. If no inhibitor has been added to the experiment, there is an active first regulatory factor that preferably activates the genes coding for a second regulatory factor, in particular via interaction with DNA segments.
  • the second active factor such as a repressor or a recombinase, inhibits the expression of the reporter genes.
  • the expression of at least one recombinase is controlled by influencing the interaction of at least two regulatory components of the transcription regulator, the regulatory components being in particular two hybrid proteins, whereby a change in the expression of at least one reporter gene takes place.
  • the expression of the recombinase is particularly inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
  • An embodiment is particularly preferred in which the expression of at least one repressor gene is controlled by the action on the interaction of the at least two protein components, as a result of which the expression of the at least one reporter gene is changed.
  • the expression of the repressor gene is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
  • the action on the interaction of the at least two protein components controls the expression of at least one recombinase, as a result of which the expression of at least one reporter gene is changed.
  • the expression of the recombinase is particularly preferably inhibited by inhibiting the interaction of the protein components and the at least one reporter gene is expressed.
  • the tests are based on the fact that at least one gene product of the at least one reporter gene can be detected under the given test conditions.
  • one gene product of one reporter gene or several gene products of several reporter genes are expressed.
  • one or more reporter genes are expressed depending on the varying test conditions.
  • the detection of the gene product or the gene products then takes place, for example, via one or more changes in the phenotype of host cells.
  • the gene product of the reporter gene enables cell growth of the host cells in deficient medium.
  • the gene product for example of the reporter gene Leu2
  • yeast strains with chromosomal mutations are used as host cells, which lead, for example, to leucine deficits in the metabolism of the amino acid leucine.
  • the Chromosomal mutations can also lead to deficiencies in the metabolism of the amino acids tryptophan and histidine. If necessary, the use of protease-deficient yeasts also makes sense.
  • gene arrays that code for one or more gene products, which gene products can convert substrates in a measurable color reaction, e.g. the LacZ reporter system.
  • the gene product of this reporter gene, the ß-galactosidase reacts with various substrates in a visible color reaction.
  • the gene arrangements mentioned for the present method can be arranged on different vectors or on the same vector. Plasmids in particular are used as vectors. In a further preferred embodiment, one or more vectors with one or more gene arrangements, or one or more gene arrangements, are integrated into the host genome.
  • the use of one or more inhibitory components initially influences the activity of the first regulatory factor, which in turn affects the activity of the second regulatory factor.
  • the second regulatory factor ultimately affects the expression of the reporter gene.
  • the activity of the first regulatory factor is preferably inhibited by the addition of one or more inhibitory components; this also causes the second regulatory factor to be inhibited, the second regulatory factor itself being inhibited according to a preferred embodiment, or expression in a further preferred embodiment of the second regulatory factor is inhibited. Since in no case active second regulatory factor is present, the reporter gene or the reporter genes are expressed. It is only when the first regulatory factor is inhibited that reporter genes are expressed. The respective phenotype depends on whether the second regulatory factor is formed or not.
  • Another embodiment of the present invention is to be particularly emphasized, in which two gene arrangements for two second regulatory factors, in particular gene arrangements for a repressor and a recombinase, are provided in a host organism, in addition to the other gene arrangements necessary for carrying out the experiment.
  • one of the two second regulatory factors i.e. especially repressor or recombinase, or both are expressed simultaneously. This results in an increased specificity of the method.
  • the method of the present invention it is possible to detect highly specific inhibitors and to increase the selectivity and specificity of the detection of inhibitors.
  • the present method for example, in growth experiments, the cells to which the inhibitor has acted can be selectively detected, while the "uninhibited" cells do not grow, ie there are no problems such as overgrowth of the cells of interest.
  • the method enables the investigation of signal chains and other regulatory mechanisms and offers the prerequisites for specific drug development.
  • the method is used to find lead structures that are preferably used for the development of therapeutic agents.
  • the method is preferably used to determine inhibiting substances that can be used, for example, as lead structures. These inhibiting substances are, for example, peptides, natural products and synthetic chemicals.
  • peptide libraries synthesized in vivo are provided to inhibit the first regulatory factor.
  • FIG. 2a Interaction of an active (FIG. 2a) and an inactive (FIG. 2b) transcription regulator with the DNA is shown.
  • FIG. 3a Gene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 3a) and an inactive (FIG. 3b) transcription factor with the DNA being shown.
  • FIG. 3b Gene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 3a) and an inactive (FIG. 3b) transcription factor with the DNA being shown.
  • 4a and 4b show schematically shown
  • FIG. 4a Interaction of an active (FIG. 4a) and an inactive (FIG. 4b) transcription regulator with the DNA is shown.
  • FIG. 5a Interaction of an active (FIG. 5a) and an inactive (FIG. 5b) transcription regulator with the DNA is shown.
  • FIG. 8a and 8b show schematically represented gene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 8a) and an inactive (FIG. 8b) transcriptional regulator with the DNA being shown.
  • 9a and 9b show schematic representations
  • ADl-Tet is shown with the DNA.
  • the targets or targets mentioned in FIGS. 1 and 3 or transcription-stimulating targets are regulatory factors, in particular transcription factors for the expression of the second regulatory factors, on which the inhibitor acts.
  • the regulatory factors in the examples shown in the figures are a repressor or a recombinase.
  • Target I being the regulatory component with the binding activity
  • Target II is the regulatory component with the transcription activating activity
  • the targets mentioned in FIGS. 5 and 6 are those interacting with one another
  • Target II is the component with which Target I interacts and only with undisturbed interaction in the active one
  • targets mentioned in FIGS. 7 and 8 are interacting components, target II being the regulatory component with both an inhibitory activity and a binding activity, and target III being an anchored component.
  • the binding activity of Target II relates to the interaction of Target II, which has been released by Target III, with the X component of Target I.
  • the X component of Target I is an activating transcription factor of the second regulatory factor.
  • activity denotes in particular protein segments which bring about the respective activity or the relevant function.
  • One or more domains can be affected.
  • the domains or protein segments can be located in different areas of a protein or on different proteins.
  • binding sites of these factors are referred to as target binding sites.
  • plasmids eg pYES2 from Invitrogen, the Netherlands
  • constructs Altmann, H. Dissertation (1994), Altmann H. et al., Proc. Natl. Acad.
  • these plasmids have a replication origin for the replication of their DNA in yeast (e.g. "2 ⁇ m-ori") and one for replication in bacteria (e.g. "colEl-Ori”).
  • marker genes are used to select these plasmids in the two organisms (e.g.
  • Genes can be expressed via constitutive (e.g. ADHI promoter), inducible (e.g. Gall promoter) or specially designed target-dependent promoters (NFI, Tet, LexA).
  • constitutive e.g. ADHI promoter
  • inducible e.g. Gall promoter
  • specially designed target-dependent promoters NFI, Tet, LexA
  • the individual elements of the assay can also be integrated into the genome of the yeast strain used (Sherman et al., Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986)). Elements located in the yeast in this way do not require their own origin of replication or selection markers.
  • ADHI promoter This constitutively expressing promoter is functionally isolated from the plasmid pAAH5 via the restriction with the enzymes BamHI and HindIII (Ammerer et al., Methods in Enzymology (1983) Academic Press, pp. 192-201).
  • Gall promoter This promoter, which is repressible on media containing glucose and inducible on media containing galactose, is isolated from the vector pYES2 from Invitrogen (Netherlands) with the aid of the restriction enzyme Spei.
  • Inactive Gall / GallO promoter This promoter, which was originally inducible via galactose, is deleted at the sequence level in such a way that it only has basic activity in yeast (Yocum et al., Mol. Cell. Biol. (1984) 4, pp. 1985-1998 ; West et al., Mol. Cell. Biol. (1984) 4, pp. 2467-2478). With the help of the restriction enzymes BamHI, EcoRI and HindiII, this promoter element is isolated from the vector pLRl ⁇ l thus constructed and used for further purposes.
  • NFI-dependent promoter The by Meisterernst et al. (Nucl. Acid Res. (1988) 236, pp. 27-32) found consensus sequence as a DNA binding site for members of the NFI family (nuclear factor I) is synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of NFI-dependent promoters (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1994) 91, pp. 3901-3905).
  • Tet-dependent promoters The methods described by Hillen et al. (Nature (1982) 297, pp. 700-702) found consensus sequence as a DNA binding site for the Tet repressor is synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of Tet-dependent promoters.
  • LexA-dependent promoters The DNA consensus sequence as the binding site for the bacterial repressor LexA was synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of LexA-dependent promoters (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1994) 91, Pp. 3901-3905; Wendler et al., Nuc. Acid Res. (1994) 22, pp. 2601-2603; Brent et al., Cell (1985) 43, pp. 729-736).
  • this promoter is extracted from the plasmid JK101 (Golemis et al., Mol. Cell. Biol. (1992) 12, pp. 3006-3014) isolated and used for further cloning.
  • loxP-dependent promoters The Hoess et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, pp. 3398-3402) described loxP elements which make it possible for the recombinase Cre of Coliphagen P1 to delete or invert sequences lying between two such elements are synthesized as oligonucleotides and used for the construction of Cre-dependent promoters.
  • LacZ gene The LacZ gene is isolated via the restriction enzymes BamHI and HindIII from the plasmid pMC1871 (Casadaban et al., J. Meth. In Enzy. 100, (1983) 100, pp. 293-308) and for the others Cloning used.
  • Leu2 gene The Leu2 gene is isolated from the plasmid pAAH5 (Ammerer, Methods in Enzymology (1983), pp. 192-201, Academic Press) by means of a PCR reaction and used for the further cloning.
  • Tet gene is isolated using the restriction enzymes Xbal and BstEII from the plasmid pWH1950, a derivative of the plasmid pRT240 (Wissmann et al., Genetics (1991) 128, pp. 225-232) and used for the further cloning .
  • Crel gene The Crel gene is isolated by means of a PCR reaction from Coliphagen Pl (Hoess et al., J. Mol. Biol. (1985) 181, pp. 351-363) and used for the further cloning.
  • Crel 5'- GGG GTA CCT ATG TCC AAT TTA CTG AC - 3 'Crelrev: 5'- GGG GTA CCG CGG CCG CCT AAT CGC CAT CTT CC - 3'
  • NFI genes The various NFI genes are cloned and used for the further cloning (Meisterernst et al., Nuc. Acid Res. (1988) 236, pp. 27-32; Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (1994) 91, pp. 3901-3905).
  • LexA gene The LexA gene is generated with the aid of the restriction enzymes HindiII and EcoRI from the plasmid pEG202, a derivative of the vector LexA202 with an additional polylinker sequence behind the LexA gene (Rüden et al., Nature (1991) 350, p. 250 -252) isolated and used for further cloning.
  • NFkB gene The coding sequence for the transcription-active domain TA ⁇ (amino acid 521-551) of the NFkB protein is generated from the plasmid pLexTA- ⁇ using the restriction enzyme EcoRI (Schmitz et al., J. Biol. Chem. (1994) 269 , Pp. 25613-25620) isolated and used for the further cloning.
  • TIM gene The coding sequence for the C-terminal part of the TIM protein is with CTF2, a member of the NFI family, in the so-called "interaction trap" (Current Protocols in Molecular Biology, 1994; Altmann (1994) dissertation) isolated.
  • GST gene The coding DNA sequence for the 26 kDa domain from the GST protein (glutathione-S-transferase) is isolated from the commercially available plasmid pGEX 3X from Pharmacia (Sweden) using restriction enzymes and used for further cloning.
  • ADl-Tet The fusion gene ADl-Tet is composed of the acidic activation domain ADl, isolated from the plasmid pJG4-5 (Gyuris et al., Cell (1983) 75, pp. 791-803) with the aid of the restriction enzymes Hindlll and EcoRI, and the coding sequence for the Tet repressor (see above).
  • TrxA gene The TrxA gene is isolated from the plasmid pCJF7 (Lim et al., J. Bact. (1985) 163, pp. 31-36) by means of a PCR reaction and used for the further cloning.
  • Trxl 5'- GGA ATT CCC CGG GAT GAG CGA TAA
  • AAT TAT TC - 3 'Trxlrev 5'- CGG GAT CCC TCG AGT CAG CTA ATT ACC CGG GTA CCA CTT G -3'
  • Random oligo pool To construct a “random oligo pool”, a single-strand oligonucleotide pool of the following composition is synthesized: Sequence:
  • N means that at this point all 4 possible bases (A, G, C and T) were added during the synthesis (IUPAC nomenclature).
  • Double strands are produced from the single strands by means of Klenow polymerase.
  • the determination of the ⁇ -galactosidase activity, the LacZ gene product, is carried out in so-called ⁇ -galactosidase assays (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, pp. 3901-3905).
  • This example represents the configuration shown in FIG. 1.
  • a gene arrangement which codes for a transcription factor. This transcription factor binds to DNA regions of a DNA (target binding site) which codes for a second regulatory factor, in this test arrangement for a repressor.
  • a repressor gene arrangement is provided with a binding site on the DNA (target binding site) for the transcription factor mentioned under 1.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter.
  • This promoter consists of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (further
  • Transcription factor TF binds from one or several repressor recognition sequences to which a repressor can bind, and a TATA box for basal transcription.
  • a If no inhibitor is added to the experimental set-up, there is an active transcription factor that positively regulates the expression of a repressor protein.
  • the active repressor binds to the repressor recognition sequence or repressor binding site mentioned above and represses the expression of the reporter gene LacZ and / or Leu2, i.e. there is no growth of the host organisms, there is no evidence of a color reaction.
  • the activity of the first regulatory factor here the transcription factor
  • the transcription factor is inhibited. This is due to an inhibition of the interaction of the transcription factor with the corresponding binding site on the DNA or an inhibition of the activation domain.
  • no repressor is available and the LacZ and / or Leu2 reporter gene downstream of the promoter is replaced by an inducible endogenous one
  • yeasts grow in leucine-deficient media, and after growth in medium containing X-Gal, a color change (blue) occurs.
  • This example represents the configuration shown in FIG. 2.
  • Gen arrangements which code for two interacting hybrid proteins of the transcription regulator and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement coding for a hybrid protein which is a fusion protein from a binding domain and a first protein component, and encoded a further arrangement for a hybrid protein, which is a fusion protein from an activation domain of the transcription regulator and a second protein component (FIG. 2a).
  • a repressor gene arrangement with one or more binding sites on the DNA (target binding site) is provided for the transcription regulator.
  • the transcription regulator is composed of two fusion proteins, an active transcription regulator being present only when the protein-protein interaction of the two fusion proteins is undisturbed (see FIG. 2a). If there is no inhibitor, an undisturbed protein-protein interaction takes place and an active transcription regulator is present. This active transcription regulator binds to its corresponding binding site on the DNA (target binding site), which is responsible for the
  • Repressor gene encodes, and causes expression of the repression morning.
  • the repressor binds to the repressor binding site in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, no growth is found
  • Leucine-deficient medium takes place, there is still a blue color after growth on X-Gal-containing medium.
  • an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides, nucleic acids, carbohydrates or other chemical substances, the protein-protein interaction of the fusion proteins of the
  • Transcription regulator inhibited. There is no active transcriptional regulator or one with reduced activity
  • the DNA-binding domain of the one fusion protein of the transcriptional regulator can, depending on the test conditions and the inhibitor added, bind or not bind to the relevant DNA section. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the inactive transcription regulator, there is no expression of the repressive morning. Since there is no repressor, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are expressed after binding a corresponding further transcription factor. There is now growth of the host cells on leucine-deficient medium
  • This example relates to the configuration shown in FIG. 3.
  • a gene arrangement which codes for a transcription factor is provided. This transcription factor binds to regions of a DNA (target binding site) which codes for a recombinase.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulatable promoter.
  • Promoter contains UAS elements to which preference is given endogenous activator binds, and a TATA box.
  • the reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
  • Transcription factor positively regulates the expression of the recombinase Cre.
  • the recombinase interacts with the lox P sequences that the
  • Reporter genes are expressed, there is no growth of the host organisms, and there is also no detectable color reaction after growth on medium containing X-Gal.
  • the activity of the transcription factor is inhibited, this being due to an inhibition of the interaction of the transcription factor with the corresponding binding site on the DNA or to an inhibition of the
  • Activation domain As a result, there is no expression of the recombinase and the reporter genes LacZ and / or Leu2 downstream of the promoter are strongly expressed by an inducible, preferably endogenous, transcription factor.
  • the host organisms in this experimental arrangement it is preferably yeasts, now grow on leucine-deficient media and when they grow in X-gal-containing medium, a color change (blue) occurs.
  • the addition of an inhibitor in turn leads to expression of reporter genes.
  • This example relates to the configuration shown in FIG. 4.
  • Coding hybrid proteins that form an active transcriptional regulator via a protein-protein interaction.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter.
  • This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box.
  • the reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
  • Protein-protein interaction takes place between the fusion proteins forming the transcription factor, with which there is an active transcription factor.
  • the active transcription factor binds to a binding site on the DNA, this DNA being the one for the Cre recombinase contains encoding cre gene. After the transcription factor has been bound, the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter gene or genes via recombination processes, with the lox P-
  • the transcription regulator binds to the relevant DNA segment or not. Because of the inhibited protein-protein interaction there is no active one
  • the reporter genes Leu2 and / or LacZ are neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium is or a blue color occurs in X-Gal-containing medium.
  • the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase is inhibited in the lox-cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place.
  • the use of a recombinase in the present method enables inhibitor detection according to an "all or nothing" principle, whereby, according to the present invention, the positive detection of reporter genes after the addition of inhibitor proves to be particularly suitable and enables very sensitive detection.
  • This example represents the configuration shown in FIG.
  • Gene arrangements are provided which code for two interacting proteins, one arrangement coding for a protein which contains a DNA-binding domain, a domain which binds to a further second protein and an activating domain, and a further arrangement for one another second protein which contains at least one domain interacting with the first protein (FIG. 5a).
  • a repressor gene arrangement is provided with one or more binding sites on the DNA (target binding site) for the transcription regulator. 3.
  • a reporter gene arrangement as described under Example 1, point 3 is also provided.
  • the transcription regulator is composed of the two proteins described above, an active transcription regulator being present only when the protein-protein interaction of the two proteins is undisturbed (see FIG. 5a). If there is no inhibitor, an undisturbed one is found
  • Target I - Target II Protein-protein interaction
  • the active transcription regulator binds to its corresponding binding site on the DNA (Target I binding site), which is responsible for the
  • Repressor gene encodes, and causes expression of the repressive gene.
  • the repressor binds to the repressor binding site in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, there is no growth on leucine-deficient medium, and there is no blue color after growth on medium containing X-Gal.
  • an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides, nucleic acids, carbohydrates or other chemical substances, the protein-protein
  • Transcription regulator can, depending
  • Test condition and added inhibitor bind to the non-binding DNA section or not. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the inactive transcription regulator, there is no expression of the repressive morning.
  • Transcription factor TF which expresses reporter genes Leu2 and / or LacZ. There is now growth of the host cells on leucine-deficient medium or a change in color (blue staining) after growth on medium containing X-Gal is detectable. According to the present invention, the addition of an inhibitor via inhibition of the second regulatory factor (repressor) leads to expression of the reporter genes.
  • This example relates to the configuration shown in FIG. 6.
  • Coding proteins that form an active transcription regulator via a protein-protein interaction.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter.
  • This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box.
  • the reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
  • Proteins forming transcription regulator take place, whereby an active transcription regulator is present.
  • the active transcription regulator binds to a binding site on the DNA, this DNA being the one for the Cre-
  • Cre gene encoding recombinase After binding the transcription regulator, the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter genes via recombination processes, interacting with the lox P sequences which flank the reporter genes. No functional reporter genes are expressed either after elimination or after inversion. Accordingly, without adding one
  • Inhibitors do not grow on leucine-deficient medium, nor do they turn blue when growing on medium containing X-Gal.
  • the protein-protein interaction of the Proteins eg via confirmation change, inhibited the transcription regulator.
  • the DNA-binding domain of a protein of the transcription regulator binds to the relevant DNA section or not, depending on the test conditions and the inhibitor added. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the lack of an active transcription regulator, no transcription regulator binds to the binding site on the DNA which codes for the Cre recombinase. The Cre recombinase is therefore not expressed. Accordingly, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium or a blue coloration in medium containing X-Gal.
  • the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase is inhibited in the lox-Cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place.
  • Gen arrangements which code for two interacting proteins Target II and Target III and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement coding for a protein Target III which comprises a protein from an anchoring section and a first one Is a protein component, and a further arrangement encodes a protein target II, which is a fusion protein of an inhibiting section and a second protein component (FIG. 7a).
  • a gene arrangement for a transcription factor Target I is provided which can be inhibited.
  • a repressor gene arrangement is provided with one or more binding sites on the DNA (target binding site) for the transcription factor.
  • Repressor binds to the repressor binding point in the Promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, growth does not take place on leucine-deficient medium, and there is no blue color after growth on medium containing X-Gal.
  • an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides,
  • This example relates to the configuration shown in FIG. 8.
  • a gene arrangement for a transcription factor is provided (Target I).
  • Coliphagen Pl coded. This recombinase corresponds to the second regulatory factor.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulatable promoter.
  • This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box.
  • the reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
  • the active transcription factor Target I binds to a binding site on the DNA, this DNA containing the Cre gene coding for the Cre recombinase. After binding the transcription factor the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter genes via recombination processes, interacting with the lox P sequences which flank the reporter genes. No functional reporter genes are expressed either after elimination or after inversion. As a result, there is no growth on leucine-deficient medium without the addition of an inhibitor, and no blue coloration either
  • LacZ is neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium or blue staining in X-Gal-containing medium
  • the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase is inhibited in the lox-cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place.
  • This example represents the configuration shown in FIG. 9.
  • a gene arrangement is provided which codes for the first regulatory factor ADl-Tet. This regulatory factor binds to DNA areas
  • a repressor gene arrangement of the repressor LexA-GST is provided with a binding site on the DNA (Tet binding site) for the first regulatory factor ADl-Tet mentioned under 1.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter.
  • This promoter consists of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (further Transcription factor Gal4) binds from one or more LexA binding sites to which a LexA-GST can bind and a TATA box for the initiation of the basal transcription.
  • ADl-Tet as a transcription factor
  • ADl-Tet first regulatory factor expresses functionally in the yeast, transports it to the nucleus and efficiently binds it to the DNA consensus sequence and from there can activate the transcription of a gene : ADl-Tet is expressed on media plates containing galactose and is therefore able to bind to the Tet binding site of a corresponding promoter in front of the LacZ gene and from there to activate the expression of the reporter gene LacZ. This in turn can be demonstrated by converting the colorless substrate X-Gal contained in the medium into a blue indigo dye. Since glucose inhibits the expression of the ADl-Tet protein, there is no expression of the reporter gene LacZ. The colonies remain white.
  • Tetracycline as a specific inhibitor of the transcription factor Tet-AD
  • LexA-GST as a repressor
  • the following assay was carried out to demonstrate that the second regulatory factor (LexA-GST) expresses functionally in the yeast, is transported into the nucleus and is efficiently bound there to the LexA consensus sequence and from there can inhibit the transcription of a gene.
  • the yeast clones remain white on media containing X-Gal and galactose. This means that the LexA-GST fusion clone binds between the Gal4 binding site and the start of transcription of the reporter gene and thus inhibits the activity of the endogenous yeast transcription factor Gal4.
  • CTF2 on the other hand, is not able to
  • the reporter gene LacZ is expressed and the colonies turn blue (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905).
  • This example represents the configuration shown in FIG. 10.
  • a gene arrangement is provided which codes for a first regulatory factor LexA-CTF7.
  • the corresponding plasmid pEG-CTF7 contains the gene arrangement for the first regulatory factor LexA-CTF7.
  • This first regulatory factor LexA-CTF7 binds to DNA regions of a DNA (LexA binding site) which codes for a second regulatory factor Tet-GST.
  • a gene arrangement for the second regulatory factor Tet-GST is provided with a binding site on the DNA (LexA binding site) for the first regulatory factor LexA-CTF7 mentioned under 1.
  • a reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, both rep ⁇ rtergenes in the present process from
  • This promoter is made up of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (another transcription factor Gal4) preferably binds, from a tet
  • Binding site to which Tet-GST can bind and a TATA box for the initiation of basal transcription.
  • Tet-GST binds to the above-mentioned Tet-GST binding site and represses the expression of the reporter gene LacZ and / or Leu2, ie there is no growth of the host organisms, no color reaction can be detected.
  • the activity of the first regulatory factor LexA-CTF7 is inhibited. This is due to an inhibition of the interaction of LexA-CTF7 with the corresponding binding site on the DNA or an inhibition of the activation domain.
  • Tet-GST gene There is no expression of the Tet-GST gene. There is therefore no Tet-GST available, and the reporter gene LacZ and / or Leu2, which is connected downstream of the promoter, is strongly expressed by an inducible endogenous transcription factor Gal4.
  • the yeasts grow in leucine-deficient media, and after growth in medium containing X-Gal, a color change (blue) occurs.
  • the addition of the Trx peptide leads to an expression of the Trx peptide
  • Reporter gene / the reporter genes in that the second regulatory factor Tet-GST is not repressed or reduced.
  • the yeast strain INVScl was transformed with the plasmids shown in FIG. 10 and the
  • the vector pEG-CTF7 (corresponds to the first regulatory factor) and was produced according to Altmann et al. (Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905).
  • pYES-Leu2 / 34-TetGST plasmid which encodes the second regulatory factor TetGST and which
  • the plasmid pYES2 served as the starting vector.
  • the LexA binding sites oligos were ligated into the Xhol site of the inactive Gall / GallO promoter, the entire promoter was isolated with BamHI and cloned into the polylinker of the plasmid pYES2 together with the fusion clone Tet-GST.
  • the Gall promoter had previously been deleted via the Spei interfaces.
  • the LacZ fragment isolated via BamHI, also treated with Klenow, or the Leu2 fragment obtained via PCR was cloned. The was reconstituted in the BamHI interface
  • TRX oligo pool construct expressing the peptide pool; complexity approx. 10 5 )
  • Trpl gene By ligating the Trpl gene into the pYES2 vector linearized with Apal and Nhel, the Ura3 gene destroyed and the plasmid selectable for tryptopic deficiency.
  • the Trx gene isolated via PCR was then cloned into the EcoRI, Xhol linearized vector. The pool fragments were ligated via the Rsrll
  • the approximately 30,000 colonies were combined, shaken for 5 hours in YPG medium (complete medium containing galactose for yeasts) and spread on selection plates.
  • the selection plates had galactose as a carbon source and were deficient in leucine, uracil, tryptophan and histidine. 8 colonies (A, B, C, D, E, F, G, H) had grown over a period of 2 to 5 days (Table 4).
  • the plasmids coding for the inhibiting peptides were isolated from these and expressed together with CTF7 and Tet-GST in yeast.
  • the LacZ gene was on the reporter plasmid instead of the Leu2, so that the inhibitory effect of the peptides could be investigated by the formation of a second phenotype (Table 4). Furthermore, the plasmids expressing the peptides were transformed with the two reporter systems (LacZ and Leu2) and a transcription factor LexA-TAi different from CTF7 in yeasts. In this way, peptides that specifically inhibit CTF7 can be distinguished from non-specific inhibitions.
  • the inhibitors B and C also turned blue on plates containing glucose, ie independently of the galactose-induced TRX peptide expression. This means that no inhibiting peptides which cause the blue coloration are expressed in the corresponding clones. Of the peptides A, D, E, F, G and H, D and H turned out to be unspecific because they were also able to inhibit the LexA-TA- ⁇ domain. The inhibitors A, E, F and G, however, were only able to repress the activity of CTF7 (n.b .: not determined).
  • LexA-CTF2 is a fusion construct from the bacterial repressor LexA and CTF2, a member of the NFI family.
  • the yeast strain INVScl is transformed with the plasmids shown in FIG. 11 and the transformation mixture is spread on a minimal medium plate containing glucose (20 ⁇ 20 cm; uracil, tryptophan and histidine deficient for selection on the plasmids).
  • This example represents the configuration shown in FIG. 11.
  • Gene arrangements which code for two interacting hybrid proteins of the transcription regulator and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement for a LexA-CTF2, a fusion construct from the bacterial repressor LexA and CTF2, a member of the NFI Family (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905) and a further arrangement for a hybrid protein TIM-AD (Altmann (1994), dissertation).
  • pSH-CTF2 / TIM (corresponds to the first regulatory factor) is the corresponding plasmid which encodes the first regulatory factor LexA-CTF2 / ADl-TIM.
  • TRPI TRX-01igo pool (construct expressing the peptide pool; complexity approx. 10 * 5).
  • the first regulatory factor LexA-CTF2 / ADl-TIM consists of two, as described above
  • the active transcription regulator LexA-CTF2 / ADl-TIM binds to its corresponding binding site on the DNA
  • Tet-GST (LexA binding site), which codes for the Tet-GST gene, and causes expression of Tet-GST.
  • Tet-GST binds to the corresponding binding site (Tet-GST binding site) in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the
  • the approximately 35,000 colonies were collected, shaken for 5 hours in YPG medium (full galactose-containing medium for yeasts) and spread on selection plates.
  • the selection plates had
  • Galactose as a carbon source and were deficient in leucine, uracil, tryptophan and histidine. 6 colonies (A, B, C, D, E, F) have grown over a period of 2 to 5 days.
  • the plasmids coding for the inhibiting peptides were isolated from these and expressed together with LexA-CTF2, TIM-AD and Tet-GST in yeast. This time, instead of the Leu2, the LacZ gene was on the report plasmid, so that the inhibitory effect of the peptides could be investigated by the formation of a second phenotype (Table 5).
  • the plasmids expressing the peptides were transformed with the two reporter systems (LacZ and Leu2) and the transcription factor LexA-TAl in yeast. In this way the TIM-CTF2 interaction specifically inhibiting peptides could be separated from non-specific ones.
  • the inhibitors A and C also turned blue on plates containing glucose, ie independently of the galactose-induced TRX peptide expression. This means that no inhibiting peptides which cause the blue coloration are expressed in the corresponding clones. Of the peptides B, D, E and F, D and E turned out to be unspecific, since they were also able to inhibit the LexATTAi domain. In contrast, inhibitors B and F were not able to repress ADl-Tet, so they are inhibitors for the CTF2-TIM protein-protein interaction.

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Abstract

The invention concerns a method of determining the activity of a regulatory factor, this activity being detected by means of a reporter system. To this end, gene arrays are provided for a first and second regulatory factor and for one or more reporter systems. The active first regulatory factor affects the activity or expression of the second regulatory factor which affects, in turn, the reporter system. Following addition of an inhibitory component, the activation of the reporter system is detected by the interaction between the first and second regulatory factors.

Description

Verfahren zur Bestimmung der Aktivität eines requlatorischen Faktors sowie Procedure for determining the activity of a regulatory factor and
Verwendung dieses VerfahrensUse this procedure
BeschreibunσDescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Aktivität von regulatorischen Faktoren, wobei diese Aktivität über die Aktivität eines Reportersystems nachweisbar ist.The invention relates to a method for determining the activity of regulatory factors, this activity being detectable via the activity of a reporter system.
In lebenden Zellen werden Stoffwechselleistungen entweder kontinuierlich oder aber nur in bestimmten Entwicklungsphasen bzw. auf Grund äußerer Signale hin erbracht. Bei der durch Hormone vermittelten Signalübertragung etwa werden die entsprechenden Signale über Wechselwirkungen zwischen Proteinen von der äußeren Zellmembran in das Zellinnere hinein transportiert um dort, beispielsweise im Zellkern, in eine Aufforderung zur Teilung umgesetzt zu werden. Werden diese Wechselwirkungen gestört, kann dies eine gesunde Zelle aus dem Gleichgewicht bringen und zu Wachstumsstörungen führen. So kann z.B. eine entartete Zelle zu einem Krebsgeschwür heranwachsen und über die Bildung von Metastasen den totbringenden Tumor über den gesamten Körper verteilen. Auch Viren wie HIV (Human Immunodeficiency Virus) oder HPV (Human Papilloma Virus) greifen in die natürlichen Abläufe der Zelle ein und mißbrauchen sie dazu, sich zu vervielfätigen um dann weitere Zellen zu infizieren.In living cells, metabolic functions are either performed continuously or only in certain development phases or based on external signals. In the case of signal transmission mediated by hormones, for example, the corresponding signals are transported via interactions between proteins from the outer cell membrane into the cell interior in order to be converted there, for example in the cell nucleus, into a request for division. Disrupting these interactions can unbalance a healthy cell and lead to growth disorders. For example, a degenerate cell grows into a cancer and spreads the deadly tumor over the entire body through the formation of metastases. Viruses such as HIV (Human Immunodeficiency Virus) or HPV (Human Papilloma Virus) intervene in the natural processes of the cell and misuse it to reproduce and then infect other cells.
Es ist offensichtlich, daß über solche Wechselwirkungen gezielt in das Geschehen einer Zelle eingegriffen werden kann, sofern die entsprechenden Proteine bekannt und einem einfachen Test zugänglich sind. In den vergangenen Jahren sind derartige Tests entwickelt worden. Sie beruhen letztlich darauf, daß eine einfache biochemische Reaktion, die durch eine Farbreaktion nachweisbar und vieltausendfach gleichzeitig durchführbar ist, von einer solchen Wechselwirkung zwischen Proteinen abhängig gemacht wird. Sogenannte in vivo Assays lassen diese Wechselwirkungen z.B. in Hefezellen nachweisen, die leicht zu züchten und auch für die Bildung menschlicher Proteine geeignet sind (Brent, R. et al., PCT-Veröffentlichung WO 92/05286; Fields, S. et al. , U.S. 5,283,173).It is obvious that such interactions can be used to deliberately intervene in the events of a cell, as long as the corresponding proteins are known and are accessible to a simple test. Such tests have been developed in recent years. Ultimately, they are based on the fact that a simple biochemical reaction, which can be detected by a color reaction and can be carried out thousands of times simultaneously, is made dependent on such an interaction between proteins. So-called in vivo assays allow these interactions, for example in yeast cells which are easy to grow and are also suitable for the formation of human proteins (Brent, R. et al., PCT publication WO 92/05286; Fields, S. et al., US 5,283,173).
Die Transkription proteinkodierender Gene wird von einem Multiproteinkomplex bestehend aus Pol II und einer Reihe spezifischer und genereller Transkriptionsfaktoren initiiert. Eine Vielzahl dieser Faktoren ist in den letzten Jahren isoliert und charakterisiert worden, wodurch man erste Einblicke in die Mechanismen der eukaryontischen Genexpression erhalten hat (Zawel et al. , Curr. Opin. Cell. Biol. (1992) 4, S. 488-495; Cortes et al., Mol. Cell. Biol. (1992) 12, S. 413-421; Flores et al. , J. Biol. Che . (1992) 267, S. 2786-2793) .The transcription of protein-coding genes is initiated by a multiprotein complex consisting of Pol II and a number of specific and general transcription factors. A large number of these factors have been isolated and characterized in recent years, giving first insights into the mechanisms of eukaryotic gene expression (Zawel et al., Curr. Opin. Cell. Biol. (1992) 4, pp. 488-495 ; Cortes et al., Mol. Cell. Biol. (1992) 12, pp. 413-421; Flores et al., J. Biol. Che. (1992) 267, pp. 2786-2793).
Neben der basalen Transkriptionsmaschinerie spielen vor allem die DNA bindenden Transkriptionsfaktoren eine entscheidende Rolle bei der stimulierten Genexpression.In addition to the basal transcription machinery, the DNA-binding transcription factors play a crucial role in stimulated gene expression.
Die drei charakteristischen Merkmale von Transkriptionsaktivatoren, wie proto-Onkogene oder virale Transkriptionsfaktoren und Protein-Protein-Wechselwirkungen in Signalketten oder Multiproteinkomplexen, welche sie zu besonders geeigneten Targets für Untersuchungen machen, sind ihre hohe Diversität, ihre Spezifität sowie Ihre mögliche Rolle bei der Entstehung von Krankheiten. So sind z.B. mehr als 300 genspezifische Transkriptionsfaktoren bis heute beschrieben und es wird angenommen, daß ca. 3000 weitere derartige Faktoren vom menschlichen Genom kodiert werden. Ähnlich wie Rezeptoren an der Zelloberfläche gleicht praktisch kein Faktor und keine Protein-Protein Wechselwirkung genau der anderen. Jedes Protein bietet eine einzigartige Oberfläche und stellt dadurch ein einzigartiges Target dar. Die DNA-bindende und die stimulierende Aktivität müssen jedoch nicht auf einer Polypeptidkette lokalisiert vorliegen (Weston et al. , Cell (1989) 58, S. 85-93). Die Teilung dieser beiden Eigenschaften erlaubt zum Beispiel die Untersuchung einer Wechselwirkung zwischen zwei Proteinen X und Y, wobei der DNA-bindende Teil auf einem Protein X und der transkriptionsaktive Teil auf einem Protein Y lokalisiert sind (Fields et al. , Nature (1989) 340, S. 245-246). Die spezifische Inhibierung dieser Interaktion resultiert im Verlust der stimulierenden Aktivität dieses Elements.The three characteristic features of transcription activators, such as proto-oncogenes or viral transcription factors and protein-protein interactions in signal chains or multiprotein complexes, which make them particularly suitable targets for investigations, are their high diversity, their specificity and their possible role in the development of Diseases. For example, more than 300 gene-specific transcription factors have been described to date and it is believed that approximately 3,000 such factors are encoded by the human genome. Similar to receptors on the cell surface, practically no factor and no protein-protein interaction are exactly the same. Each protein has a unique surface, making it a unique target. However, the DNA-binding and the stimulating activity need not be localized on a polypeptide chain (Weston et al., Cell (1989) 58, pp. 85-93). The division of these two properties allows, for example, the investigation of an interaction between two proteins X and Y, the DNA-binding part being located on a protein X and the transcription-active part on a protein Y (Fields et al., Nature (1989) 340 , Pp. 245-246). The specific inhibition of this interaction results in the loss of the stimulating activity of this element.
Bisher sind Verfahren bekannt, um Inhibitoren nachzuweisen, welche die biologische Aktivität von Oncoproteinen hemmen (WO 92/05286). Diese Verfahren werden eingesetzt, um inhibitorische Komponenten zu identifizieren und klassifizieren, indem die Fähigkeit einer solchen Komponente untersucht wird, die Expression von Reportergenen zu beeinflussen. Nach der vorgenannten PCT-Veröffentlichung werden zur Durchführung dieses Verfahrens Fusionsgene bereitgestellt, welche für Fusionsproteine codieren. Diese Fusionsproteine binden an eine Bindestelle auf der DNA, wobei diese DNA für die Reportergene codiert, und vermitteln so die Expression des Reportergens. Wird die Expression des Reportergens untersucht, so ist eine Abnahme der Reportergen- Expression indikativ für eine Komponente, welche die Aktivität der Fusionsproteine hemmt.To date, methods are known for detecting inhibitors which inhibit the biological activity of oncoproteins (WO 92/05286). These methods are used to identify and classify inhibitory components by examining the ability of such a component to affect the expression of reporter genes. According to the aforementioned PCT publication, fusion genes are provided for carrying out this method, which code for fusion proteins. These fusion proteins bind to a binding site on the DNA, which DNA codes for the reporter genes, and thus mediate the expression of the reporter gene. If the expression of the reporter gene is examined, a decrease in the reporter gene expression is indicative of a component which inhibits the activity of the fusion proteins.
Der Nachweis von Inhibitoren erfolgt bei Anwendung der genannten Verfahren ausschließlich über eine Abnahme der Expression der betreffenden Reportergene, d.h. es handelt sich um einen Negativnachweis. Das bekannte Nachweissystem ist insofern von Nachteil, da es gegebenenfalls die Empfindlichkeit eines Testsystems herabsetzt. Wird z.B. ein Reportergen prinzipiell nur schwach exprimiert, so sind nach Inhibitorzugäbe und somit noch weiter abnehmender Expression häufig keine eindeutigen Aussagen möglich. Diese Nachteile gehen darauf zurück, daß eine zugesetzte inhibitorische Komponente einen Transkriptionsfaktor hemmt, der die Expression von Reportergenen beeinflußt, d.h. es handelt sich um eine direkte funktionelle Verbindung von Inhibitor und Reportergen. Insbesondere ist eine fehlende Expression nach Inhibitorzugabe von Nachteil, da Versuchsdurchführungen häufig auf Selektion von Organismen beruhen, wie im folgenden kurz erläutert. Wird so z.B. das Wachstum von Zellen nach Inhibitorzugäbe untersucht, wachsen gerade die zu untersuchenden gehemmten Zellen nicht und müssen über weitere Versuche nachgewiesen werden. Ein Screening vieler verschiedener potentieller Inhibitoren ist daher nicht möglich. Die fehlende Expression von Reportergenen nach Inhibitorzugabe kann darüber hinaus auch auf die Einflußnahme weiterer Faktoren zurückzuführen sein, beispielsweise des Inhibitors auf Faktoren der Translations- und Replikationsmechanismen sowie des Zellzyclus. Somit ist der Wirkungsort des Inhibitors häufig nicht klar zu definieren, woraus eine mangelnde Spezifität der bisherigen Nachweissysteme resultiert.When using the methods mentioned, inhibitors are detected exclusively by a decrease in the expression of the reporter genes in question, ie it is a negative detection. The known detection system is disadvantageous in that it may reduce the sensitivity of a test system. If, for example, a reporter gene is in principle only weakly expressed, it is often not possible to make clear statements after adding inhibitors and thus further decreasing expression. These disadvantages are based on the fact that an added inhibitory component inhibits a transcription factor which influences the expression of reporter genes, ie it is a direct functional connection of inhibitor and reporter gene. In particular, a lack of expression after the addition of inhibitor is disadvantageous, since experiments are often based on selection of organisms, as briefly explained below. If, for example, the growth of cells is examined after adding inhibitors, the inhibited cells to be examined do not grow and must be verified by further experiments. It is therefore not possible to screen many different potential inhibitors. The lack of expression of reporter genes after inhibitor addition can also be due to the influence of other factors, for example the inhibitor on factors of the translation and replication mechanisms and the cell cycle. The place of action of the inhibitor can therefore often not be clearly defined, which results in a lack of specificity in the previous detection systems.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, das schnelle, eindeutige und spezifizische Aussagen über Testergebnisse ermöglicht sowie die Empfindlichkeit von Testsystemen verbessert.The object of the present invention is therefore to provide a method which does not have the aforementioned disadvantages, which enables fast, clear and specific statements about test results and which improves the sensitivity of test systems.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebene Verfahren und die Verwendung nach Patentanspruch 63. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen, Aspekte und Details des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 62 sowie 64 und 65, den Zeichnungen, Tabellen und den bevorzugten Ausführungsformen dargelegt. Die vorliegende Erfindung stellt ein wesentlich verbessertes NachweisSystem für die Aktivität eines regulatorischen Faktors zur Verfügung. Mit dem angegebenen Verfahren kann auch im lebenden Organismus eine inhibitorische Komponente durch Expression bzw. verstärkte Expression eines Reportersystems nachgewiesen werden, ohne daß die Nachteile bekannter Verfahren auftreten.The invention solves this problem by the method specified in independent claim 1 and the use according to claim 63. Further preferred configurations, aspects and details of the method according to the invention are in the dependent claims 2 to 62 and 64 and 65, the drawings, tables and the preferred Embodiments set out. The present invention provides a significantly improved detection system for the activity of a regulatory factor. With the specified The method can also be used to detect an inhibitory component in the living organism by expression or increased expression of a reporter system, without the disadvantages of known methods occurring.
Damit wird die Empfindlichkeit des Testsystems entscheidend erhöht und ermöglicht das Screenen von Inhibitorbibliotheken großer Komplexität (über 10-*-' verschiedene Moleküle) .This significantly increases the sensitivity of the test system and enables the screening of inhibitor libraries of great complexity (over 10 - * - 'different molecules).
Hiermit wird ein neues Prinzip zum Screenen nach Inhibitoren und Chemikalien, die entsprechende Aktivitäten modifizieren, eingesetzt. Der Assay kann auch zur Identifizierung bislang unbekannter Wechselwirkungen verwendet werden.A new principle for screening for inhibitors and chemicals that modify corresponding activities is hereby used. The assay can also be used to identify previously unknown interactions.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Bereitstellen mindestens eines zweiten regulatorischen Faktors. Das im folgenden beschriebene Verfahren wird bevorzugt in Wirtsorganismen durchgeführt, wodurch jedoch nicht ausgeschlossen werden soll, entsprechende Verfahren auch außerhalb eines Organismus durchzuführen. Als Wirtsorganismen werden Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, oder eukaryotische Zellen, insbesondere Hefen, eingesetzt. Besonders bevorzugt sind der Bakterienstamm Escherichia coli oder der Hefestamm Saccharomyces cerevisia.The provision of at least one second regulatory factor is essential for the method according to the invention. The method described below is preferably carried out in host organisms, which should not, however, preclude carrying out corresponding methods outside an organism. Microorganisms, in particular bacteria, or eukaryotic cells, in particular yeasts, are used as host organisms. The bacterial strain Escherichia coli or the yeast strain Saccharomyces cerevisia are particularly preferred.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wie vorstehend erwähnt, bevorzugt in einem Wirtsorganismus, mindestens ein Reportersystem mit mindestens einer ersten Genanordnung, welche mindestens ein Reportergen aufweist, bereitgestellt. Die Expression der Reportergene dient als NachweisSystem.According to the present invention, as mentioned above, preferably in a host organism, at least one reporter system with at least one first gene arrangement which has at least one reporter gene is provided. The expression of the reporter genes serves as a detection system.
Des weiteren wird mindestens ein erster regulatorischer Faktor bzw. die entsprechende Genanordnung bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung beeinflußt der mindestens eine erste regulatorische Faktor einen oder mehrere zweite regulatorische Faktoren und nicht direkt die Aktivität des ReporterSystems, wodurch es erstmals ermöglicht wird, die Aktivität eines ersten regulatorischen Faktors durch ein positives Signal nachzuweisen.Furthermore, at least one first regulatory factor or the corresponding gene arrangement is provided. According to the present invention, the at least one first regulatory factor influences one or more second regulatory factors and not directly the activity of the ReporterSystems, which makes it possible for the first time to demonstrate the activity of a first regulatory factor with a positive signal.
Der mindestens eine zweite regulatorische Faktor wird durch mindestens eine zweite Genanordnung codiert. Aus Gründen der Vereinfachung wird bei den bereits erwähnten und den im folgenden genannten, am Verfahren beteiligten Komponenten nicht immer ausdrücklich erwähnt, daß sowohl eine als auch mehrere Komponenten wie Gene, Genanordnungen, regulatorische Faktoren, Proteine usw., beteiligt sein können. Es soll jedoch so ausgelegt werden, daß diese Möglichkeiten eingeschlossen sind. Bevorzugt wird die Aktivität des zweiten regulatorischen Faktors durch den ersten regulatorischen Faktor beeinflußt. Über eine Wechselwirkung des zweiten regulatorischen Faktors mit Komponenten des ReporterSystems wird auch Einfluß auf die Aktivität des Reportersystems genommen. Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Aktivierung des Reportersystems durch Zugabe einer inhibitorischen Komponente über das Zusammenwirken der ersten und zweiten regulatorischen Faktoren nachgewiesen.The at least one second regulatory factor is encoded by at least one second gene arrangement. For reasons of simplification, it is not always expressly mentioned in the case of the components already mentioned and those mentioned below which are involved in the process that both one and more components such as genes, gene arrangements, regulatory factors, proteins etc. can be involved. However, it should be construed to include these possibilities. The activity of the second regulatory factor is preferably influenced by the first regulatory factor. The interaction of the second regulatory factor with components of the reporter system also influences the activity of the reporter system. Thus, according to the present invention, the activation of the reporter system is detected by adding an inhibitory component through the interaction of the first and second regulatory factors.
Der erste regulatorische Faktor enthält eine oder mehrere regulierende Komponenten. Enthält der erste regulatorische Faktor mehrere regulierende Komponenten, ist insbesondere die zusammengesetzte Form die aktive Form. Bei den ein oder mehreren regulierenden Komponenten handelt es sich häufig um ein oder mehrere regulierende Proteine. Die regulierenden Proteine sind bevorzugt ein oder mehrere Transkriptionsregulatoren, beispielsweise Transkriptions- faktoren. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Transkriptionsfaktor nur ein Protein.The first regulatory factor contains one or more regulatory components. If the first regulatory factor contains several regulatory components, the composite form in particular is the active form. The one or more regulatory components are often one or more regulatory proteins. The regulating proteins are preferably one or more transcription regulators, for example transcription factors. In a preferred embodiment, the transcription factor contains only one protein.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält derAccording to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the
Transkriptionsregulator mindestens zwei Hybridproteine, insbesondere zwei Hybridproteine, welche von einer bereitgestellten dritten Genanordnung codiert werden.Transcription regulator at least two hybrid proteins, in particular two hybrid proteins which are encoded by a third gene arrangement provided.
Die Hybridproteine sind bevorzugt ein erstes Hybridprotein, welches ein Fusionsprotein aus einer DNA-Bindedomäne und einer ersten Proteinkomponente ist, und ein zweites Hybridprotein, welches ein Fusionsprotein aus einer Aktivierungsdomäne des Transkriptionsregulators und einer zweiten Proteinkomponente ist. Durch Bindung zwischen den beiden Proteinkomponenten, die auch Targets genannt werden, entsteht der aktive Transkriptionsregulator.The hybrid proteins are preferably a first hybrid protein, which is a fusion protein from a DNA binding domain and a first protein component, and a second hybrid protein, which is a fusion protein from an activation domain of the transcription regulator and a second protein component. The active transcription regulator is created by binding between the two protein components, which are also called targets.
Die regulierenden Komponenten des ersten regulatorischen Faktors sind gemäß dem vorliegenden Verfahren nicht auf regulierende Proteine beschränkt. So kann beispielsweise der erste regulatorische Faktor Nucleinsäuren oder auch weitere Komponenten enthalten.According to the present method, the regulatory components of the first regulatory factor are not restricted to regulatory proteins. For example, the first regulatory factor can contain nucleic acids or other components.
Die Aktivität des mindestens einen ersten regulatorischen Faktors wird durch inhibitorische Komponenten beeinflußt. Diese inhibitorischen Komponenten sind bevorzugt Naturstoffe wie Peptide, Nucleinsäuren und Kohlenhydrate oder niedermolekulare Substanzen oder andere chemische Substanzen oder auch durch Mutagenese veränderte Bestandteile des ersten regulatorischen Faktors.The activity of the at least one first regulatory factor is influenced by inhibitory components. These inhibitory components are preferably natural substances such as peptides, nucleic acids and carbohydrates or low molecular weight substances or other chemical substances or also components of the first regulatory factor changed by mutagenesis.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine vierte Genanordnung für die Expression von Peptiden bereitgestellt. Diese Peptide weisen insbesondere eine inhibitorische Aktivität auf. So können in vivo synthetisierte Peptidlibraries zur Inhibierung von regulatorischen Faktoren eingesetzt werden. In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen werden beliebige Kombinationen der genannten Inhibitoren zugesetzt. Besonders wichtig ist die Einwirkung der inhibitorischen Komponenten auf die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors durch Einwirkung auf die Wechselwirkung zwischen mindestens zwei regulatorischen Komponenten, die in dem ersten regulatorischen Faktor enthalten sind. Diese Einwirkung ist bevorzugt eine Hemmung der Wechselwirkung der regulatorischen Komponenten. Die Aktivität kann auch aufgrund mehrerer Komponenten, z.B. in einem Multiproteinkomplex, reguliert werden. Dieser Komplex ist solange aktiv, wie einzelne oder mehrere Bausteine diesen Komplex bilden. Erst die Inhibierung einer oder mehrerer dieser Komponenten zerstört die Aktivität des gesamten Komplexes. Auch vom bisher Beschriebenen abweichende Aktivitäten, die in irgendeiner Weise die Expression des zweiten regulatorischen Faktors aktivieren, sind als erster regulatorischer Faktor geeignet. Die Inhibierung des ersten regulatorischen Faktors kann sowohl die Aktivität des Transkriptionsregulators und/oder die Generierung des Transkriptionsregulators betreffen. Insbesondere wird die Wechselwirkung zwischen zwei regulierenden Proteinen des ersten regulatorischen Faktors gehemmt. Wird eine der genannten Wechselwirkungen gehemmt, liegt ein inaktiver oder in seiner Aktivität herabgesetzter erster regulatorischer Faktor vor. Infolgedessen ist die Interaktion des ersten regulatorischen Faktors mit dem zweiten regulatorischen Faktor gehemmt oder herabgesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Wechselwirkung zwischen dem ersten regulatorischen Faktor und dem zweiten regulatorischen Faktor beeinflußt. Auch diese Einwirkung ist besonders bevorzugt eine Hemmung. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform beeinflußt der Inhibitor die Wechselwirkung des ersten regulatorischen Faktors mit Genabschnitten der zweiten Genanordnung. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens modifiziert der mindestens eine erste regulatorische Faktor, der bevorzugt ein oder mehrere Proteine enthält, den mindestens einen zweiten regulatorischen Faktor, beispielsweise über Kinasierung, Dephosphorylierung, Spaltung, Umfaltung oder Konformationsänderung.In a further preferred embodiment, a fourth gene arrangement for the expression of peptides is provided. These peptides in particular have an inhibitory activity. Peptide libraries synthesized in vivo can thus be used to inhibit regulatory factors. In further preferred configurations, any combinations of the inhibitors mentioned are added. The action of the inhibitory components on the activity of the first regulatory factor by action on the interaction between at least two regulatory components contained in the first regulatory factor is particularly important. This action is preferably an inhibition of the interaction of the regulatory components. The activity can also be regulated on the basis of several components, for example in a multiprotein complex. This complex is active as long as single or multiple building blocks form this complex. Only the inhibition of one or more of these components destroys the activity of the entire complex. Activities which deviate from what has been described so far and which in some way activate the expression of the second regulatory factor are also suitable as the first regulatory factor. The inhibition of the first regulatory factor can affect both the activity of the transcription regulator and / or the generation of the transcription regulator. In particular, the interaction between two regulatory proteins of the first regulatory factor is inhibited. If one of the interactions mentioned is inhibited, there is an inactive or reduced first regulatory factor in its activity. As a result, the interaction of the first regulatory factor with the second regulatory factor is inhibited or reduced. In a further preferred embodiment, the interaction between the first regulatory factor and the second regulatory factor is influenced. This action is also particularly preferably an inhibition. In a particularly advantageous embodiment, the inhibitor influences the interaction of the first regulatory factor with gene segments of the second gene arrangement. In a further embodiment of the method according to the invention, the at least one first regulatory factor, which preferably contains one or more proteins, modifies the at least one second regulatory factor, for example via kinization, dephosphorylation, cleavage, refolding or change of conformation.
Wird kein Inhibitor zugesetzt, liegt der erste regulatorische Faktor insbesondere in der aktiven Form vor und wirkt auf die Aktivität des zweiten regulatorischen Faktors ein. Es ist des weiteren bevorzugt, daß der erste regulatorische Faktor mit DNA-Abschnitten der für den zweiten regulatorischen Faktor codierenden zweiten Genanordnung wechselwirkt und somit die Expression des zweiten regulatorischen Faktors beeinflußt.If no inhibitor is added, the first regulatory factor is in particular in the active form and acts on the activity of the second regulatory factor. It is further preferred that the first regulatory factor interacts with DNA segments of the second gene arrangement coding for the second regulatory factor and thus influences the expression of the second regulatory factor.
Die Zugabe einer inhibitorischen Komponente beeinflußt beispielsweise die Wechselwirkung zwischen mindestens zwei Komponenten, welche gemeinsam den ersten regulatorischen Faktor bilden. In einer weiteren Ausführungsform wirkt die Zugabe der inhibitorischen Komponente auf die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors ein, unabhängig davon, ob er eine oder mehrere regulierende Komponenten enthält. Die Einwirkung auf die Aktivität betrifft beispielsweise die transkriptionsaktivierende oder bindende Aktivität des ersten regulatorischen Faktors oder die Interaktion des ersten und zweiten regulatorischen Faktors.The addition of an inhibitory component influences, for example, the interaction between at least two components which together form the first regulatory factor. In a further embodiment, the addition of the inhibitory component acts on the activity of the first regulatory factor, regardless of whether it contains one or more regulatory components. The action on the activity relates, for example, to the transcription-activating or binding activity of the first regulatory factor or the interaction of the first and second regulatory factors.
In einer weiteren Ausführungsform beeinflußt die Zugabe einer inhibitorischen Komponente sowohl die genannte Wechselwirkung als auch die genannte Aktivität. Die Einwirkung ist bevorzugt eine Hemmung der Wechselwirkung und/oder der Aktivität.In a further embodiment, the addition of an inhibitory component influences both the interaction mentioned and the activity mentioned. The action is preferably an inhibition of the interaction and / or the activity.
Durch Zugabe der inhibitorischen Komponente wird bevorzugt die Wechselwirkung zwischen dem ersten regulatorischen Faktor und einem DNA-Abschnitt der zweiten Genanordnung, welche den zweiten regulatorischen Faktor codiert, wobei es sich insbesondere um eine Hemmung handelt, beeinflußt. Die Einwirkung bzw. die Hemmung der oben genannten Wechselwirkungen durch inhibitorische Komponenten führt zu einer Einwirkung auf die Genexpression der zweiten Genanordnung, insbesondere zu einer Hemmung der Genexpression der zweiten Genanordnung. Besonders bevorzugt führt die Zugabe der inhibitorischen Komponente über eine Hemmung der Aktivität des regulierenden Proteins zu einer Hemmung der Expression der zweiten Genanordnung.By adding the inhibitory component, the interaction between the first regulatory factor and a DNA section of the second gene arrangement which codes the second regulatory factor, which is in particular an inhibition, is preferably influenced. The action or inhibition of the above-mentioned interactions by inhibitory components leads to an action on the gene expression of the second Gene arrangement, in particular to inhibit gene expression of the second gene arrangement. The addition of the inhibitory component particularly preferably leads to an inhibition of the expression of the second gene arrangement by inhibiting the activity of the regulating protein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Zugabe einer inhibitorischen Komponente auf die Wechselwirkung zwischen mindestens zwei Komponenten eingewirkt, wobei eine dieser Komponenten eine regulatorische Komponente ist oder eine regulatorische Komponente enthält.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the interaction between at least two components is influenced by the addition of an inhibitory component, one of these components being a regulatory component or containing a regulatory component.
Vorteilhaft ist, wenn diese regulatorische Komponente eine Proteinkomponente ist oder mindestens eine Proteinkomponente enhält. Bevorzugt sind bei den Proteinkomponenten Fusionsproteine.It is advantageous if this regulatory component is a protein component or contains at least one protein component. Fusion proteins are preferred for the protein components.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die regulatorische Komponente eine inhibitorische Komponente.According to a particularly preferred embodiment, the regulatory component is an inhibitory component.
Die mindestens eine zweite Komponente ist bespielsweise eine Proteinkomponente oder enthält eine Proteinkomponente. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß diese Proteinkomponente ein Fusionsprotein ist.The at least one second component is, for example, a protein component or contains a protein component. It has proven to be advantageous that this protein component is a fusion protein.
Bei den zweiten Proteinkomponenten handelt es sich insbesondere um Proteinkomponenten, die Verankerungsfunktionen besitzen. Bevorzugt erfolgt die Verankerung der miteinander wechselwirkenden Proteinkomponenten im Cytoplasma. Als vorteilhaft hat sich auch die Verankerung der miteinander in Wechselwirkung stehenden Proteine über die Verankerungsfunktion der zweiten Proteinkomponente in der Membran erwiesen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt über die Zugabe einer inhibitorischen Komponente eine Hemmung der Wechselwirkung zwischen den mindestens zwei Komponenten die Freisetzung der mindestens einen ersten Komponente, welche den inhibitorisch wirksamen Abschnitt enthält. Diese freigesetzte erste Komponente interagiert mit dem transkriptionsaktivierenden Faktor der Genanordnung für den zweiten regulatorischen Faktor. Besonders bevorzugt wird der transkriptionsaktivierende Faktor durch den freigesetzten inhibitorisch wirkenden Faktor gehemmt, wodurch eine Hemmung der Expression der zweiten Genanordnung erfolgt.The second protein components are, in particular, protein components which have anchoring functions. The mutually interacting protein components are preferably anchored in the cytoplasm. Anchoring the interacting proteins via the anchoring function of the second protein component in the membrane has also proven to be advantageous. According to a further advantageous embodiment, the addition of an inhibitory component inhibits the interaction between the at least two components and releases the at least one first component which contains the inhibitory section. This released first component interacts with the transcription activating factor of the gene arrangement for the second regulatory factor. The transcription-activating factor is particularly preferably inhibited by the released inhibitory factor, as a result of which the expression of the second gene arrangement is inhibited.
In den bisher und auch im folgenden genannten Ausführungsformen enthalten die regulatorischen bzw. interagierenden Komponenten Abschnitte, die die regulatorische bzw. interagierende Funktionen bedingen. Die entsprechenden Proteinabschnitte können eine oder mehrere Abschnitte oder Domänen beinhalten. Diese Abschnitte oder Domänen können sich in verschiedenen Regionen eines Proteins bzw. auf verschiedenen Proteinen befinden.In the embodiments mentioned so far and also in the following, the regulatory or interacting components contain sections which cause the regulatory or interacting functions. The corresponding protein segments can contain one or more segments or domains. These sections or domains can be located in different regions of a protein or on different proteins.
Vorzugsweise werden die mindestens zwei Proteinkomponenten von einer fünften Genanordnung codiert.The at least two protein components are preferably encoded by a fifth gene arrangement.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die mindestens eine erste Proteinkomponente einen Abschnitt, der mit der mindestens einen zweiten Proteinkomponente wechselwirkt, einen Abschnitt, der mit einem Transkriptionsfaktor wechselwirkt sowie einen inhibitorischen Abschnitt enthält, wobei erst nach Hemmung der Wechselwirkung der Bindung zwischen den mindestens zwei Proteinkomponenten die inhibitorisch wirkende zweite Proteinkomponente die Expression des zweiten regulatorischen Faktors hemmt.It has proven to be particularly advantageous that the at least one first protein component contains a section which interacts with the at least one second protein component, a section which interacts with a transcription factor and an inhibitory section, only after inhibiting the interaction of the bond between the at least two protein components, the inhibitory second protein component inhibits the expression of the second regulatory factor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die mindestens eine erste regulatorische Komponente ein Transkriptionsregulator oder Transkriptionsfaktor des zweiten regulatorischen Faktors, der nach Inhibierung der Wechselwirkung mit der mindestens einen zweiten Proteinkomponente in seiner Aktivität reduziert oder inaktiviert wird, wodurch eine Inhibierung oder Reduzierung der Aktivität des zweiten regulatorischen Faktors erfolgt.According to a further preferred embodiment, the at least one first regulatory component is one Transcription regulator or transcription factor of the second regulatory factor, the activity of which is reduced or inactivated after inhibiting the interaction with the at least one second protein component, as a result of which the activity of the second regulatory factor is inhibited or reduced.
Bei den zweiten regulatorischen Faktoren handelt es sich insbesondere um Proteine, beispielsweise, je nach Versuchsanordnung, um mindestens einen Repressor oder um mindestens eine Rekombinase. Die aktiven zweiten regulatorischen Faktoren wirken über eine Wechselwirkung mit Komponenten des Reportersystems auf die Aktivität des Reportersystems ein. Der zweite regulatorische Faktor bindet bevorzugt an DNA-Abschnitte des Reportersystems.The second regulatory factors are in particular proteins, for example, depending on the experimental arrangement, at least one repressor or at least one recombinase. The active second regulatory factors act on the activity of the reporter system via an interaction with components of the reporter system. The second regulatory factor preferably binds to DNA sections of the reporter system.
Ein Repressor, codiert durch die zweite Genanordnung, ist ein Beispiel für einen zweiten regulatorischen Faktor. Dieser Repressor beeinflußt die Expression mindestens eines Reportergens, indem er bevorzugt an Komponenten des Reportersystems bindet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bindung des Repressors an Komponenten des ReporterSystems durch weitere Agenzien reguliert. So induziert beispielsweise das Antibiotikum Tetrazyklin eine Ablösung eines prokaryotischen Repressors von der DNA. Ein aktiver Repressor hemmt die Expression mindestens eines Reportergens. Wird dagegen, zum Beispiel durch Hemmung der Wechselwirkung der Hybridproteine des Transkriptionsregulators die Expression des Repressor- Gens gehemmt, erfolgt die Expression mindestens eines Reportergens.A repressor encoded by the second gene arrangement is an example of a second regulatory factor. This repressor influences the expression of at least one reporter gene by preferably binding to components of the reporter system. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the binding of the repressor to components of the reporter system is regulated by further agents. For example, the antibiotic tetracycline induces a prokaryotic repressor to detach from DNA. An active repressor inhibits the expression of at least one reporter gene. If, on the other hand, the expression of the repressor gene is inhibited, for example by inhibiting the interaction of the hybrid proteins of the transcription regulator, the expression of at least one reporter gene takes place.
Eine Rekombinase, codiert durch die zweite Genanordnung, ist ein weiteres Beispiel für einen zweiten regulatorischen Faktor. In einer entsprechenden Versuchsanordnung enthalten die Reportersysteme Rekombinationselemente. Liegt ein aktiver erster regulatorischer Faktor vor, eliminiert oder invertiert die Rekombinase über Rekombinationsprozesse mindestens ein Reportergen. Hierbei interagiert die Rekombinase mit den spezifischen, das Reportergen bzw. die Reportergene flankierende Rekombinationselemente und eliminiert oder invertiert das Reportergen, welches von den Rekombinationselementen flankiert wird. Sowohl nach einer Elimination als auch nach Invertierung wird das Reportergen nicht exprimiert. Ist also kein Inhibitor dem Versuchsansatz zugesetzt worden, liegt ein aktiver erster regulatorischer Faktor vor, der bevorzugt die für einen zweiten regulatorischen Faktor codierenden Gene aktiviert, insbesondere über Wechselwirkung mit DNA-Abschnitten. Der zweite aktive Faktor, wie z.B. ein Repressor oder eine Rekombinase, hemmt die Expression der Reportergene.A recombinase encoded by the second gene arrangement is another example of a second regulatory factor. In a corresponding test arrangement, the reporter systems contain recombination elements. There is an active one first regulatory factor before, eliminates or inverts the recombinase via recombination processes at least one reporter gene. Here, the recombinase interacts with the specific recombination elements flanking the reporter gene or the reporter genes and eliminates or inverts the reporter gene which is flanked by the recombination elements. The reporter gene is not expressed either after elimination or after inverting. If no inhibitor has been added to the experiment, there is an active first regulatory factor that preferably activates the genes coding for a second regulatory factor, in particular via interaction with DNA segments. The second active factor, such as a repressor or a recombinase, inhibits the expression of the reporter genes.
Durch die Beeinflussung der Wechselwirkung von mindestens zwei regulatorischen Komponenten des Transkriptionsregulators, wobei die regulatorischen Komponenten insbesondere zwei Hybridproteine sind, wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Expression mindestens einer Rekombinase gesteuert, wodurch eine Veränderung der Expression mindestens eines Reportergens erfolgt. Durch Hemmung der Wechselwirkung der Hybridproteine des Transkriptionsregulators (bzw. anderer regulatorischer Faktoren des Transkriptionsregulators) wird die Expression der Rekombinase insbesondere gehemmt und es erfolgt eine Expression des mindestens einen Reportergens.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the expression of at least one recombinase is controlled by influencing the interaction of at least two regulatory components of the transcription regulator, the regulatory components being in particular two hybrid proteins, whereby a change in the expression of at least one reporter gene takes place. By inhibiting the interaction of the hybrid proteins of the transcription regulator (or other regulatory factors of the transcription regulator), the expression of the recombinase is particularly inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der durch die Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten die Expression mindestens eines Repressor- Gens gesteuert wird, wodurch eine Veränderung der Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt. Insbesondere wird durch Hemmung der Wechselwirkung der Proteinkomponenten die Expression des Repressor-Gens gehemmt und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.An embodiment is particularly preferred in which the expression of at least one repressor gene is controlled by the action on the interaction of the at least two protein components, as a result of which the expression of the at least one reporter gene is changed. In particular, by inhibiting the interaction of the protein components, the expression of the repressor gene is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten die Expression mindestens einer Rekombinase gesteuert, wodurch eine Veränderung der Expression mindestens eines Reportergens erfolgt.According to a further preferred embodiment of the invention, the action on the interaction of the at least two protein components controls the expression of at least one recombinase, as a result of which the expression of at least one reporter gene is changed.
Besonders bevorzugt wird durch Hemmung der Wechselwirkung der Proteinkomponenten die Expression der Rekombinase gehemmt und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.The expression of the recombinase is particularly preferably inhibited by inhibiting the interaction of the protein components and the at least one reporter gene is expressed.
Die Versuche basieren darauf, daß unter den gegebenen Versuchsbedingungen mindestens ein Genprodukt des mindestens einen Reportergens nachweisbar ist.The tests are based on the fact that at least one gene product of the at least one reporter gene can be detected under the given test conditions.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen wird ein Genprodukt eines Reportergens oder werden mehrere Genprodukte mehrerer Reportergene exprimiert. In einer weiteren Ausgestaltung werden je nach variierenden Versuchsbedingungen ein bis mehrere Reportergene exprimiert.According to preferred embodiments, one gene product of one reporter gene or several gene products of several reporter genes are expressed. In a further embodiment, one or more reporter genes are expressed depending on the varying test conditions.
Der Nachweis des Genprodukts bzw. der Genprodukte erfolgt dann beispielsweise über eine oder mehrere Veränderungen des Phänotyps von Wirtszellen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Genprodukt des Reportergens Zellwachstum der Wirtszellen in Mangelmedium. Das Genprodukt z.B. des Reportergens Leu2 ermöglicht Zellwachstum in Leucin- defizientem Medium. Bei einer weiteren vorteilhaften Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Hefestämme mit chromosomalen Mutationen als Wirtszellen eingesetzt, die beispielsweise zu Leucin-Defizienzen bei der Verstoffwechselung der Aminosäure Leucin führen. Die chromosomalen Mutationen können auch zu Defizienzen bei der Verstoffwechselung der Aminosäuren Tryptophan und Histidin führen. Gegebenenfalls ist auch der Einsatz proteasedefizienter Hefen sinnvoll.The detection of the gene product or the gene products then takes place, for example, via one or more changes in the phenotype of host cells. In a particularly preferred embodiment, the gene product of the reporter gene enables cell growth of the host cells in deficient medium. The gene product, for example of the reporter gene Leu2, enables cell growth in leucine-deficient medium. In a further advantageous modification of the method according to the invention, yeast strains with chromosomal mutations are used as host cells, which lead, for example, to leucine deficits in the metabolism of the amino acid leucine. The Chromosomal mutations can also lead to deficiencies in the metabolism of the amino acids tryptophan and histidine. If necessary, the use of protease-deficient yeasts also makes sense.
Es ist auch bevorzugt, Genanordnungen bereitzustellen, die für ein oder mehrere Genprodukte codieren, wobei diese Genprodukte Substrate in einer meßbaren Farbreaktion umsetzen können, wie z.B. das Reportersystem LacZ. Das Genprodukt dieses Reportergens, die ß-Galactosidase, reagiert mit verschiedenen Substraten in einer sichtbaren Farbreaktion.It is also preferred to provide gene arrays that code for one or more gene products, which gene products can convert substrates in a measurable color reaction, e.g. the LacZ reporter system. The gene product of this reporter gene, the ß-galactosidase, reacts with various substrates in a visible color reaction.
Die für das vorliegende Verfahren genannten Genanordnungen können auf verschiedenen Vektoren oder demselben Vektor angeordnet sein. Als Vektoren werden insbesondere Plasmide verwendet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind ein oder mehrere Vektoren mit einer oder mehreren Genanordnungen, oder eine oder mehrere Genanordnungen, ins Wirtsgenom integriert.The gene arrangements mentioned for the present method can be arranged on different vectors or on the same vector. Plasmids in particular are used as vectors. In a further preferred embodiment, one or more vectors with one or more gene arrangements, or one or more gene arrangements, are integrated into the host genome.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also durch Einsatz einer oder mehrerer inhibitorischer Komponenten zunächst die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors beeinflußt, wobei dieser wiederum auf die Aktivität des zweiten regulatorischen Faktors einwirkt.According to the present invention, the use of one or more inhibitory components initially influences the activity of the first regulatory factor, which in turn affects the activity of the second regulatory factor.
Der zweite regulatorische Faktor wirkt schließlich auf die Expression des Reportergens ein. Bevorzugt wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch Zusatz ein oder mehrerer inhibitorischer Komponenten die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors gehemmt, dadurch bedingt wird ebenfalls der zweite regulatorische Faktor gehemmt, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der zweite regulatorische Faktor selbst gehemmt oder in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Expression des zweiten regulatorischen Faktors gehemmt wird. Da in keinem Fall ein aktiver zweiter regulatorischer Faktor vorliegt, wird das Reportergen bzw. werden die Reportergene exprimiert. Erst die Inhibierung des ersten regulatorischen Faktors bewirkt also eine Expression von Reportergenen. Der jeweilige Phänotyp hängt davon ab, ob der zweite regulatorische Faktor gebildet wird oder nicht. Besonders hervorgehoben werden soll eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wobei in einem Wirtsorganismus zwei Genanordnungen für zwei zweite regulatorische Faktoren, insbesondere Genanordnungen für einen Repressor und eine Rekombinase, neben den in z.B. Anspruch 1 erwähnten übrigen zur Versuchsdurchführung notwendigen Genanordnungen, bereitgestellt werden.The second regulatory factor ultimately affects the expression of the reporter gene. According to the present invention, the activity of the first regulatory factor is preferably inhibited by the addition of one or more inhibitory components; this also causes the second regulatory factor to be inhibited, the second regulatory factor itself being inhibited according to a preferred embodiment, or expression in a further preferred embodiment of the second regulatory factor is inhibited. Since in no case active second regulatory factor is present, the reporter gene or the reporter genes are expressed. It is only when the first regulatory factor is inhibited that reporter genes are expressed. The respective phenotype depends on whether the second regulatory factor is formed or not. Another embodiment of the present invention is to be particularly emphasized, in which two gene arrangements for two second regulatory factors, in particular gene arrangements for a repressor and a recombinase, are provided in a host organism, in addition to the other gene arrangements necessary for carrying out the experiment.
Je nach Versuchsbedingung wird einer der beiden zweiten regulatorischen Faktoren, d.h. insbesondere Repressor oder Rekombinase, oder werden auch beide gleichzeitig exprimiert. Hierdurch bedingt wird eine erhöhte Spezifität des Verfahrens erreicht.Depending on the test condition, one of the two second regulatory factors, i.e. especially repressor or recombinase, or both are expressed simultaneously. This results in an increased specificity of the method.
Die Inhibierung der Aktivität des Transkriptionsfaktors bzw. des Transkriptionsregulators oder dessen Generierung führt schließlich zur Aktivierung des Reportergens bzw. der Reportergene.The inhibition of the activity of the transcription factor or the transcription regulator or its generation ultimately leads to the activation of the reporter gene or the reporter genes.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, hochspezifische Inhibitoren nachzuweisen, sowie Selektivität und Spezifität des Nachweises von Inhibitoren zu erhöhen. Mit dem vorliegenden Verfahren sind so z.B. bei Wachstumsversuchen selektiv die Zellen nachweisbar, auf die der Inhibitor eingewirkt hat, während die "nicht gehemmten" Zellen nicht wachsen, d.h. es ergeben sich keine Probleme wie Überwachsen der interessierenden Zellen. Damit wird die Empfindlichkeit des Testsystems entscheidend erhöht und ermöglicht das Screenen von Inhibitorbibliotheken großer Komplexität (über 10-*-' verschiedene Moleküle) . Somit ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überhaupt zum ersten Mal möglich, nach Inhibitorzugabe eine Identifikation von Zellen, insbesondere auch aufgrund von Wachstum, durchzuführen. Dies erweist sich als sehr vorteilhaft, wenn z.B. ein sehr ungünstiges Verhältnis von Zellen, auf die der Inhibitor einwirkt (meist sehr geringer Anteil), zu Zellen, auf die der Inhibitor nicht einwirkt, vorliegt. Des weiteren ist es möglich. Aussagen bezüglich des spezifischen Wirkungsortes des Inhibitors zu machen, da gezielt auf z.B. regulatorische Faktoren eingewirkt wird und erst nach Hemmung des Faktors die Reportergene exprimiert werden. So ermöglicht das Verfahren, Signalketten und andere Regulationsmechanismen zu untersuchen und bietet Voraussetzungen für eine spezifische Arzneimittelentwicklung. Das Verfahren dient zur Auffindung von LeitStrukturen, die bevorzugt zur Entwicklung von Therapeutika eingesetzt werden. Des weiteren wird das Verfahren bevorzugt zur Ermittlung von inhibierenden Substanzen, die beispielsweise als Leitstrukturen einsetzbar sind, verwendet. Diese inhibierenden Substanzen sind beispielsweise Peptide, Naturstoffe und synthetische Chemikalien. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden zur Inhibierung des ersten regulatorischen Faktors in vivo synthetisierte Peptidlibraries bereitgestellt.According to the method of the present invention, it is possible to detect highly specific inhibitors and to increase the selectivity and specificity of the detection of inhibitors. With the present method, for example, in growth experiments, the cells to which the inhibitor has acted can be selectively detected, while the "uninhibited" cells do not grow, ie there are no problems such as overgrowth of the cells of interest. This significantly increases the sensitivity of the test system and enables the screening of inhibitor libraries of great complexity (over 10- * - 'different molecules). It is thus the first time with the method according to the invention It is possible to carry out identification of cells after the addition of inhibitor, in particular also due to growth. This proves to be very advantageous if, for example, there is a very unfavorable ratio of cells on which the inhibitor acts (usually a very small proportion) to cells on which the inhibitor does not act. It is also possible. To make statements regarding the specific site of action of the inhibitor, since it acts specifically on, for example, regulatory factors and the reporter genes are only expressed after the factor has been inhibited. The method enables the investigation of signal chains and other regulatory mechanisms and offers the prerequisites for specific drug development. The method is used to find lead structures that are preferably used for the development of therapeutic agents. Furthermore, the method is preferably used to determine inhibiting substances that can be used, for example, as lead structures. These inhibiting substances are, for example, peptides, natural products and synthetic chemicals. In a particularly preferred embodiment, peptide libraries synthesized in vivo are provided to inhibit the first regulatory factor.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Ausführung jeweils unter Berücksichtigung eines aktiven bzw. inaktiven ersten regulatorischen Faktors erläutert wird. Ausgegangen wird bei den Ausführungen von Proteinen als regulatorische Faktoren.In the following, preferred embodiments of the method according to the present invention are presented, the execution being explained in each case taking into account an active or inactive first regulatory factor. The starting point for the execution of proteins as regulatory factors.
Als Reportergen dienen z.B. das Leu2-Gen, welches Wachstum auf Leucin-defizientem Medium ermöglicht, und das LacZ-Gen, dessen Genprodukt, die ß-Galactosidase, verschiedene Substrate in einer sichtbaren Farbreaktion umsetzt (X-Gal (5- Brom-4-chlor-3-indoxyl-ß-D-galactopyranosid) ergibtServe as reporter gene e.g. the Leu2 gene, which enables growth on leucine-deficient medium, and the LacZ gene, whose gene product, the β-galactosidase, converts various substrates in a visible color reaction (X-Gal (5-bromo-4-chloro-3- indoxyl-β-D-galactopyranoside)
Blaufärbung, ONPG (o-Nitro-phenyl-galactopyranosid) ergibt Gelbfärbung) . Entsprechend analog zu Leu2 können auch andere Gene, welche Enzyme aus der Biosynthese codieren, wie z.B. das Gen URA3, eingesetzt werden, da seine Expression entsprechend defiziente Hefestämme komplementieren und damit Wachstum auf Uracil defizienten Medien ermöglichen kann (Sherman et al. , Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986)). Auch die Aktivität von Luciferase oder Chloramphenikol-Acetyltransferase kann leicht und schnell in enzymatischen Reaktionen nachgewiesen werden (Ibelgaufts, Gentechnologie von A bis Z (1990) VCH-Verlag (Weinheim) ) .Blue color, ONPG (o-nitro-phenyl-galactopyranoside) results Yellowing). Analogously to Leu2, other genes that encode enzymes from biosynthesis, such as the URA3 gene, can also be used, since its expression can complement deficient yeast strains and thus enable growth on uracil-deficient media (Sherman et al., Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986)). The activity of luciferase or chloramphenicol acetyltransferase can also be easily and quickly detected in enzymatic reactions (Ibelgaufts, Genotechnologie from A to Z (1990) VCH-Verlag (Weinheim)).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained below with reference to the accompanying drawings.
Fig. la und lb zeigen schematisch dargestellteFig. La and lb show schematically shown
Genanordnungen für einen Repressor sowie für die Reporterproteine, wobei dieGene arrangements for a repressor and for the reporter proteins, the
Wechselwirkung eines aktiven (Fig. la) und eines inaktiven (Fig. lb) Transkriptions- faktors mit der DNA dargestellt ist.Interaction of an active (Fig. La) and an inactive (Fig. Lb) transcription factor with the DNA is shown.
Fig. 2a und 2b zeigen schematisch dargestellte2a and 2b show schematically shown
Genanordnungen für einen Repressor sowie für die Reporterproteine, wobei dieGene arrangements for a repressor and for the reporter proteins, the
Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 2a) und eines inaktiven (Fig. 2b) Transkriptions- regulators mit der DNA dargestellt ist.Interaction of an active (FIG. 2a) and an inactive (FIG. 2b) transcription regulator with the DNA is shown.
Fig. 3a und 3b zeigen schematisch dargestellte3a and 3b show schematically shown
Genanordnungen für eine Rekombinase sowie für Reporterproteine, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 3a) und eines inaktiven (Fig. 3b) Transkriptions- faktors mit der DNA dargestellt ist. Fig. 4a und 4b zeigen schematisch dargestellteGene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 3a) and an inactive (FIG. 3b) transcription factor with the DNA being shown. 4a and 4b show schematically shown
Genanordnungen für eine Rekombinase sowie für Reporterproteine, wobei dieGene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the
Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 4a) und eines inaktiven (Fig. 4b) Transkriptions- regulators mit der DNA dargestellt ist.Interaction of an active (FIG. 4a) and an inactive (FIG. 4b) transcription regulator with the DNA is shown.
Fig. 5a und 5b zeigen schematisch dargestellte5a and 5b show schematically shown
Genanordnungen für einen Repressor sowie für die Reporterproteine, wobei dieGene arrangements for a repressor and for the reporter proteins, the
Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 5a) und eines inaktiven (Fig. 5b) Transkriptions¬ regulators mit der DNA dargestellt ist.Interaction of an active (FIG. 5a) and an inactive (FIG. 5b) transcription regulator with the DNA is shown.
Fig. 6a und 6b zeigen schematisch dargestellte6a and 6b show schematically shown
Genanordnungen für eine Rekombinase sowie für Reporterproteine, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 6a) und eines inaktiven (Fig. 6b) Transkriptions- regulators mit der DNA dargestellt ist.Gene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 6a) and an inactive (FIG. 6b) transcription regulator with the DNA being shown.
Fig. 7a und 7b zeigen schematisch dargestellte7a and 7b show schematically shown
Genanordnungen für einen Repressor sowie für die Reporterproteine, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 7a) und eines inaktiven (Fig. 7b) Transkriptions- regulators mit der DNA dargestellt ist.Gene arrangements for a repressor and for the reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 7a) and an inactive (FIG. 7b) transcriptional regulator with the DNA being shown.
Fig. 8a und 8b zeigen schematisch dargestellte Genanordnungen für eine Rekombinase sowie für Reporterproteine, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 8a) und eines inaktiven (Fig. 8b) Transkriptions- regulators mit der DNA dargestellt ist. Fig. 9a und 9b zeigen schematisch dargestelle8a and 8b show schematically represented gene arrangements for a recombinase and for reporter proteins, the interaction of an active (FIG. 8a) and an inactive (FIG. 8b) transcriptional regulator with the DNA being shown. 9a and 9b show schematic representations
Genanordnungen für einen Repressor LexA-Gene arrangements for a LexA repressor
GST, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 9a) und eines inaktiven (Fig. 9b) ersten regulatorischen FaktorsGST, the interaction of an active (Fig. 9a) and an inactive (Fig. 9b) first regulatory factor
ADl-Tet mit der DNA dargestellt wird.ADl-Tet is shown with the DNA.
Fig. 10a und 10b zeigen schematisch dargestellte10a and 10b show schematically shown
Genanordnungen für einen zweiten regulatorischen Faktor Tet-GST, wobei dieGene arrangements for a second regulatory factor Tet-GST, the
Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 10a) und eines inaktiven (Fig. 10b) ersten regulatorischen Faktors LexA-CTF7 mit der DNA dargestellt wird.Interaction of an active (Fig. 10a) and an inactive (Fig. 10b) first regulatory factor LexA-CTF7 with the DNA is shown.
Fig. 11a und 11b zeigen schematisch dargestellte11a and 11b show schematically shown
Genanordnungen für einen zweiten regulatorischen Faktor Tet-GST, wobei die Wechselwirkung eines aktiven (Fig. 11a) und eines inaktiven (Fig. 11b) ersten regulatorischen Faktors LexA-CTF2 - ADl- TIM mit der DNA dargestellt ist.Gene arrangements for a second regulatory factor Tet-GST, the interaction of an active (FIG. 11a) and an inactive (FIG. 11b) first regulatory factor LexA-CTF2-ADl-TIM with the DNA being shown.
Bei den in den Fig. 1 und 3 genannten Targets (Zielen) bzw. transkriptionsstimulierenden Targets handelt es sich tun regulatorische Faktoren, insbesondere um Transkriptionsfaktoren für die Expression der zweiten regulatorischen Faktoren, auf die der Inhibitor einwirkt. Die regulatorischen Faktoren sind in den in den Figuren gezeigten Beispielen ein Repressor bzw. eine Rekombinase.The targets or targets mentioned in FIGS. 1 and 3 or transcription-stimulating targets are regulatory factors, in particular transcription factors for the expression of the second regulatory factors, on which the inhibitor acts. The regulatory factors in the examples shown in the figures are a repressor or a recombinase.
Bei den in den Fig. 2 und 4 genannten Targets (Zielen) handelt es sich um die miteinander interagierenden regulatorischen Komponenten des regulatorischen Faktors, wobei Target I die regulatorische Komponente mit der bindenden Aktivität und Target II die regulatorische Komponente mit der transkriptionsaktivierenden Aktivität ist.2 and 4 are the interacting regulatory components of the regulatory factor, target I being the regulatory component with the binding activity and Target II is the regulatory component with the transcription activating activity.
Bei den in den Fig. 5 und 6 genannten Targets (Zielen) handelt es sich um die miteinander interagierendenThe targets mentioned in FIGS. 5 and 6 are those interacting with one another
Komponenten des ersten regulatorischen Faktors, wobei TargetComponents of the first regulatory factor, where Target
I die regulatorische Komponente mit sowohl der DNA bindenden als auch der transkriptionsaktivierenden Aktivität und TargetI the regulatory component with both the DNA-binding and the transcription-activating activity and target
II die Komponente ist, mit der Target I wechselwirkt und ausschließlich bei ungestörter Wechselwirkung in der aktivenII is the component with which Target I interacts and only with undisturbed interaction in the active one
Form vorliegt.Form is present.
Bei den in den Fig. 7 und 8 genannten Targets (Zielen) handelt es sich um miteinander interagierende Komponenten, wobei Target II die regulatorische Komponente mit sowohl einer inhibierenden Aktivität als auch einer bindenden Aktivität, und Target III eine verankerte Komponente ist.The targets mentioned in FIGS. 7 and 8 are interacting components, target II being the regulatory component with both an inhibitory activity and a binding activity, and target III being an anchored component.
Die bindende Aktivität des Target II bezieht sich auf die Wechselwirkung des von Target III gelösten Targets II mit der X-Komponente von Target I. Die X-Komponente von Target I wiederum ist ein aktivierender Transkriptionsfaktor des zweiten regulatorischen Faktors.The binding activity of Target II relates to the interaction of Target II, which has been released by Target III, with the X component of Target I. The X component of Target I, in turn, is an activating transcription factor of the second regulatory factor.
Mit der Bezeichnung Aktivität werden insbesondere Proteinabschnitte bezeichnet, die die jeweilige Aktivität bzw. die betreffende Funktion bewirken. Hierbei können eine oder mehrere Domänen betroffen sein. Die Domänen bzw. Proteinabschnitte können in verschiedenen Bereichen eines Proteins oder auf verschiedenen Proteinen lokalisiert sein.The term activity denotes in particular protein segments which bring about the respective activity or the relevant function. One or more domains can be affected. The domains or protein segments can be located in different areas of a protein or on different proteins.
Entsprechend sind die Bindestellen dieser Faktoren als Target-Bindestellen bezeichnet.Accordingly, the binding sites of these factors are referred to as target binding sites.
In den Beispielen 1 bis 11 wurde wie folgt vorgegangen: Hefe-PlasmideIn Examples 1 to 11, the procedure was as follows: Yeast plasmids
Zur Expression der verschiedenen Gene in dem zugrundeliegenden Assay werden sowohl kommerziell erhältliche Plasmide (z.B. pYES2 der Firma Invitrogen, Niederlande), als auch andere Konstrukte (Altmann, H. Dissertation (1994), Altmann H. et al. , Proc. Natl. Acad. Sei., USA (1994) 91, S. 3901-3905) eingesetzt. Normalerweise besitzen diese Plasmide einen Replikationsursprungsort zur Vervielfältigung ihrer DNA in Hefen (z.B. "2μm-ori") sowie einen zur Replikation in Bakterien (z.B. "colEl-Ori") . Desweiteren werden Markergene zur Selektion dieser Plasmide in den beiden Organismen verwendet (z.B. URA3, HIS3, TRPl oder LEU2 in Hefe sowie Ampr oder Tetr in E. coli) (Sherman et al., Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986); Ibelgaufts, Gentechnologie von A bis Z (1990) VCH-Verlag (Weinheim)). Beispiele für Hefevektoren sind beschrieben (Winnacker et al., From Genes to Clones (1987) VCH-Verlag (Weinheim); The Molecular and Cellular Biology of the Yeast Saccharomyces (1991) Vol. 1 und 2, Cold Spring Harbor Laboratory Press).Both commercially available plasmids (eg pYES2 from Invitrogen, the Netherlands) and other constructs (Altmann, H. Dissertation (1994), Altmann H. et al., Proc. Natl. Acad.) Are used to express the various genes in the underlying assay Se., USA (1994) 91, pp. 3901-3905). Normally, these plasmids have a replication origin for the replication of their DNA in yeast (e.g. "2μm-ori") and one for replication in bacteria (e.g. "colEl-Ori"). Furthermore, marker genes are used to select these plasmids in the two organisms (e.g. URA3, HIS3, TRPl or LEU2 in yeast and Ampr or Tetr in E. coli) (Sherman et al., Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, ( 1986); Ibelgaufts, genetic engineering from A to Z (1990) VCH-Verlag (Weinheim)). Examples of yeast vectors are described (Winnacker et al., From Genes to Clones (1987) VCH-Verlag (Weinheim); The Molecular and Cellular Biology of the Yeast Saccharomyces (1991) Vol. 1 and 2, Cold Spring Harbor Laboratory Press).
Die Expression von Genen kann über konstitutive (z.B. ADHI- Promotor) , induzierbare (z.B. Gall-Promotor) oder eigens konstruierte Target-abhängige Promotσren (NFI, Tet, LexA) erfolgen.Genes can be expressed via constitutive (e.g. ADHI promoter), inducible (e.g. Gall promoter) or specially designed target-dependent promoters (NFI, Tet, LexA).
Anstelle in Plasmide kloniert können die einzelnen Elemente des Assays auch in das Genom des verwendeten Hefestammes integriert werden (Sherman et al. , Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986)). Derartig in der Hefe lokalisierte Elemente benötigen keinen eigenen Replikationsursprungsort sowie Selektionsmarker.Instead of being cloned into plasmids, the individual elements of the assay can also be integrated into the genome of the yeast strain used (Sherman et al., Laboratory Course Manual for Methods, In: Yeast Genetics, (1986)). Elements located in the yeast in this way do not require their own origin of replication or selection markers.
Folgende Elemente werden im Testsystem verwendet: Promotoren:The following elements are used in the test system: Promoters:
ADHI-Promoter: Dieser konstitutiv expremierende Promotor wird über die Restriktion mit den Enzymen BamHI und Hindlll funktionell aus dem Plasmid pAAH5 isoliert (Ammerer et al. , Methods in Enzymology (1983) Academic Press, S. 192-201) .ADHI promoter: This constitutively expressing promoter is functionally isolated from the plasmid pAAH5 via the restriction with the enzymes BamHI and HindIII (Ammerer et al., Methods in Enzymology (1983) Academic Press, pp. 192-201).
Gall-Promoter: Dieser auf Glukose-haltigen Medien reprimierbare und auf Galaktose-haltigen Medien induzierbare Promotor wird mit Hilfe des Restriktionsenzyms Spei aus dem Vektor pYES2 der Firma Invitrogen (Niederlande) isoliert.Gall promoter: This promoter, which is repressible on media containing glucose and inducible on media containing galactose, is isolated from the vector pYES2 from Invitrogen (Netherlands) with the aid of the restriction enzyme Spei.
inaktiver Gall/GallO-Promoter: Dieser ursprünglich über Galaktose induzierbare Promotor wird auf Sequenzebene derart deletiert, daß er in Hefe nur mehr basale Aktivität besitzt (Yocum et al., Mol. Cell. Biol. (1984) 4, S. 1985-1998; West et al. , Mol. Cell. Biol. (1984) 4, S. 2467-2478). Mit Hilfe der Restriktionsenzyme BamHI, EcoRI und HindiII wird dieses Promotorelement aus dem so konstruierten Vektor pLRlΔl isoliert und für weitere Zwecke verwendet.Inactive Gall / GallO promoter: This promoter, which was originally inducible via galactose, is deleted at the sequence level in such a way that it only has basic activity in yeast (Yocum et al., Mol. Cell. Biol. (1984) 4, pp. 1985-1998 ; West et al., Mol. Cell. Biol. (1984) 4, pp. 2467-2478). With the help of the restriction enzymes BamHI, EcoRI and HindiII, this promoter element is isolated from the vector pLRlΔl thus constructed and used for further purposes.
NFI-abhängiger Promoter: Die von Meisterernst et al. (Nucl. Acid Res. (1988) 236, S. 27-32) gefundene Konsensussequenz als DNA-Bindungsstelle für Mitglieder der NFI-Familie (Nuklear Faktor I) wird als Oligonukleotid synthetisiert und für die Konstruktion von NFI-abhängigen Promotoren verwendet (Altmann et al. , Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1994) 91, S. 3901-3905).NFI-dependent promoter: The by Meisterernst et al. (Nucl. Acid Res. (1988) 236, pp. 27-32) found consensus sequence as a DNA binding site for members of the NFI family (nuclear factor I) is synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of NFI-dependent promoters (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1994) 91, pp. 3901-3905).
Sequenz für 6 NFI-Bindestellen konstruiert aus zwei Oligonukleotiden: 1 . Oligo :Sequence for 6 NFI binding sites constructed from two oligonucleotides: 1 . Oligo:
5'- TCG AGT TTT TGG CAC TGT GCC AAT TCT TTT TGG CAC TGT GCC AAT TCT 3'- CA AAA ACC GTG ACA CGG TTA AGA AAA ACC GTG ACA CGG TTA AGA TTT TGG CAC TGT GCC AAT TC - 3' AAA ACC GTG ACA CGG TTA AG - 5'5'- TCG AGT TTT TGG CAC TGT GCC AAT TCT TTT TGG CAC TGT GCC AAT TCT 3'- CA AAA ACC GTG ACA CGG TTA AGA AAA ACC GTG ACA CGG TTA AGA TTT TGG CAC TGT GCC AAT TC - 3 'AAA ACC GTG ACA CGG TTA AG - 5 '
2. Oligo:2. Oligo:
5'- TTT TTG GCA CTG TGC CAA TTC TTT TTG GCA CTG TGC CAA TTC TTT TTG 3'- AAA AAC CGT GAC ACG GTT AAG AAA AAC CGT GAC ACG GTT AAG AAA AAC GCA CTG TGC CAA TTC - 3'5'- TTT TTG GCA CTG TGC CAA TTC TTT TTG GCA CTG TGC CAA TTC TTT TTG 3'- AAA AAC CGT GAC ACG GTT AAG AAA AAC CGT GAC ACG GTT AAG AAA AAC GCA CTG TGC CAA TTC - 3 '
CGT GAC ACG GTT AAG AGC T - 5'CGT GAC ACG GTT AAG AGC T - 5 '
Tet-abhänσiσer Promoter: Die von Hillen et al. (Nature (1982) 297, S. 700-702) gefundene Konsensussequenz als DNA-Bindungsstelle für den Tet-Repressor wird als Oligonukleotid synthetisiert und für die Konstruktion von Tet-abhängigen Promotoren verwendet.Tet-dependent promoters: The methods described by Hillen et al. (Nature (1982) 297, pp. 700-702) found consensus sequence as a DNA binding site for the Tet repressor is synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of Tet-dependent promoters.
Sequenz für die Tet-Operator-Bindestelle O-j/02 :Sequence for the Tet operator binding site O-j / 02:
5'- TCG ATC TCT ATC ACT GAT AGG GAG TGG TAA AAT AAC TCT ATC AAT GAT 3'- AG AGA TAG TGA CTA TCC CTC ACC ATT TTA TTG AGA TAG TTA CTA AGA - 3' TCT CAG A- 5'5'- TCG ATC TCT ATC ACT GAT AGG GAG TGG TAA AAT AAC TCT ATC AAT GAT 3'- AG AGA TAG TGA CTA TCC CTC ACC ATT TTA TTG AGA TAG TTA CTA AGA - 3 'TCT CAG A- 5'
LexA-abhänαiαer Promoter: Die DNA-Konsensussequenz als Bindungsstelle für den bakteriellen Repressor LexA wurde als Oligonukleotid synthetisiert und für die Konstruktion von LexA-abhängigen Promotoren verwendet (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1994) 91, S. 3901-3905; Wendler et al. , Nuc. Acid Res. (1994) 22, S. 2601-2603; Brent et al. , Cell (1985) 43, S. 729-736). Um die reprimierende Aktivität von LexA-Fusionen auf den Galaktose-induzierten Gall-Promotor nachzuweisen, wird mit Hilfe des Restriktionsenzyms BamHI dieser Promotor aus dem Plasmid JK101 (Golemis et al., Mol. Cell. Biol. (1992) 12, S. 3006-3014) isoliert und für weitere Klonierungen eingesetzt.LexA-dependent promoters: The DNA consensus sequence as the binding site for the bacterial repressor LexA was synthesized as an oligonucleotide and used for the construction of LexA-dependent promoters (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1994) 91, Pp. 3901-3905; Wendler et al., Nuc. Acid Res. (1994) 22, pp. 2601-2603; Brent et al., Cell (1985) 43, pp. 729-736). In order to demonstrate the repressing activity of LexA fusions on the galactose-induced gall promoter, this promoter is extracted from the plasmid JK101 (Golemis et al., Mol. Cell. Biol. (1992) 12, pp. 3006-3014) isolated and used for further cloning.
loxP-abhänσiαer Promoter: Die von Hoess et al. (Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1982) 79, S. 3398-3402) beschriebenen loxP-Elemente, welche es der Rekombinase Cre des Coliphagen Pl ermöglichen zwischen zwei derartigen Elementen liegende Sequenzen zu deletieren oder zu invertieren werden als Oligonukleotid synthetisiert und für die Konstruktion von Cre-abhängigen Promotoren verwendet.loxP-dependent promoters: The Hoess et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, pp. 3398-3402) described loxP elements which make it possible for the recombinase Cre of Coliphagen P1 to delete or invert sequences lying between two such elements are synthesized as oligonucleotides and used for the construction of Cre-dependent promoters.
Sequenz für das loxP-Rekombinase Element:Sequence for the loxP recombinase element:
5'- GAG ATC ATA TTC AAT AAC CCT TAA TAT AAC TTC GTA TAA TGT ATG CTA5'- GAG ATC ATA TTC AAT AAC CCT TAA TAT AAC TTC GTA TAA TGT ATG CTA
3'- CTC TAG TAT AAG TTA TTG GGA ATT ATA TTG AAG CAT ATT ACA TAC GAT3'- CTC TAG TAT AAG TTA TTG GGA ATT ATA TTG AAG CAT ATT ACA TAC GAT
TAC GAA GTT ATT AGG TCG - 3'TAC GAA GTT ATT AGG TCG - 3 '
ATG CTT CAA TAA TCC AGC AGC T - 5'ATG CTT CAA TAA TCC AGC AGC T - 5 '
Reportergene.Reporter genes.
LacZ-Gen: Das LacZ-Gen wird über die Restriktionsenzyme BamHI und Hindlll aus dem Plasmid pMC1871 (Casadaban et al., J. Meth. in Enzy. 100, (1983) 100, S. 293-308) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.LacZ gene: The LacZ gene is isolated via the restriction enzymes BamHI and HindIII from the plasmid pMC1871 (Casadaban et al., J. Meth. In Enzy. 100, (1983) 100, pp. 293-308) and for the others Cloning used.
Leu2-Gen: Das Leu2-Gen wird mittels PCR-Reaktion aus dem Plasmid pAAH5 (Ammerer, Methods in Enzymology (1983), S. 192-201, Academic Press) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.Leu2 gene: The Leu2 gene is isolated from the plasmid pAAH5 (Ammerer, Methods in Enzymology (1983), pp. 192-201, Academic Press) by means of a PCR reaction and used for the further cloning.
eingesetzte Sequenzprimer:Sequence primers used:
Leul: 5'- CGC GGA TCC ATG TCT GCC CCT AAG - 3' Leulrev: 5'- GCT CTA GAT CTT TTT AAG CAA GGA TTT TC - 3' Tet-Gen: Das Tet-Gen wird mittels der Restriktionsenzyme Xbal und BstEII aus dem Plasmid pWH1950, ein Derivat des Plasmides pRT240 (Wissmann et al., Genetics (1991) 128, S. 225-232) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.Leul: 5'- CGC GGA TCC ATG TCT GCC CCT AAG - 3 'Leulrev: 5'- GCT CTA GAT CTT TTT AAG CAA GGA TTT TC - 3' Tet gene: The Tet gene is isolated using the restriction enzymes Xbal and BstEII from the plasmid pWH1950, a derivative of the plasmid pRT240 (Wissmann et al., Genetics (1991) 128, pp. 225-232) and used for the further cloning .
Crel-Gen: Das Crel-Gen wird mittels PCR-Reaktion aus dem Coliphagen Pl (Hoess et al., J. Mol. Biol. (1985) 181, S. 351-363) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.Crel gene: The Crel gene is isolated by means of a PCR reaction from Coliphagen Pl (Hoess et al., J. Mol. Biol. (1985) 181, pp. 351-363) and used for the further cloning.
eingesetzte Sequenzprimer:Sequence primers used:
Crel: 5'- GGG GTA CCT ATG TCC AAT TTA CTG AC - 3' Crelrev:5'- GGG GTA CCG CGG CCG CCT AAT CGC CAT CTT CC - 3'Crel: 5'- GGG GTA CCT ATG TCC AAT TTA CTG AC - 3 'Crelrev: 5'- GGG GTA CCG CGG CCG CCT AAT CGC CAT CTT CC - 3'
c) Targetgenec) target genes
NFI-Gene: Die verschiedenen NFI-Gene werden kloniert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt (Meisterernst et al., Nuc. Acid Res. (1988) 236, S. 27-32; Altmann et al. , Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, S. 3901-3905).NFI genes: The various NFI genes are cloned and used for the further cloning (Meisterernst et al., Nuc. Acid Res. (1988) 236, pp. 27-32; Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (1994) 91, pp. 3901-3905).
LexA-Gen: Das LexA-Gen wird mit Hilfe der Restriktionsenzyme HindiII und EcoRI aus dem Plasmid pEG202, einem Derivat des Vektors LexA202 mit einer zusätzlichen Polylinkersequenz hinter dem LexA-Gen (Rüden et al., Nature (1991) 350, S. 250-252) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.LexA gene: The LexA gene is generated with the aid of the restriction enzymes HindiII and EcoRI from the plasmid pEG202, a derivative of the vector LexA202 with an additional polylinker sequence behind the LexA gene (Rüden et al., Nature (1991) 350, p. 250 -252) isolated and used for further cloning.
NFkB-Gen: Die codierende Sequenz für die transkriptionsaktive Domäne TA^ (Aminosäure 521-551) des Proteins NFkB wird mit Hilfe des Restriktionsenzyms EcoRI aus dem Plasmid pLexTA-^ (Schmitz et al., J. Biol. Chem. (1994) 269, S. 25613-25620) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt. TIM-Gen: Die codierende Sequenz für den C-terminalen Teil des TIM-Proteins wird mit CTF2, einem Mitglied der NFI- Familie, im sog. "interaction trap" (Current Protocols in Molecular Biology, 1994; Altmann (1994) Dissertation) isoliert.NFkB gene: The coding sequence for the transcription-active domain TA ^ (amino acid 521-551) of the NFkB protein is generated from the plasmid pLexTA- ^ using the restriction enzyme EcoRI (Schmitz et al., J. Biol. Chem. (1994) 269 , Pp. 25613-25620) isolated and used for the further cloning. TIM gene: The coding sequence for the C-terminal part of the TIM protein is with CTF2, a member of the NFI family, in the so-called "interaction trap" (Current Protocols in Molecular Biology, 1994; Altmann (1994) dissertation) isolated.
GST-Gen: Die kodierende DNA-Sequenz für die 26 kDa-Domäne aus dem GST Protein (Glutathion-S-Transferase) wird mittels Restriktionsenzymen aus dem kommerziell erhältlichen Plasmid pGEX 3X der Firma Pharmacia (Schweden) isoliert und für weitere Klonierungen eingesetzt.GST gene: The coding DNA sequence for the 26 kDa domain from the GST protein (glutathione-S-transferase) is isolated from the commercially available plasmid pGEX 3X from Pharmacia (Sweden) using restriction enzymes and used for further cloning.
ADl-Tet: Das Fusionsgen ADl-Tet setzt sich aus der sauren Aktivierungsdomäne ADl, isoliert aus dem Plasmid pJG4-5 (Gyuris et al., Cell (1983) 75, S. 791-803) mit Hilfe der Restriktionsenzyme Hindlll und EcoRI, und der kodierenden Sequenz für den Tet-Repressor (siehe oben) zusammen.ADl-Tet: The fusion gene ADl-Tet is composed of the acidic activation domain ADl, isolated from the plasmid pJG4-5 (Gyuris et al., Cell (1983) 75, pp. 791-803) with the aid of the restriction enzymes Hindlll and EcoRI, and the coding sequence for the Tet repressor (see above).
Inhibitorexpression:Inhibitor expression:
TrxA-Gen: Das TrxA-Gen wird mittels PCR-Reaktion aus dem Plasmid pCJF7 (Lim et al. , J. Bact. (1985) 163, S. 31-36) isoliert und für die weiteren Klonierungen eingesetzt.TrxA gene: The TrxA gene is isolated from the plasmid pCJF7 (Lim et al., J. Bact. (1985) 163, pp. 31-36) by means of a PCR reaction and used for the further cloning.
eingesetzte Sequenzprimer:Sequence primers used:
Trxl: 5'- GGA ATT CCC CGG GAT GAG CGA TAA AAT TAT TC - 3' Trxlrev:5'- CGG GAT CCC TCG AGT CAG CTA ATT ACC CGG GTA CCA CTT G -3'Trxl: 5'- GGA ATT CCC CGG GAT GAG CGA TAA AAT TAT TC - 3 'Trxlrev: 5'- CGG GAT CCC TCG AGT CAG CTA ATT ACC CGG GTA CCA CTT G -3'
"Random Oliσo-Pool" : Zur Konstruktion eines "Random Oligo-Pools" wird ein Einzelstrangoligonukleotid-Pool folgender Zusammensetzung synthetisiert: Sequenz :"Random oligo pool": To construct a "random oligo pool", a single-strand oligonucleotide pool of the following composition is synthesized: Sequence:
5'- TAG CCG ATT TAG GTG ACA CTA TAG AGA GCT CTT CCG TCT GGC TAG CNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BAG CGC TGG TCC GAA GAG CTC TCC CTA TAG TGA GTC GTA TTA..-3'5'- TAG CCG ATT TAG GTG ACA CTA TAG AGA GCT CTT CCG TCT GGC TAG CNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BNN BAG CGC TGG TCC GAA GAG CTC TCC CTA TAG TGA GTC GTA TTA ..- 3 '
N bedeutet, daß an dieser Stelle alle 4 möglichen Basen (A, G, C und T) bei der Synthese zugegeben wurden (IUPAC- Nomenklatur) .N means that at this point all 4 possible bases (A, G, C and T) were added during the synthesis (IUPAC nomenclature).
B bedeutet, daß an dieser Stelle die drei Basen G, C und T bei der Synthese zugegeben wurden (IUPAC-Nomenklatur).B means that the three bases G, C and T were added during the synthesis (IUPAC nomenclature).
Mittels Klenow-Polymerase werden aus den Einzelsträngen Doppelstränge hergestellt.Double strands are produced from the single strands by means of Klenow polymerase.
Diese wurden anschließend nach Inkubation mit dem Restriktionsenzym SapI in die RsrII-Schnittstelle des TrxA-Genes kloniert.These were then cloned into the RsrII site of the TrxA gene after incubation with the restriction enzyme SapI.
Experimentelle VorαehensweiseExperimental approach
Die Kultivierung und Transformation von Bakterien, Hefen und höheren eukaryontisehen Zellen erfolgt nach Standardbedingungen (Ausubel et al., Current Protocolls in Molecular Biology (1987), John Wiley & Sons (New York); Miller, Experiments in Molecular Genetics (1972), Cold Spring Harbour, N.Y.; Sambrook et al., Molecular Cloning (1989), Cold Spring Harbour Laboratory Press; Lindl et al., (1987); Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, S. 3901- 3905).The cultivation and transformation of bacteria, yeast and higher eukaryotic cells takes place according to standard conditions (Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology (1987), John Wiley & Sons (New York); Miller, Experiments in Molecular Genetics (1972), Cold Spring Harbor, NY; Sambrook et al., Molecular Cloning (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press; Lindl et al., (1987); Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, S 3901-3905).
Die Bakterienstämme JK101 der Firma Stratagene (Deutschland) und ToplO der Firma Invitrogen (Deutschland), sowie die Hefestämme INVScl und IΝVSc2 der Firma ITC (Deutschland) wurden für die Experimente eingesetzt. Die Bestimmung der ß-Galaktosidase Aktivität, dem LacZ- Genprodukt, erfolgt in sogenannten ß-Galaktosidase Assays (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, S. 3901- 3905).The bacterial strains JK101 from Stratagene (Germany) and ToplO from Invitrogen (Germany), as well as the yeast strains INVScl and IΝVSc2 from ITC (Germany) were used for the experiments. The determination of the β-galactosidase activity, the LacZ gene product, is carried out in so-called β-galactosidase assays (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, pp. 3901-3905).
Zur Bestimmung der CAT-Enzym Aktivität in Proteinextrakten nach dem Immunassayprinzip wird beispielsweise der von der Firma Boehringer (Deutschland) kommerziell erhältliche "CAT- ELISA"-Test verwendet.To determine the CAT enzyme activity in protein extracts according to the immunoassay principle, the "CAT ELISA" test commercially available from Boehringer (Germany) is used, for example.
Beispiel 1example 1
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 1 angegebene Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG. 1.
1. Eine Genanordnung wird bereitgestellt, welche für einen Transkriptionsfaktor codiert. Dieser Transkriptionsfaktor bindet an DNA-Bereiche einer DNA (Target-Bindestelle), die für einen zweiten regulatorischen Faktor, in dieser Versuchsanordnung für einen Repressor, codiert.1. A gene arrangement is provided which codes for a transcription factor. This transcription factor binds to DNA regions of a DNA (target binding site) which codes for a second regulatory factor, in this test arrangement for a repressor.
2. Des weiteren wird eine Repressorgenanordnung mit einer Bindestelle auf der DNA (Target-Bindestelle) für den unter 1 genannten Transkriptionsfaktor bereitgestellt.2. Furthermore, a repressor gene arrangement is provided with a binding site on the DNA (target binding site) for the transcription factor mentioned under 1.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor setzt sich aus sogenannten UAS-Elementen (Upstream Activation Sequence), an die bevorzugt ein endogener Aktivator (weiterer3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter. This promoter consists of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (further
Transkriptionsfaktor TF) bindet, aus einer oder mehreren Repressorerkennungssequenzen, an die ein Repressor binden kann, und einer TATA-Box für die basale Transkription zusammen.Transcription factor TF) binds from one or several repressor recognition sequences to which a repressor can bind, and a TATA box for basal transcription.
a. Wird der Versuchsanordnung kein Inhibitor zugesetzt, liegt ein aktiver Transkriptionsfaktor vor, der die Expression eines Repressorproteins positiv reguliert. Der aktive Repressor bindet an die oben genannte Repressorerkennungssequenz bzw. Repressorbindestelle und reprimiert die Expression des Reportergens LacZ und/oder Leu2, d.h. es findet kein Wachstum der Wirtsorganismen statt, eine Farbreaktion ist nicht nachzuweisen.a. If no inhibitor is added to the experimental set-up, there is an active transcription factor that positively regulates the expression of a repressor protein. The active repressor binds to the repressor recognition sequence or repressor binding site mentioned above and represses the expression of the reporter gene LacZ and / or Leu2, i.e. there is no growth of the host organisms, there is no evidence of a color reaction.
b. Nach Zugabe eines Inhibitors wird die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors, hier Transkriptionsfaktor, gehemmt. Dies ist auf eine Hemmung der Interaktion des Transkriptionsfaktors mit der entsprechenden Bindestelle auf der DNA oder auf eine Hemmung der Aktivierungsdomäne zurückzuführen. Es findet keine Expression des Repressorgens statt. Somit steht kein Repressor zur Verfügung, und das dem Promotor nachgeschaltete Reportergen LacZ und/oder Leu2 wird durch einen induzierbaren endogenenb. After adding an inhibitor, the activity of the first regulatory factor, here the transcription factor, is inhibited. This is due to an inhibition of the interaction of the transcription factor with the corresponding binding site on the DNA or an inhibition of the activation domain. There is no expression of the repression morning. Thus, no repressor is available and the LacZ and / or Leu2 reporter gene downstream of the promoter is replaced by an inducible endogenous one
Transkriptionsfaktor stark exprimiert. Infolgedessen wachsen die Hefen in Leucin- defizienten Medien, und nach Wachstum in X-Gal- haltigem Medium tritt ein Farbumschlag (Blau) auf.Highly expressed transcription factor. As a result, the yeasts grow in leucine-deficient media, and after growth in medium containing X-Gal, a color change (blue) occurs.
Die Zugabe eines Inhibitors führt also gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer Expression des Reportergens/der Reportergene, indem der zweite regulatorische Faktor, hier Repressor, gehemmt wird. Beispiel 2According to the present invention, the addition of an inhibitor leads to expression of the reporter gene (s) by inhibiting the second regulatory factor, here repressor. Example 2
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 2 dargestellte Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG. 2.
1. Es werden Genanordnungen bereitgestellt, die für zwei wechselwirkende Hybridproteine des Transkriptions¬ regulators codieren sowie eine UAS-Sequenz und eine TATA-Box enthalten, wobei eine Anordnung für ein Hybridprotein codiert, welches ein Fusionsprotein aus einer Bindedomäne und einer ersten Proteinkomponente ist, sowie eine weitere Anordnung für ein Hybridprotein codiert, welches ein Fusionsprotein aus einer Aktivierungsdomäne des Transkriptionsregulators und einer zweiten Proteinkomponte ist (Fig. 2a) .1. Gen arrangements are provided which code for two interacting hybrid proteins of the transcription regulator and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement coding for a hybrid protein which is a fusion protein from a binding domain and a first protein component, and encoded a further arrangement for a hybrid protein, which is a fusion protein from an activation domain of the transcription regulator and a second protein component (FIG. 2a).
2. Des weiteren wird eine Repressorgenanordnung mit einer oder mehreren Bindestellen auf der DNA (Target- Bindestelle) für den Transkriptionsregulator bereitgestellt.2. Furthermore, a repressor gene arrangement with one or more binding sites on the DNA (target binding site) is provided for the transcription regulator.
3. Eine Reportergenanordnung, wie unter Beispiel 1, Punkt 3, beschrieben, wird ebenfalls bereitgestellt.3. A reporter gene arrangement as described under Example 1, point 3 is also provided.
a. Der Transkriptionsregulator setzt sich, wie oben beschrieben, aus zwei Fusionsproteinen zusammen, wobei nur bei ungestörter Protein-Protein- Wechselwirkung der beiden Fusionsproteine ein aktiver Transkriptionsregulator vorliegt (siehe Fig. 2a) . Liegt kein Inhibitor vor, findet eine ungestörte Protein-Protein-Wechselwirkung statt und ein aktiver Transkriptionsregulator ist vorhanden. Dieser aktive Transkriptionsregulator bindet an seine entsprechende Bindestelle auf der DNA (Target-Bindestelle), welche für dasa. As described above, the transcription regulator is composed of two fusion proteins, an active transcription regulator being present only when the protein-protein interaction of the two fusion proteins is undisturbed (see FIG. 2a). If there is no inhibitor, an undisturbed protein-protein interaction takes place and an active transcription regulator is present. This active transcription regulator binds to its corresponding binding site on the DNA (target binding site), which is responsible for the
Repressorgen codiert, und bewirkt eine Expression des Repressorgens. Der Repressor bindet an die Repressorbindestelle im Promotorbereich der Reportergene und reprimiert eine Expression der Reportergene. Da Leu2 und/oder LacZ nicht exprimiert werden, findet weder Wachstum aufRepressor gene encodes, and causes expression of the repression morning. The repressor binds to the repressor binding site in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, no growth is found
Leucin-defizientem Medium statt, noch findet eine Blaufärbung nach Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium statt.Leucine-deficient medium takes place, there is still a blue color after growth on X-Gal-containing medium.
Wird der Versuchsanordnung ein Inhibitor zugesetzt, wie z.B. die vorstehend erwähnten Inhibitoren, beispielsweise Peptide, Nucleinsäuren, Kohlenhydrate oder andere chemische Substanzen, wird die Protein-Protein- Wechselwirkung der Fusionsproteine desIf an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides, nucleic acids, carbohydrates or other chemical substances, the protein-protein interaction of the fusion proteins of the
Transkriptionsregulators gehemmt. Es liegt nun kein aktiver Transkriptionsregulator oder ein in seiner Aktivität verminderterTranscription regulator inhibited. There is no active transcriptional regulator or one with reduced activity
Transkriptionsregulator vor, da die Aktivierungsdomäne des Transkriptionsregulators und die DNA-Bindedomäne auf verschiedenen Fusionsproteinen lokalisiert sind und demzufolge bei einer Hemmung der Wechselwirkung der Hybridproteine diese Domänen nicht oder vermindert miteinander wechselwirken können.Transcription regulator before, since the activation domain of the transcription regulator and the DNA binding domain are located on different fusion proteins and consequently, if the interaction of the hybrid proteins is inhibited, these domains cannot interact with one another or to a lesser extent.
Die DNA-bindende Domäne des einen Fusionsproteins des Transkriptionsregulators kann, je nach Versuchsbedingung und zugesetztem Inhibitor, an den betreffenden DNA-Abschnitt binden oder nicht binden. Aufgrund der gehemmten Protein-Protein- Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiver Transkriptionsregulator vor. Aufgrund des inaktiven Transkriptionsregulators findet keine Expression des Repressorgens statt. Da kein Repressor vorliegt, werden, nach Bindung eines entsprechenden weiteren Transkriptions- faktσrs, die Reportergene Leu2 und/oder LacZ exprimiert. Es findet nun Wachstum der Wirtszellen auf Leucin-defizientem Medium statt bzw. einThe DNA-binding domain of the one fusion protein of the transcriptional regulator can, depending on the test conditions and the inhibitor added, bind or not bind to the relevant DNA section. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the inactive transcription regulator, there is no expression of the repressive morning. Since there is no repressor, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are expressed after binding a corresponding further transcription factor. There is now growth of the host cells on leucine-deficient medium
Farbumschlag (Blaufärbung) nach Wachstum auf X- Gal-haltigem Medium ist nachweisbar. Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Zugabe eines Inhibitors über Hemmung des zweiten regulatorischen Faktors (Repressor) zu einerColor change (blue color) after growth on X-gal-containing medium is detectable. According to the present invention, the addition of an inhibitor results in inhibition of the second regulatory factor (repressor)
Expression der Reportergene.Expression of the reporter genes.
Weitere bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus Abwandlungen der unter den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen.Further preferred embodiments result from modifications of the embodiments described in Examples 1 and 2.
Beispiel 3Example 3
Dieses Beispiel bezieht sich auf die in Fig. 3 gezeigte Konfiguration.This example relates to the configuration shown in FIG. 3.
1. Eine Genanordnung, welche für einen Transkriptionsfaktor codiert, wird bereitgestellt. Dieser Transkriptionsfaktor bindet an Bereiche einer DNA (Target-Bindestelle), die für eine Rekombinase codiert.1. A gene arrangement which codes for a transcription factor is provided. This transcription factor binds to regions of a DNA (target binding site) which codes for a recombinase.
2. Des weiteren wird eine Genanordnung bereitgestellt, welche für die sequenzspezifische Rekombinase des Coliphagen Pl codiert.2. Furthermore, a gene arrangement is provided which codes for the sequence-specific recombinase of Coliphagen P1.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulatable promoter. This
Promotor enthält UAS-Elemente, an die bevorzugt ein endogener Aktivator bindet, und eine TATA-Box. Die Reportergene weisen flankierende lox P-Sequenzen als Rekombinationselemente auf.Promoter contains UAS elements to which preference is given endogenous activator binds, and a TATA box. The reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
a. Wie bereits unter Beispiel 1 beschrieben, liegt, sofern kein Inhibitor zugesetzt wird, ein aktiver Transkriptionsfaktor vor. Diesera. As already described under Example 1, unless an inhibitor is added, there is an active transcription factor. This
Transkriptionsfaktor reguliert die Expression der Rekombinase Cre positiv. Die Rekombinase interagiert mit den lox P-Sequenzen, welche dieTranscription factor positively regulates the expression of the recombinase Cre. The recombinase interacts with the lox P sequences that the
Reportergene LacZ/Leu2 flankieren und eliminiert oder invertiert in einem Rekombinationsprozeß die genannten Reportergene.Reporter genes LacZ / Leu2 flank and eliminates or inverts the reporter genes mentioned in a recombination process.
Entsprechend werden keine funktioneilenAccordingly, no functional parts
Reportergene exprimiert, es findet kein Wachstum der Wirtsorganismen statt, und es ist auch keine Farbreaktion nach Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium nachweisbar.Reporter genes are expressed, there is no growth of the host organisms, and there is also no detectable color reaction after growth on medium containing X-Gal.
b. Nach Zugabe eines Inhibitors wird die Aktivität des Transkriptionsfaktors gehemmt, wobei dies auf eine Hemmung der Interaktion des Transkriptionsfaktors mit der entsprechenden Bindestelle auf der DNA oder auf eine Hemmung derb. After adding an inhibitor, the activity of the transcription factor is inhibited, this being due to an inhibition of the interaction of the transcription factor with the corresponding binding site on the DNA or to an inhibition of the
Aktivierungsdomäne zurückzuführen ist. Demzufolge findet keine Expression der Rekombinase statt und die dem Promotor nachgeschalteten Reportergene LacZ und/oder Leu2 werden durch einen induzierbaren, bevorzugt endogenen Transkriptions¬ faktor stark exprimiert. Die Wirtsorganismen, in dieser Versuchsanordnung sind es bevorzugt Hefen, wachsen nun auf Leucin-defizienten Medien und bei Wachstum in X-Gal-haltigem Medium tritt ein Farbumschlag (Blau) auf. Die Zugabe eines Inhibitors führt also wiederum zu einer Expression von Reportergenen.Activation domain. As a result, there is no expression of the recombinase and the reporter genes LacZ and / or Leu2 downstream of the promoter are strongly expressed by an inducible, preferably endogenous, transcription factor. The host organisms, in this experimental arrangement it is preferably yeasts, now grow on leucine-deficient media and when they grow in X-gal-containing medium, a color change (blue) occurs. The addition of an inhibitor in turn leads to expression of reporter genes.
Beispiel 4Example 4
Dieses Beispiel bezieht sich auf die in Fig. 4 dargestellte Konfiguration.This example relates to the configuration shown in FIG. 4.
1. Es werden Genanordnungen, wie unter Beispiel 2 beschrieben, bereitgestellt, die für wechselwirkende1. There are gene arrangements as described in Example 2, provided for interacting
Hybridproteine codieren, welche über eine Protein- Protein-Wechselwirkung einen aktiven Transkriptions- regulator bilden.Coding hybrid proteins that form an active transcriptional regulator via a protein-protein interaction.
2. Des weiteren wird eine Genanordnung bereitgestellt, welche für die sequenzspezifische Rekombinase Cre des Coliphagen Pl codiert. Diese Rekombinase entspricht dem zweiten regulatorischen Faktor.2. Furthermore, a gene arrangement is provided which codes for the sequence-specific recombinase Cre of Coliphagen P1. This recombinase corresponds to the second regulatory factor.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor enthält UAS-Elemente, an die bevorzugt ein endogener Aktivator bindet, und eine TATA-Box. Die Reportergene weisen flankierende lox P-Sequenzen als Rekombinationselemente auf.3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter. This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box. The reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
a. Wie auch unter Beispiel 2 beschrieben, findet, sofern kein Inhibitor vorliegt, eine ungestörtea. As also described under Example 2, if there is no inhibitor, an undisturbed one is found
Protein-Protein-Wechselwirkung zwischen den den Transkriptionsfaktor bildenden Fusionsproteinen statt, womit ein aktiver Transkriptionsfaktor vorliegt. Der aktive Transkriptionsfaktor bindet an eine auf der DNA befindlichen Bindestelle, wobei diese DNA das für die Cre-Reko binase codierende cre-Gen enthält. Nach Bindung des Transkriptionsfaktors wird die Cre-Rekombinase exprimiert. Diese Rekombinase eliminiert oder invertiert über Rekombinationsprozesse das oder die Reportergene, wobei sie mit den lox P-Protein-protein interaction takes place between the fusion proteins forming the transcription factor, with which there is an active transcription factor. The active transcription factor binds to a binding site on the DNA, this DNA being the one for the Cre recombinase contains encoding cre gene. After the transcription factor has been bound, the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter gene or genes via recombination processes, with the lox P-
Sequenzen, welche die Reportergene flankieren, interagiert. Sowohl nach einer Elimination als auch nach einer Inversion werden keine funktioneilen Reportergene exprimiert. Demzufolge findet ohne Zugabe eines Inhibitors kein Wachstum auf Leucin-defizientem Medium statt, ebenso keine Blaufärbung bei Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium.Sequences that flank the reporter genes interact. No functional reporter genes are expressed either after elimination or after inversion. Accordingly, there is no growth on leucine-deficient medium without the addition of an inhibitor, and likewise no blue color when growing on medium containing X-Gal.
Nach Zugabe eines Inhibitors zu dem Versuchsansatz wird die Protein-Protein-Wechselwirkung der Fusionsproteine des Transkriptionsregulators gehemmt. Es liegt somit kein aktiver Transkriptionsregulator vor. Die DNA-bindende Domäne des einen Fusionsproteins desAfter adding an inhibitor to the test batch, the protein-protein interaction of the fusion proteins of the transcription regulator is inhibited. There is therefore no active transcription regulator. The DNA binding domain of a fusion protein of the
Transkriptionsregulators bindet, je nach Versuchsbedingungen und zugesetztem Inhibitor, an den betreffenden DNA-Abschnitt oder nicht. Aufgrund der gehemmten Protein-Protein- Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiverDepending on the experimental conditions and the inhibitor added, the transcription regulator binds to the relevant DNA segment or not. Because of the inhibited protein-protein interaction there is no active one
Transkriptionsregulator vor. Infolge des fehlenden aktiven Transkriptionsregulators bindet kein Transkriptionsregulator an die Bindestelle auf der DNA, welche für die Cre-Rekombinase codiert. Die Cre-Rekombinase wird somit nicht exprimiert.Transcription regulator. Due to the lack of an active transcription regulator, no transcription regulator binds to the binding site on the DNA which codes for the Cre recombinase. The Cre recombinase is therefore not expressed.
Entsprechend werden die Reportergene Leu2 und/oder LacZ weder eliminiert noch invertiert. Eine fehlende Rekombinase führt somit zu einer Expression der Reportergene, wodurch Wachstum der Zellen in Leucin-defizientem Medium ermöglicht wird bzw. eine Blaufärbung in X-Gal-haltigem Medium auftritt.Accordingly, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium is or a blue color occurs in X-Gal-containing medium.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem lox- cre-abhängigen Verfahren nach Zugabe eines Inhibitors die Expression des zweiten regulatorischen Faktors, der Cre-Rekombinase, gehemmt, wodurch eine Expression der Reportergene erst ermöglicht wird. Die Nutzung einer Rekombinase in dem vorliegenden Verfahren ermöglicht einen Inhibitornachweis nach einem "Alles-oder Nichts"-Prinzip, wobei sich, gemäß der vorliegenden Erfindung, der positive Nachweis von Reportergenen nach Inhibitorzugabe als besonders geeignet erweist und sehr empfindliche Nachweise ermöglicht.According to the present invention, the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase, is inhibited in the lox-cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place. The use of a recombinase in the present method enables inhibitor detection according to an "all or nothing" principle, whereby, according to the present invention, the positive detection of reporter genes after the addition of inhibitor proves to be particularly suitable and enables very sensitive detection.
Beispiel 5Example 5
Dieses Beispiel stellt die in Fig. angegebene Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG.
Es werden Genanordnungen bereitgestellt, die für zwei wechselwirkende Proteine codieren, wobei eine Anordnung für ein Protein codiert, welches eine DNA- bindende Domäne, eine Domäne, welche an ein weiteres zweites Protein bindet, und eine aktivierende Domäne enthält, sowie eine weitere Anordnung für ein weiteres zweites Protein, welches mindestens eine mit dem ersten Protein wechselwirkende Domäne enthält (Fig. 5a).Gene arrangements are provided which code for two interacting proteins, one arrangement coding for a protein which contains a DNA-binding domain, a domain which binds to a further second protein and an activating domain, and a further arrangement for one another second protein which contains at least one domain interacting with the first protein (FIG. 5a).
Des weiteren wird eine Repressorgenanordnung mit einer oder mehreren Bindestellen auf der DNA (Target- Bindestelle) für den Transkriptionsregulator bereitgestellt. 3. Eine Reportergenanordnung, wie unter Beispiel 1, Punkt 3, beschrieben, wird ebenfalls bereitgestellt.Furthermore, a repressor gene arrangement is provided with one or more binding sites on the DNA (target binding site) for the transcription regulator. 3. A reporter gene arrangement as described under Example 1, point 3 is also provided.
a. Der Transkriptionsregulator setzt sich aus den beiden oben beschriebenen Proteinen zusammen, wobei nur bei ungestörter Protein-Protein- Wechselwirkung der beiden Proteine ein aktiver Transkriptionsregulator vorliegt (siehe Fig. 5a). Liegt kein Inhibitor vor, findet eine ungestörtea. The transcription regulator is composed of the two proteins described above, an active transcription regulator being present only when the protein-protein interaction of the two proteins is undisturbed (see FIG. 5a). If there is no inhibitor, an undisturbed one is found
Protein-Protein-Wechselwirkung (Target I - Target II) statt und ein aktiver Transkriptionsregulator liegt vor. Der aktive Transkriptionsregulator bindet an seine entsprechende Bindestelle auf der DNA (Target I-Bindestelle) , welche für dasProtein-protein interaction (Target I - Target II) takes place and an active transcription regulator is available. The active transcription regulator binds to its corresponding binding site on the DNA (Target I binding site), which is responsible for the
Repressorgen codiert, und bewirkt eine Expression des Repressorgens. Der Repressor bindet an die Repressorbindestelle im Promotorbereich der Reportergene und reprimiert eine Expression der Reportergene. Da Leu2 und/oder LacZ nicht exprimiert werden, findet weder Wachstum auf Leucin-defizientem Medium statt, noch findet eine Blaufärbung nach Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium statt.Repressor gene encodes, and causes expression of the repressive gene. The repressor binds to the repressor binding site in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, there is no growth on leucine-deficient medium, and there is no blue color after growth on medium containing X-Gal.
b. Wird der Versuchsanordnung ein Inhibitor zugesetzt, wie z.B. die vorstehend erwähnten Inhibitoren, beispielsweise Peptide, Nucleinsäuren, Kohlenhydrate oder andere chemische Substanzen, wird die Protein-Protein-b. If an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides, nucleic acids, carbohydrates or other chemical substances, the protein-protein
Wechselwirkung der Proteine des Transkriptionsregulators gehemmt. Es liegt nun kein aktiver Transkriptionsregulator vor, da bei einer Hemmung der Wechselwirkung der Proteine der Transkriptionsregulator nicht in der aktiven FormInteraction of the proteins of the transcription regulator inhibited. There is now no active transcription regulator, because if the interaction of the proteins is inhibited, the transcription regulator is not in the active form
(Konformation) vorliegt. Die DNA-bindende Domäne des einen Proteins des(Conformation) is present. The DNA binding domain of a protein of the
Transkriptionsregulators kann, je nachTranscription regulator can, depending
Versuchsbedingung und zugesetztem Inhibitor, an den betreffenden DNA-Abschnitt binden oder nicht binden. Aufgrund der gehemmten Protein-Protein- Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiver Transkriptionsregulator vor. Aufgrund des inaktiven Transkriptionsregulators findet keine Expression des Repressorgens statt.Test condition and added inhibitor, bind to the non-binding DNA section or not. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the inactive transcription regulator, there is no expression of the repressive morning.
Da kein Repressor vorliegt, werden, nach Bindung eines entsprechenden weiterenSince there is no repressor, after binding another one
Transkriptionsfaktors TF, die Reportergene Leu2 und/oder LacZ exprimiert. Es findet nun Wachstum der Wirtszellen auf Leucin-defizientem Medium statt bzw. ein Farbumschlag (Blaufärbung) nach Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium ist nachweisbar. Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Zugabe eines Inhibitors über Hemmung des zweiten regulatorischen Faktors (Repressor) zu einer Expression der Reportergene.Transcription factor TF, which expresses reporter genes Leu2 and / or LacZ. There is now growth of the host cells on leucine-deficient medium or a change in color (blue staining) after growth on medium containing X-Gal is detectable. According to the present invention, the addition of an inhibitor via inhibition of the second regulatory factor (repressor) leads to expression of the reporter genes.
Beispiel 6Example 6
Dieses Beispiel bezieht sich auf die in Fig. 6 dargestellte Konfiguration.This example relates to the configuration shown in FIG. 6.
1. Es werden Genanordnungen, wie unter Beispiel 5 beschrieben, bereitgestellt, die für wechselwirkende1. There are gene arrangements, as described in Example 5, provided for interacting
Proteine codieren, welche über eine Protein-Protein- Wechselwirkung einen aktiven Transkriptionsregulator bilden.Coding proteins that form an active transcription regulator via a protein-protein interaction.
2. Des weiteren wird eine Genanordnung bereitgestellt, welche für die sequenzspezifische Rekombinase Cre des Coliphagen Pl codiert. Diese Rekombinase entspricht dem zweiten regulatorischen Faktor.2. Furthermore, a gene arrangement is provided which is suitable for the sequence-specific recombinase Cre des Coliphagen Pl coded. This recombinase corresponds to the second regulatory factor.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor enthält UAS-Elemente, an die bevorzugt ein endogener Aktivator bindet, und eine TATA-Box. Die Reportergene weisen flankierende lox P-Sequenzen als Rekombinationselemente auf .3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter. This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box. The reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
a. Wie auch unter Beispiel 5 beschrieben, findet, sofern kein Inhibitor vorliegt, eine ungestörte Protein-Protein-Wechselwirkung zwischen den dena. As also described under Example 5, if there is no inhibitor, there is an undisturbed protein-protein interaction between the
Transkriptionsregulator bildenden Proteinen statt, womit ein aktiver Transkriptionsregulator vorliegt. Der aktive Transkriptionsregulator bindet an eine auf der DNA befindlichen Bindestelle, wobei diese DNA das für die Cre-Proteins forming transcription regulator take place, whereby an active transcription regulator is present. The active transcription regulator binds to a binding site on the DNA, this DNA being the one for the Cre-
Rekombinase codierende Cre-Gen enthält. Nach Bindung des Transkriptionsregulator wird die Cre- Rekombinase exprimiert. Diese Rekombinase eliminiert oder invertiert über Rekombinationsprozesse das oder die Reportergene, wobei sie mit den lox P-Sequenzen, welche die Reportergene flankieren, interagiert. Sowohl nach einer Elimination als auch nach einer Inversion werden keine funktionellen Reportergene exprimiert. Demzufolge findet ohne Zugabe einesContains Cre gene encoding recombinase. After binding the transcription regulator, the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter genes via recombination processes, interacting with the lox P sequences which flank the reporter genes. No functional reporter genes are expressed either after elimination or after inversion. Accordingly, without adding one
Inhibitors kein Wachstum auf Leucin-defizientem Medium statt, ebenso keine Blaufärbung bei Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium.Inhibitors do not grow on leucine-deficient medium, nor do they turn blue when growing on medium containing X-Gal.
b. Nach Zugabe eines Inhibitors zu dem Versuchsansatz wird die Protein-Protein-Wechselwirkung der Proteine, z.B. über Konfirmationsänderung, des Transkriptionsregulators gehemmt. Es liegt somit kein aktiver Transkriptionsregulator vor. Die DNA- bindende Domäne des einen Proteins des Transkriptionsregulators bindet, je nach Versuchsbedingungen und zugesetztem Inhibitor, an den betreffenden DNA-Abschnitt oder nicht. Aufgrund der gehemmten Protein-Protein- Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiver Transkriptionsregulator vor. Infolge des fehlenden aktiven Transkriptionsregulators bindet kein Transkriptionsregulator an die Bindestelle auf der DNA, welche für die Cre-Rekombinase codiert. Die Cre-Rekombinase wird somit nicht exprimiert. Entsprechend werden die Reportergene Leu2 und/oder LacZ weder eliminiert noch invertiert. Eine fehlende Rekombinase führt somit zu einer Expression der Reportergene, wodurch Wachstum der Zellen in Leucin-defizientem Medium ermöglicht wird bzw. eine Blaufärbung in X-Gal-haltigem Medium auftritt.b. After adding an inhibitor to the test batch, the protein-protein interaction of the Proteins, eg via confirmation change, inhibited the transcription regulator. There is therefore no active transcription regulator. The DNA-binding domain of a protein of the transcription regulator binds to the relevant DNA section or not, depending on the test conditions and the inhibitor added. Due to the inhibited protein-protein interaction, there is no active transcriptional regulator in any case. Due to the lack of an active transcription regulator, no transcription regulator binds to the binding site on the DNA which codes for the Cre recombinase. The Cre recombinase is therefore not expressed. Accordingly, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium or a blue coloration in medium containing X-Gal.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem lox- Cre-abhängigen Verfahren nach Zugabe eines Inhibitors die Expression des zweiten regulatorischen Faktors, der Cre-Rekombinase, gehemmt, wodurch eine Expression der Reportergene erst ermöglicht wird. Die sich ergebenden Vorteile wurden bereits in Beispiel 4b beschrieben.According to the present invention, the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase, is inhibited in the lox-Cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place. The resulting advantages have already been described in Example 4b.
Beispiel 7Example 7
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 7 dargestellte Konfiguration dar. 1. Es werden Genanordnungen bereitgestellt, die für zwei wechselwirkende Proteine Target II und Target III codieren sowie eine UAS-Sequenz und eine TATA-Box enthalten, wobei eine Anordnung für ein Protein Target III codiert, welches ein Protein aus einem verankernden Abschnitt und einer ersten Proteinkomponente ist, und eine weitere Anordnung für ein Protein Target II codiert, welches ein Fusionsprotein aus einem inhibierenden Abschnitt und einer zweiten Proteinkomponente ist (Fig. 7a) .This example represents the configuration shown in FIG. 7. 1. Gen arrangements are provided which code for two interacting proteins Target II and Target III and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement coding for a protein Target III which comprises a protein from an anchoring section and a first one Is a protein component, and a further arrangement encodes a protein target II, which is a fusion protein of an inhibiting section and a second protein component (FIG. 7a).
2. Es wird eine Genanordnung für einen Transkriptionsfaktor Target I bereitgestellt, der inhibiert werden kann.2. A gene arrangement for a transcription factor Target I is provided which can be inhibited.
3. Des weiteren wird eine Repressorgenanordnung mit einer oder mehreren Bindestellen auf der DNA (Target- Bindestelle) für den Transkriptionsfaktor bereitgestellt.3. Furthermore, a repressor gene arrangement is provided with one or more binding sites on the DNA (target binding site) for the transcription factor.
4. Eine Reportergenanordnung, wie unter Beispiel 1, Punkt 3, beschrieben, wird ebenfalls bereitgestellt.4. A reporter gene arrangement as described under Example 1, point 3 is also provided.
a. Bei ungestörter Protein-Protein-Wechselwirkung der beiden Proteine kann der inhibierende Abschnitt des ersten Proteins nicht mit dem Transkriptionsfaktor wechselwirken, somit liegt ein aktiver Transkriptionsfaktor vor (siehe Fig. 7a) . Liegt kein Inhibitor vor, findet eine ungestörte Protein-Protein-Wechselwirkung statt und ein aktiver Transkriptionsfaktor ist vorhanden. Dieser aktive Transkriptionsfaktor bindet an seine entsprechende Bindestelle auf der DNA, welche für das Repressorgen codiert, und bewirkt eine Expression des Repressorgens. Dera. In the case of an undisturbed protein-protein interaction of the two proteins, the inhibiting section of the first protein cannot interact with the transcription factor, so there is an active transcription factor (see FIG. 7a). If there is no inhibitor, an undisturbed protein-protein interaction takes place and an active transcription factor is present. This active transcription factor binds to its corresponding binding site on the DNA, which codes for the repressor gene, and causes expression of the repressor gene. The
Repressor bindet an die Repressorbindestelle im Promotorbereich der Reportergene und reprimiert eine Expression der Reportergene. Da Leu2 und/oder LacZ nicht exprimiert werden, findet weder Wachstum auf Leucin-defizientem Medium statt, noch findet eine Blaufärbung nach Wachstum auf X-Gal- haltigem Medium statt.Repressor binds to the repressor binding point in the Promoter region of the reporter genes and represses expression of the reporter genes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, growth does not take place on leucine-deficient medium, and there is no blue color after growth on medium containing X-Gal.
Wird der Versuchsanordnung ein Inhibitor zugesetzt, wie z.B. die vorstehend erwähnten Inhibitoren, beispielsweise Peptide,If an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. the inhibitors mentioned above, for example peptides,
Nucleinsäuren, Kohlenhydrate oder andere chemische Substanzen, wird die Protein-Protein- Wechselwirkung der Proteine Target II und Target III gehemmt. Das Protein mit dem inhibierenden Abschnitt Target II wird freigesetzt und bindet an den Transkriptionsfaktor Target I, wodurch dieser inhibiert wird. Es liegt nun kein aktiver Transkriptionsfaktor vor.Nucleic acids, carbohydrates or other chemical substances, the protein-protein interaction of the proteins Target II and Target III is inhibited. The protein with the inhibiting section Target II is released and binds to the transcription factor Target I, whereby this is inhibited. There is now no active transcription factor.
Aufgrund der gehemmten Protein-Protein-Because of the inhibited protein protein
Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiver Transkriptionsregulator vor. Aufgrund des inaktiven Transkriptionsfaktors findet keine Expression des Repressorgens statt.There is no interaction with an active transcription regulator. Due to the inactive transcription factor, there is no expression of the repression morning.
Da kein Repressor vorliegt, werden, nach Bindung eines entsprechenden weiteren Transkriptions- faktors TF, die Reportergene Leu2 und/oder LacZ exprimiert. Es findet nun Wachstum der Wirtszellen auf Leucin-defizientem Medium statt bzw. einSince there is no repressor, the reporter genes Leu2 and / or LacZ are expressed after binding a corresponding further transcription factor TF. There is now growth of the host cells on leucine-deficient medium
Farbumschlag (Blaufärbung) nach Wachstum auf X- Gal-haltigem Medium ist nachweisbar. Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Zugabe eines Inhibitors über Hemmung des zweiten regulatorischen Faktors (Repressor) zu einerColor change (blue color) after growth on X-gal-containing medium is detectable. According to the present invention, the addition of an inhibitor results in inhibition of the second regulatory factor (repressor)
Expression der Reportergene. Beispiel 8Expression of the reporter genes. Example 8
Dieses Beispiel bezieht sich auf die in Fig. 8 dargestellte Konfiguration.This example relates to the configuration shown in FIG. 8.
1. Es werden Genanordnungen, wie unter Beispiel 7 beschrieben, bereitgestellt, die für wechselwirkende Proteine codieren.1. Gen arrangements as described under Example 7 are provided which code for interacting proteins.
2. Es wird eine Genanordnung für einen Transkriptionsfaktor bereitgestellt (Target I).2. A gene arrangement for a transcription factor is provided (Target I).
3. Des weiteren wird eine Genanordnung bereitgestellt, welche für die sequenzspezifische Rekombinase Cre des3. Furthermore, a gene arrangement is provided which is suitable for the sequence-specific recombinase Cre des
Coliphagen Pl codiert. Diese Rekombinase entspricht dem zweiten regulatorischen Faktor.Coliphagen Pl coded. This recombinase corresponds to the second regulatory factor.
4. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor enthält UAS-Elemente, an die bevorzugt ein endogener Aktivator bindet, und eine TATA-Box. Die Reportergene weisen flankierende lox P-Sequenzen als Rekombinationselemente auf.4. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulatable promoter. This promoter contains UAS elements, to which an endogenous activator preferably binds, and a TATA box. The reporter genes have flanking lox P sequences as recombination elements.
a. Wie auch unter Beispiel 7 beschrieben, findet, sofern kein Inhibitor vorliegt, eine ungestörte Protein-Protein-Wechselwirkung zwischen dena. As also described under Example 7, if there is no inhibitor, there is an undisturbed protein-protein interaction between the
Proteinen statt, womit ein aktiver Transkriptionsfaktor vorliegt. Der aktive Transkriptionsfaktor Target I bindet an eine auf der DNA befindlichen Bindestelle, wobei diese DNA das für die Cre-Rekombinase codierende Cre-Gen enthält. Nach Bindung des Transkriptionsfaktors wird die Cre-Rekombinase exprimiert. Diese Rekombinase eliminiert oder invertiert über Rekombinationsprozesse das oder die Reportergene, wobei sie mit den lox P-Sequenzen, welche die Reportergene flankieren, interagiert. Sowohl nach einer Elimination als auch nach einer Inversion werden keine funktioneilen Reportergene exprimiert. Demzufolge findet ohne Zugabe eines Inhibitors kein Wachstum auf Leucin-defizientem Medium statt, ebenso keine Blaufärbung beiProteins instead, which is an active transcription factor. The active transcription factor Target I binds to a binding site on the DNA, this DNA containing the Cre gene coding for the Cre recombinase. After binding the transcription factor the Cre recombinase is expressed. This recombinase eliminates or inverts the reporter genes via recombination processes, interacting with the lox P sequences which flank the reporter genes. No functional reporter genes are expressed either after elimination or after inversion. As a result, there is no growth on leucine-deficient medium without the addition of an inhibitor, and no blue coloration either
Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium.Growth on medium containing X-Gal.
Nach Zugabe eines Inhibitors zu dem Versuchsansatz wird die Protein-Protein-Wechselwirkung der Proteine Target II und Target III gehemmt. DasAfter adding an inhibitor to the test batch, the protein-protein interaction of the proteins Target II and Target III is inhibited. The
Protein mit dem inhibierenden Abschnitt Target II wird freigesetzt und interagiert mit dem Transkriptionsfaktor, wodurch dieser inhibiert wird. Es liegt somit kein aktiver Transkriptionsfaktor vor. Die DNA-bindende Domäne des Transkriptionsfaktors bindet, je nach Versuchsbedingungen, an den betreffenden DNA- Abschnitt oder nicht. Aufgrund der gehemmten Protein-Protein-Wechselwirkung liegt in keinem Fall ein aktiver Transkriptionsfaktor vor. Infolge des fehlenden aktiven Transkriptionsfaktors bindet kein Transkriptionsfaktor an die Bindestelle auf der DNA, welche für die Cre-Rekombinase codiert. Die Cre-Rekombinase wird somit nicht exprimiert. Entsprechend werden die Reportergene Leu2 und/oderProtein with the inhibiting section Target II is released and interacts with the transcription factor, whereby this is inhibited. There is therefore no active transcription factor. Depending on the experimental conditions, the DNA-binding domain of the transcription factor binds to the relevant DNA section or not. In no case is there an active transcription factor due to the inhibited protein-protein interaction. As a result of the lack of an active transcription factor, no transcription factor binds to the binding site on the DNA which codes for the Cre recombinase. The Cre recombinase is therefore not expressed. The reporter genes Leu2 and / or
LacZ weder eliminiert noch invertiert. Eine fehlende Rekombinase führt somit zu einer Expression der Reportergene, wodurch Wachstum der Zellen in Leucin-defizientem Medium ermöglicht wird bzw. eine Blaufärbung in X-Gal-haltigemLacZ is neither eliminated nor inverted. A lack of recombinase thus leads to expression of the reporter genes, which enables growth of the cells in leucine-deficient medium or blue staining in X-Gal-containing medium
Medium auftritt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem lox- cre-abhängigen Verfahren nach Zugabe eines Inhibitors die Expression des zweiten regulatorischen Faktors, der Cre-Rekombinase, gehemmt, wodurch eine Expression der Reportergene erst ermöglicht wird.Medium occurs. According to the present invention, the expression of the second regulatory factor, the Cre recombinase, is inhibited in the lox-cre-dependent method after the addition of an inhibitor, which enables expression of the reporter genes in the first place.
Beispiel 9Example 9
Die Funktionsweise des Verfahrens wird am Beispiel des Tet-Repressors und dessen spezifische Inhibierung durch Tetracyclin näher erläutert.The operation of the process is explained in more detail using the example of the Tet repressor and its specific inhibition by tetracycline.
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 9 angegebene Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG. 9.
1. Eine Genanordnung wird bereitgestellt, welche für den ersten regulatorischen Faktor ADl-Tet codiert. Dieser regulatorische Faktor bindet an DNA-Bereiche einer1. A gene arrangement is provided which codes for the first regulatory factor ADl-Tet. This regulatory factor binds to DNA areas
DNA (Tet-Bindungsstelle) , die für den zweiten regulatorischen Faktor, den Repressor LexA-GST, codiert.DNA (Tet binding site) that codes for the second regulatory factor, the repressor LexA-GST.
2. Des weiteren wird eine Repressorgenanordnung des Repressors LexA-GST mit einer Bindestelle auf der DNA (Tet-Bindestelle) für den unter 1 genannten ersten regulatorischen Faktor ADl-Tet bereitgestellt.2. Furthermore, a repressor gene arrangement of the repressor LexA-GST is provided with a binding site on the DNA (Tet binding site) for the first regulatory factor ADl-Tet mentioned under 1.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Reportergene im vorliegenden Verfahren vom Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor setzt sich aus sogenannten UAS-Elementen (Upstream Activation Sequence), an die bevorzugt ein endogener Aktivator (weiterer Transkriptionsfaktor Gal4) bindet, aus einer oder mehreren LexA Bindungsstellen, an die ein LexA-GST binden kann, und einer TATA-Box für die Initiation der basalen Transkription zusammen.3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, the structure of both reporter genes in the present method having the same regulable promoter. This promoter consists of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (further Transcription factor Gal4) binds from one or more LexA binding sites to which a LexA-GST can bind and a TATA box for the initiation of the basal transcription.
a. Durch die Expression des Fusionsklones ADl-Tet (erster regulatorischer Faktor) wird die Expression des Repressors LexA-GST (zweiter regulatorischer Faktor) stimuliert. Dieses Repressorprotein wiederum reprimiert durch diea. The expression of the fusion clone ADl-Tet (first regulatory factor) stimulates the expression of the repressor LexA-GST (second regulatory factor). This repressor protein in turn is repressed by the
Bindung an die LexA-Bindestelle des in Figur 9 beschriebenen LacZ- bzw. LEU2-Promotors die vom ersten regulatorischen Faktor unabhängige Gal4- aktivierte Expression der Reportergene LacZ und Leu2. Da die Gal4-aktivierte Expression derBinding to the LexA binding site of the LacZ or LEU2 promoter described in FIG. 9 is the Gal4-activated expression of the reporter genes LacZ and Leu2 which is independent of the first regulatory factor. Since the Gal4-activated expression of
Reportergene durch Glukose inhibiert und erst auf Galaktose stimuliert wird, können diese Hefen auf Leucin-defizienten Medien nicht wachsen und bleiben auf X-Gal-haltigem Medium weiß (Tabelle 1) . Besitzt das Medium Galaktose als Zuckerquelle, bleibt der Gall-LexA-Promotor durch die ADl-Tet abhängige Expression des LexA-GST Repressors weiter inhibiert: die Hefekolonien bleibt weiß und wachsen auf Leucin-defizienten Medien nicht.Reporter genes inhibited by glucose and only stimulated to galactose, these yeasts cannot grow on leucine-deficient media and remain white on X-gal-containing media (Table 1). If the medium has galactose as a sugar source, the Gall-LexA promoter is further inhibited by the ADl-Tet-dependent expression of the LexA-GST repressor: the yeast colonies remain white and do not grow on leucine-deficient media.
b. In Abhängigkeit steigender Tetracyklinkonzentration (Figur 9 sowie Tabelle 1 und 2) wird die Bindung des ADl-Tet-Proteins an den Tet-abhängigen Promotor des LexA-GST Repressors spezifisch inhibiert. Die hier verwendete, steigende Tetracyklinkonzentration inhibiert das generelle Wachstum der Hefen nicht. Der zweite regulatorische Faktor ist nun nicht mehr in der Lage, die Aktivität des ReporterSystems zu inhibieren. Die Hefezellen werden nun mit Galaktose als Zuckerquelle und X- Gal als Substrat für das Reportersystem blau und können auf Leucin-defizienten Medien wachsen. Glukose-haltiges Medium dagegen inhibiert die Aktivität des endogenen Transkriptionsfaktors Gal4. Die Hefen wachsen nicht auf Leucin- defizienten Medien und bleiben auf X-Gal-haltigen Medienplatten weiß. Andere Antibiotika wie Ampicillin, Chloramphenicol, Kanamycin und Carbenicillin haben keine derartig reprimierende Wirkung auf den ersten regulatorischen Faktor ADl- Tet (Tabelle 1) . Auf Glukose-haltigen Platten wird Gal4 unabhängig vom ersten und zweiten regulatorischen Faktor inhibiert, weswegen auf derartigen Medien die Hefen nicht wachsen und weiß bleiben.b. Depending on the increasing tetracycline concentration (Figure 9 and Tables 1 and 2), the binding of the ADl-Tet protein to the Tet-dependent promoter of the LexA-GST repressor is specifically inhibited. The increasing tetracyklin concentration used here does not inhibit the general growth of the yeast. The second regulatory factor is no longer able to inhibit the activity of the reporter system. The yeast cells are now using galactose as a sugar source and X- Gal as a substrate for the blue reporter system and can grow on leucine-deficient media. In contrast, glucose-containing medium inhibits the activity of the endogenous transcription factor Gal4. The yeasts do not grow on leucine-deficient media and remain white on media plates containing X-Gal. Other antibiotics such as ampicillin, chloramphenicol, kanamycin and carbenicillin have no such repressing effect on the first regulatory factor ADl-Tet (Table 1). On plates containing glucose, Gal4 is inhibited regardless of the first and second regulatory factors, which is why the yeasts on such media do not grow and remain white.
Tabelle 1:Table 1:
Tetracyklin- Wachstum auf LEU- Blaufärbung auf X-Gal zugabeAdd tetracycline growth to LEU blue stain on X-Gal
Glukose Galaktose Glukose Galaktose weiß weißGlucose galactose glucose galactose white white
+ + -H- weiß blau + + -H- white blue
Tabelle 2: (nur die Ergebnisse der Galaktose-haltigen Platten dargestellt)Table 2: (only the results of the plates containing galactose are shown)
a) Eingesetzte Konzentrationen [μg/ml]a) Concentrations used [μg / ml]
Verwendetes Antibiotikum 0 5 50 250Antibiotic used 0 5 50 250
Tetracyklin - - / weiß - - / weiß - - / weiß + + / blauTetracyklin - - / white - - / white - - / white + + / blue
Ampicillin - - / weiß - - / weiß - - / weiß - - / weißAmpicillin - - / white - - / white - - / white - - / white
Kanamycin - - / weiß - - / weiß - - / weiß - - / weißKanamycin - - / white - - / white - - / white - - / white
Carbenicillin - - / weiß - - / weiß - - / weiß - - / weißCarbenicillin - - / white - - / white - - / white - - / white
Chloramphenicol - - / weiß - - / weiß - - / weiß - - / weißChloramphenicol - - / white - - / white - - / white - - / white
Wachstum auf LEU- / Blaufärbung auf X-GalGrowth on LEU / blue coloring on X-Gal
b) Eingesetzte Konzentrationen [μg/ml]b) Concentrations used [μg / ml]
Verwendetes Antibiotikum 0 5 50 100 150 200 250 300Antibiotic used 0 5 50 100 150 200 250 300
- - / - - / - - / - - / - - / + + / + + / + + /- - / - - / - - / - - / - - / + + / + + / + + /
Tetracyklin weiß weiß weiß weiß weiß blau blau blauTetracyklin white white white white white blue blue blue
Wachstum auf LEU- / Blaufärbung auf X-GalGrowth on LEU / blue coloring on X-Gal
c) Nachweis der Funktionsweise der einzelnen Elemente im Assayc) Evidence of the functioning of the individual elements in the assay
ADl-Tet als Transkriptionsfaktor:ADl-Tet as a transcription factor:
Um nachzuweisen, daß der Fusionsklon ADl-Tet (erster regulatorischer Faktor) in der Hefe funktioneil exprimiert, in den Kern transportiert und dort effizient an die DNA-Konsensussequenz gebunden wird und von dort aus die Transkription eines Genes aktivieren kann, wurde der folgende Assay durchgeführt: Auf Galaktose-haltigen Medienplatten wird ADl-Tet exprimiert und ist damit in der Lage, an die Tet- Bindestelle eines entsprechenden Promotors vor dem LacZ-Gen zu binden und von dort die Expression des Reportergenes LacZ zu aktivieren. Dieses wiederum kann durch die Umwandlung des im Medium enthaltenen, farblosen Substrats X-Gal in einen blauen Indigofarbstoff nachgewiesen werden. Da Glukose die Expression des ADl-Tet-Proteins inhibiert, findet auch keine Expression des Reportergenes LacZ statt. Die Kolonien bleiben weiß.The following assay was carried out to demonstrate that the fusion clone ADl-Tet (first regulatory factor) expresses functionally in the yeast, transports it to the nucleus and efficiently binds it to the DNA consensus sequence and from there can activate the transcription of a gene : ADl-Tet is expressed on media plates containing galactose and is therefore able to bind to the Tet binding site of a corresponding promoter in front of the LacZ gene and from there to activate the expression of the reporter gene LacZ. This in turn can be demonstrated by converting the colorless substrate X-Gal contained in the medium into a blue indigo dye. Since glucose inhibits the expression of the ADl-Tet protein, there is no expression of the reporter gene LacZ. The colonies remain white.
Tetracyclin als spezifischer Inhibitor des Transkriptionsfaktors Tet-ADTetracycline as a specific inhibitor of the transcription factor Tet-AD
Um nachzuweisen, daß Tetracyklin die Bindungsaktivität des ADl-Tet-Proteins spezifisch zu inhibieren vermag, wurden zusätzlich steigende Konzentrationen des Antibiotikums auf die Medienplatten gegeben:In order to demonstrate that tetracycline can specifically inhibit the binding activity of the ADl-Tet protein, increasing concentrations of the antibiotic were added to the media plates:
Tabelle 3:Table 3:
Eingesetzte Konzentrationen Tetracyklin [μg/ml]Concentrations used tetracycline [μg / ml]
0 5 50 100 150 200 250 3000 5 50 100 150 200 250 300
Blaufärbung auf X-Gal blau blau blau blau blau weiß weiß weißBlue coloring on X-Gal blue blue blue blue blue white white white
Galaktose-haltige + + -H- -H- + + + + + + + + + + Platten mit Leucin im MediumGalactose-containing + + -H- -H- + + + + + + + + + + plates with leucine in the medium
Glukose-haltige + + ++ -H- + + + + + + + + + + Platten mit Leucin im MediumGlucose-containing + + ++ -H- + + + + + + + + + + plates with leucine in the medium
Wie die experimentellen Daten zeigen, kann in Abhängigkeit steigender Tetracyklinkonzentration (Tabelle 3) die Bindung des ADl-Tet-Proteins an den Promotor des Reportergenes LacZ spezifisch inhibiert werden. Bei einer Konzentration von 200 μg/ml Tetracyklin im Medium bleiben die Hefezellen weiß. Das generelle Wachstum der Hefezellen wird dadurch nicht wesentlich beeinflußt, wie die Ergebnisse auf den Glukose- und Galaktose-haltigen Platten zeigen (das Wachstum wird durch "++" dargestellt) .As the experimental data show, depending on the increasing tetracycline concentration (Table 3) the binding of the ADl-Tet protein to the Promoter of the reporter gene LacZ can be specifically inhibited. At a concentration of 200 μg / ml tetracycline in the medium, the yeast cells remain white. The general growth of the yeast cells is not significantly affected by this, as the results on the plates containing glucose and galactose show (the growth is represented by "++").
LexA-GST als RepressorLexA-GST as a repressor
Um nachzuweisen, daß der zweite regulatorische Faktor (LexA-GST) in der Hefe funktioneil exprimiert, in den Kern transportiert und dort effizient an die LexA- Konsensussequenz gebunden wird und von dort aus die Transkription eines Genes inhibieren kann, wurde der folgende Assay durchgeführt.The following assay was carried out to demonstrate that the second regulatory factor (LexA-GST) expresses functionally in the yeast, is transported into the nucleus and is efficiently bound there to the LexA consensus sequence and from there can inhibit the transcription of a gene.
Im Gegensatz zur Negativkontrolle CTF2 (einem Mitglied der NFI-Familie) bleiben die Hefeklone auf X-Gal- und Galaktose-haltigem Medium weiß. Dies bedeutet, daß der LexA-GST-Fusionsklon zwischen der Gal4-Bindestelle und dem Transkriptionsstart des Reportergens bindet und damit die Aktivität des endogenen Hefetranskriptionsfaktors Gal4 inhibiert. CTF2 dagegen ist nicht in der Lage die LexA-In contrast to the negative control CTF2 (a member of the NFI family), the yeast clones remain white on media containing X-Gal and galactose. This means that the LexA-GST fusion clone binds between the Gal4 binding site and the start of transcription of the reporter gene and thus inhibits the activity of the endogenous yeast transcription factor Gal4. CTF2, on the other hand, is not able to
Bindestellen zu erkennen und kann so die Aktivität von Gal4 nicht reprimieren. Das Reportergen LacZ wird exprimiert und die Kolonien färben sich blau (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905).Recognize binding sites and can not repress the activity of Gal4. The reporter gene LacZ is expressed and the colonies turn blue (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905).
Beispiel 10Example 10
Identifikation spezifischer Peptid-Inhibitoren von CTF7Identification of specific peptide inhibitors of CTF7
Um inhibierende Peptidsequenzen gegen den in Hefe transkriptionsaktiven CTF7, einem Mitglied der NFI- Familie (Altmann et al. , Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905), zu screenen, wurde der folgende Assay (Fig. 10) durchgeführt.To inhibit peptide sequences against CTF7, a member of the NFI- Family (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (1994) 91, 3901-3905), the following assay (Fig. 10) was carried out.
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 10 angegebene Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG. 10.
1. Eine Genanordnung wird bereitgestellt, welche für einen ersten regulatorischen Faktor LexA-CTF7 codiert. Das entsprechende Plasmid pEG-CTF7 enthält die Genanordnung für den ersten regulatorischen Faktor LexA-CTF7. Dieser erste regulatorische Faktor LexA-CTF7 bindet an DNA-Bereiche einer DNA (LexA- Bindestelle) , die für einen zweiten regulatorischen Faktor Tet-GST codiert.1. A gene arrangement is provided which codes for a first regulatory factor LexA-CTF7. The corresponding plasmid pEG-CTF7 contains the gene arrangement for the first regulatory factor LexA-CTF7. This first regulatory factor LexA-CTF7 binds to DNA regions of a DNA (LexA binding site) which codes for a second regulatory factor Tet-GST.
2. Des weiteren wird eine Genanordnung für den zweiten regulatorischen Faktor Tet-GST mit einer Bindestelle auf der DNA (LexA-Bindestelle) für den unter 1 genannten ersten regulatorischen Faktor LexA-CTF7 bereitgestellt.2. Furthermore, a gene arrangement for the second regulatory factor Tet-GST is provided with a binding site on the DNA (LexA binding site) for the first regulatory factor LexA-CTF7 mentioned under 1.
3. Eine Reportergenanordnung mit den Reportergenen Leu2 und/oder LacZ wird ebenfalls bereitgestellt, wobei beide Repσrtergene im vorliegenden Verfahren vom3. A reporter gene arrangement with the reporter genes Leu2 and / or LacZ is also provided, both repσrtergenes in the present process from
Aufbau her den gleichen regulierbaren Promotor besitzen. Dieser Promotor setzt sich aus sogenannten UAS-Elementen (Upstream Activation Sequence), an die bevorzugt ein endogener Aktivator (weiterer Transkriptionsfaktor Gal4) bindet, aus einer Tet-Structure have the same adjustable promoter. This promoter is made up of so-called UAS elements (upstream activation sequence), to which an endogenous activator (another transcription factor Gal4) preferably binds, from a tet
Bindungsstelle, an die Tet-GST binden kann, und einer TATA-Box für die Initiation der basalen Transkription zusammen.Binding site to which Tet-GST can bind and a TATA box for the initiation of basal transcription.
a. Wird der Versuchsanordnung kein Inhibitor zugesetzt, liegt ein aktiver erster regulatorischer Faktor LexA-CTF7 vor, der die Expression des Tet-GST Gens positiv reguliert. Tet-GST bindet an die oben genannte Tet-GST Bindungsstelle und reprimiert die Expression des Reportergens LacZ und/oder Leu2, d.h. es findet kein Wachstum der Wirtsorganismen statt, eine Farbreaktion ist nicht nachzuweisen.a. If no inhibitor is added to the experimental set-up, there is an active first regulatory factor LexA-CTF7, which positively regulates the expression of the Tet-GST gene. Tet-GST binds to the above-mentioned Tet-GST binding site and represses the expression of the reporter gene LacZ and / or Leu2, ie there is no growth of the host organisms, no color reaction can be detected.
Nach Zugabe eines Trx-Peptids wird die Aktivität des ersten regulatorischen Faktors LexA-CTF7 gehemmt. Dies ist auf eine Hemmung der Interaktion von LexA-CTF7 mit der entsprechenden Bindestelle auf der DNA oder auf eine Hemmung der Aktivierungsdomäne zurückzuführen. Es findet keine Expression des Tet-GST-Gens statt. Somit steht kein Tet-GST zur Verfügung, und das dem Promotor nachgeschaltete Reportergen LacZ und/oder Leu2 wird durch einen induzierbaren endogenen Transkriptionsfaktor Gal4 stark exprimiert. Infolgedessen wachsen die Hefen in Leucin- defizienten Medien, und nach Wachstum in X-Gal- haltigem Medium tritt ein Farbumschlag (Blau) auf.After adding a Trx peptide, the activity of the first regulatory factor LexA-CTF7 is inhibited. This is due to an inhibition of the interaction of LexA-CTF7 with the corresponding binding site on the DNA or an inhibition of the activation domain. There is no expression of the Tet-GST gene. There is therefore no Tet-GST available, and the reporter gene LacZ and / or Leu2, which is connected downstream of the promoter, is strongly expressed by an inducible endogenous transcription factor Gal4. As a result, the yeasts grow in leucine-deficient media, and after growth in medium containing X-Gal, a color change (blue) occurs.
Die Zugabe des Trx-Peptids führt also gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer Expression desAccording to the present invention, the addition of the Trx peptide leads to an expression of the
Reportergens/der Reportergene, indem der zweite regulatorische Faktor Tet-GST nicht bzw. vermindert reprimiert wird.Reporter gene / the reporter genes, in that the second regulatory factor Tet-GST is not repressed or reduced.
Im Detail wird der Versuch wie folgt durchgeführt:The test is carried out in detail as follows:
Der Hefestamm INVScl wurde mit den in Fig. 10 dargestellten Plasmiden transformiert und derThe yeast strain INVScl was transformed with the plasmids shown in FIG. 10 and the
Transformationsansatz auf einer Glukose-haltigen Minimalmediumplatte (20 x 20 cm; Uracil-, Tryptophan- und Histidin-defizient zur Selektion auf die Plasmide) ausgestrichen.Transformation approach on a minimal medium plate containing glucose (20 x 20 cm; uracil, Streaked with tryptophan and histidine for selection on the plasmids).
Der Vektor pEG-CTF7 (entspricht dem ersten regulatorischen Faktor) und wurde nach Altmann et al.(Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905) hergestellt.The vector pEG-CTF7 (corresponds to the first regulatory factor) and was produced according to Altmann et al. (Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905).
pYES-Leu2/34-TetGST (Plasmid, welches den zweiten regulatorischen Faktor TetGST codiert und daspYES-Leu2 / 34-TetGST (plasmid which encodes the second regulatory factor TetGST and which
Reportersystem beinhaltet) .Reporter system included).
Als Ausgangsvektor diente das Plasmid pYES2. Die LexA-Bindestellen Oligos wurden in die Xhol Schnittstelle des inaktiven Gall/GallO Promotors ligiert, der gesamte Promotor mit BamHI isoliert und zusammen mit dem Fusionsklon Tet-GST in den Polylinker des Plasmides pYES2 kloniert. Der Gall- Promotor war zuvor über die Spei-Schnittstellen deletiert worden. In die mit Klenow-Polymerase behandelte Nhel-Schnittstelle dieses Konstruktes erfolgte die Klonierung des über BamHI isolierten, ebenfalls mit Klenow behandelten LacZ-, bzw. des über PCR erhaltenen Leu2-Fragments . In die dabei rekonstituierte BamHI-Schnittstelle erfolgte dieThe plasmid pYES2 served as the starting vector. The LexA binding sites oligos were ligated into the Xhol site of the inactive Gall / GallO promoter, the entire promoter was isolated with BamHI and cloned into the polylinker of the plasmid pYES2 together with the fusion clone Tet-GST. The Gall promoter had previously been deleted via the Spei interfaces. In the Nhel interface of this construct treated with Klenow polymerase, the LacZ fragment isolated via BamHI, also treated with Klenow, or the Leu2 fragment obtained via PCR was cloned. The was reconstituted in the BamHI interface
Ligation des Gal/Tet-Promotors . Dieser wurde durch die Klonierung von Tet-Oligos und die anschließende Ligation von Gal4-Bindestellen in die Xhol-Schnittstelle des inaktiven Gall/10-Promotors erhalten.Ligation of the Gal / Tet promoter. This was obtained by cloning Tet oligos and then ligating Gal4 binding sites into the Xhol site of the inactive Gall / 10 promoter.
pYES2(TRPl)TRX-Oligo-Pool (Peptid-Pool exprimierendes Konstrukt; Komplexität ca. 105)pYES2 (TRPl) TRX oligo pool (construct expressing the peptide pool; complexity approx. 10 5 )
Durch die Ligation des Trpl-Gens in den mit Apal und Nhel linearisierten pYES2-Vektor, wurde das Ura3-Gen zerstört und das Plasmid auf Tryptophandefizienz selektierbar. Anschließend wurde das über PCR isolierte Trx-Gen in den EcoRI, Xhol linearisierten Vektor kloniert. Die Ligation der Pool-Fragmente erfolgte über die Rsrll-By ligating the Trpl gene into the pYES2 vector linearized with Apal and Nhel, the Ura3 gene destroyed and the plasmid selectable for tryptopic deficiency. The Trx gene isolated via PCR was then cloned into the EcoRI, Xhol linearized vector. The pool fragments were ligated via the Rsrll
Schnittstelle des Trx-Konstruktes.Interface of the Trx construct.
Die ca. 30.000 Kolonien wurden vereinigt, für 5 Stunden in YPG-Medium (Galaktose-haltiges Vollmedium für Hefen) geschüttelt und auf Selektionsplatten ausgestrichen. Die Selektionsplatten besaßen Galaktose als Kohlenstoffquelle und waren Leucin-, Uracil-, Tryptophan- und Histidin- defizient. Im Zeitraum von 2 bis 5 Tagen waren 8 Kolonien (A, B, C, D, E, F, G, H) gewachsen (Tabelle 4). Aus diesen wurden zur weiteren Spezifizierung die für die inhibierenden Peptide kodierenden Plasmide isoliert und zusammen mit CTF7 und Tet-GST in Hefe exprimiert. Diesmal befand sich anstatt des Leu2 das LacZ-Gen auf dem Reporterplasmid, sodaß die inhibierende Wirkung der Peptide durch die Ausbildung eines zweiten Phänotyps untersucht werden konnte (Tabelle 4). Desweiteren wurden die Peptide exprimierenden Plasmide mit den beiden ReporterSystemen (LacZ und Leu2) und einem von CTF7 verschiedenen Transkriptionsfaktor LexA-TAi in Hefen transformiert. Auf diese Weise können CTF7 spezifisch inhibierende Peptide von unspezifischen Inhibitionen unterschieden werden. The approximately 30,000 colonies were combined, shaken for 5 hours in YPG medium (complete medium containing galactose for yeasts) and spread on selection plates. The selection plates had galactose as a carbon source and were deficient in leucine, uracil, tryptophan and histidine. 8 colonies (A, B, C, D, E, F, G, H) had grown over a period of 2 to 5 days (Table 4). For further specification, the plasmids coding for the inhibiting peptides were isolated from these and expressed together with CTF7 and Tet-GST in yeast. This time the LacZ gene was on the reporter plasmid instead of the Leu2, so that the inhibitory effect of the peptides could be investigated by the formation of a second phenotype (Table 4). Furthermore, the plasmids expressing the peptides were transformed with the two reporter systems (LacZ and Leu2) and a transcription factor LexA-TAi different from CTF7 in yeasts. In this way, peptides that specifically inhibit CTF7 can be distinguished from non-specific inhibitions.
Tabelle 4:Table 4:
Blaufärbung auf X-Gal-haltigen PlattenBlue staining on plates containing X-Gal
Identifizierte Wachstum auf Inhibierung von Inhibitoren Leucin- LexA-TAl auf defizienten Glukose Galaktose Galaktose PlattenIdentified growth on inhibition of leucine-LexA-TAl inhibitors on deficient glucose galactose galactose plates
A + - + -A + - + -
B + + + n.b.B + + + n.b.
C + + + n.b.C + + + n.b.
D + - + +D + - + +
E + - + -E + - + -
F + - + -F + - + -
G + - + -G + - + -
H + - + +H + - + +
Die Inhibitoren B und C färbten sich auch auf Glukose-haltigen Platten, also unabhängig von der Galaktose-induzierten TRX-Peptidexpression, blau. Dies bedeutet, daß in den entsprechenden Klonen keine inhibierenden Peptide exprimiert werden, welche die Blaufärbung verursachen. Von den Peptiden A, D, E, F, G und H stellten sich D und H als unspezifisch heraus, da sie auch in der Lage waren die LexA-TA-^ Domäne zu inhibieren. Die Inhibitoren A, E, F und G dagegen waren nur in der Lage die Aktivität von CTF7 zu reprimieren (n.b.: nicht bestimmt) .The inhibitors B and C also turned blue on plates containing glucose, ie independently of the galactose-induced TRX peptide expression. This means that no inhibiting peptides which cause the blue coloration are expressed in the corresponding clones. Of the peptides A, D, E, F, G and H, D and H turned out to be unspecific because they were also able to inhibit the LexA-TA- ^ domain. The inhibitors A, E, F and G, however, were only able to repress the activity of CTF7 (n.b .: not determined).
Beispiel 11Example 11
Identifikation spezifischer Inhibitoren der Protein- Protein-Wechselwirkung LexA-CTF2/AD1-TIM Der in Fig. 11 beschriebene Assay wird durchgeführt, um inhibierende Peptidsequenzen gegen die in Hefe aktive Protein-Protein-Interaktion LexA-CTF2 und TIM-AD (Altmann (1994) Disseration) zu screenen. LexA-CTF2 ist ein Fusionskonstrukt aus dem bakteriellen Repressor LexA und CTF2, einem Mitglied der NFI-Familie. Hierzu wird der Hefestamm INVScl mit den in Fig. 11 dargestellten Plasmiden transformiert und der Transformationsansatz auf einer Glukose-haltigen Minimalmediumplatte (20 x 20 cm; Uracil-, Tryptophan- und Histidin-defizient zur Selektion auf die Plasmide) ausgestrichen.Identification of specific inhibitors of the protein-protein interaction LexA-CTF2 / AD1-TIM The assay described in Figure 11 is performed to screen inhibitory peptide sequences against the yeast-active protein-protein interaction LexA-CTF2 and TIM-AD (Altmann (1994) dissertation). LexA-CTF2 is a fusion construct from the bacterial repressor LexA and CTF2, a member of the NFI family. For this purpose, the yeast strain INVScl is transformed with the plasmids shown in FIG. 11 and the transformation mixture is spread on a minimal medium plate containing glucose (20 × 20 cm; uracil, tryptophan and histidine deficient for selection on the plasmids).
Dieses Beispiel stellt die in Fig. 11 dargestellte Konfiguration dar.This example represents the configuration shown in FIG. 11.
1. Es werden Genanordnungen bereitgestellt, die für zwei wechselwirkende Hybridproteine des Transkriptionsregulators codieren sowie eine UAS- Sequenz und eine TATA-Box enthalten, wobei eine Anordnung für ein LexA-CTF2, einem Fusionskonstrukt aus dem bakteriellen Repressor LexA und CTF2, einem Mitglied der NFI-Familie (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905) codiert, sowie eine weitere Anordnung für ein Hybridprotein TIM-AD (Altmann (1994), Dissertation).1. Gene arrangements are provided which code for two interacting hybrid proteins of the transcription regulator and contain a UAS sequence and a TATA box, an arrangement for a LexA-CTF2, a fusion construct from the bacterial repressor LexA and CTF2, a member of the NFI Family (Altmann et al., Proc. Natl. Acad. Sei. (1994) 91, 3901-3905) and a further arrangement for a hybrid protein TIM-AD (Altmann (1994), dissertation).
pSH-CTF2/TIM (entspricht dem ersten regulatorischen Faktor) ist das entsprechende Plasmid, welches den ersten regulatorischen Faktor LexA-CTF2/ADl-TIM codiert.pSH-CTF2 / TIM (corresponds to the first regulatory factor) is the corresponding plasmid which encodes the first regulatory factor LexA-CTF2 / ADl-TIM.
2. pYES-Leu2/34-TetGST (Plasmid, welches den zweiten regulatorischen Faktor TetGST codiert und das Reportersystem beinhaltet) . 3. pYES2(TRPI)TRX-01igo-Pool (Peptid-Pool exprimierendes Konstrukt; Komplexität ca. 10*5).2. pYES-Leu2 / 34-TetGST (plasmid which encodes the second regulatory factor TetGST and contains the reporter system). 3. pYES2 (TRPI) TRX-01igo pool (construct expressing the peptide pool; complexity approx. 10 * 5).
a. Der erste regulatorische Faktor LexA-CTF2/ADl-TIM setzt sich, wie oben beschrieben, aus zweia. The first regulatory factor LexA-CTF2 / ADl-TIM consists of two, as described above
Fusionsproteinen LexA-CTF2 und AD1-TIM zusammen, wobei nur bei ungestörter Protein-Protein- Wechselwirkung der beiden Fusionsproteine ein aktiver erster regulatorischer Faktor pSH-CTF2/TIM vorliegt (siehe Fig. 11a) . Liegt kein Inhibitor vor, findet eine ungestörte Protein-Protein- Wechselwirkung statt und ein aktiver Transkriptionsregulator ist vorhanden. Der aktive Transkriptionsregulator LexA-CTF2/ADl-TIM bindet an seine entsprechende Bindestelle auf der DNAFusion proteins LexA-CTF2 and AD1-TIM together, an active first regulatory factor pSH-CTF2 / TIM being present only when the protein-protein interaction of the two fusion proteins is undisturbed (see FIG. 11a). If there is no inhibitor, there is an undisturbed protein-protein interaction and an active transcription regulator is present. The active transcription regulator LexA-CTF2 / ADl-TIM binds to its corresponding binding site on the DNA
(LexA-Bindestelle) , welche für das Tet-GST Gen codiert, und bewirkt eine Expression von Tet-GST. Tet-GST bindet an die entsprechende Bindestelle (Tet-GST Bindestelle) im Promotorbereich der Reportergene und reprimiert eine Expression der(LexA binding site), which codes for the Tet-GST gene, and causes expression of Tet-GST. Tet-GST binds to the corresponding binding site (Tet-GST binding site) in the promoter region of the reporter genes and represses expression of the
Reprotergene. Da Leu2 und/oder LacZ nicht exprimiert werden, findet weder Wachstum auf Leucin-defizientem Medium noch eine Blaufärbung nach Wachstum auf X-Gal-haltigem Medium statt.Reprotergenes. Since Leu2 and / or LacZ are not expressed, there is neither growth on leucine-deficient medium nor a blue color after growth on medium containing X-Gal.
b. Wird der Versuchsanordnung ein Inhibitor zugesetzt, wie z.B. ein Trx-Peptid, wird die Protein-Protein-Wechselwirkung der Fusionsproteine LexA-CTF2 und AD1-TIM gehemmt. Es liegt nun kein aktiver erster regulatorischer Faktor vor.b. If an inhibitor is added to the experimental set-up, e.g. a Trx peptide, the protein-protein interaction of the fusion proteins LexA-CTF2 and AD1-TIM is inhibited. There is now no active first regulatory factor.
Aufgrund des inaktiven ersten regulatorischenBecause of the inactive first regulatory
Faktors LexA-CTF2/ADl-TIM findet keine Expression des Tet-GST Gens (Repressor-Gen) statt. Da kein Repressor Tet-GST vorliegt, werden, nach Bindung eines weiteren Transkriptionsfaktors Gal4, die Reportergene Leu2 und/oder LacZ exprimiert.Factor LexA-CTF2 / ADl-TIM there is no expression of the Tet-GST gene (repressor gene). Since there is no repressor Tet-GST, after binding of a further transcription factor Gal4, which expresses reporter genes Leu2 and / or LacZ.
Im Detail wird der Versuch, wie folgt, durchgeführt:The test is carried out in detail as follows:
Die ca. 35.000 Kolonien wurden eingesammelt, für 5 Stunden in YPG-Medium (Galaktose-haltiges Vollmedium für Hefen) geschüttelt und auf Selektionsplatten ausgestrichen. Die Selektionsplatten besaßenThe approximately 35,000 colonies were collected, shaken for 5 hours in YPG medium (full galactose-containing medium for yeasts) and spread on selection plates. The selection plates had
Galaktose als Kohlenstoffquelle und waren Leucin-, Uracil-, Tryptophan- und Histidin-defizient. Im Zeitraum von 2 bis 5 Tagen sind 6 Kolonien (A, B, C, D, E, F) gewachsen. Aus diesen wurden zur weiteren Spezifizierung die für die inhibierenden Peptide kodierenden Plasmide isoliert und zusammen mit LexA- CTF2, TIM-AD und Tet-GST in Hefe exprimiert. Diesmal befand sich anstatt dem Leu2 das LacZ-Gen auf dem Reporteplasmid, so daß die inhibierende Wirkung der Peptide durch die Ausbildung eines zweiten Phänotyps untersucht werden konnte (Tabelle 5). Des weiteren wurden die Peptide exprimierenden Plasmide mit den beiden ReporterSystemen (LacZ und Leu2) und dem Transkriptionsfaktor LexA-TAl in Hefen transformiert. Auf diese Weise konnten die TIM-CTF2 Interaktion spezifisch inhibierende Peptide von Unspezifischen abgetrennt werden. Galactose as a carbon source and were deficient in leucine, uracil, tryptophan and histidine. 6 colonies (A, B, C, D, E, F) have grown over a period of 2 to 5 days. For further specification, the plasmids coding for the inhibiting peptides were isolated from these and expressed together with LexA-CTF2, TIM-AD and Tet-GST in yeast. This time, instead of the Leu2, the LacZ gene was on the report plasmid, so that the inhibitory effect of the peptides could be investigated by the formation of a second phenotype (Table 5). Furthermore, the plasmids expressing the peptides were transformed with the two reporter systems (LacZ and Leu2) and the transcription factor LexA-TAl in yeast. In this way the TIM-CTF2 interaction specifically inhibiting peptides could be separated from non-specific ones.
Tabelle 5:Table 5:
Blaufärbung auf X-Gal-haltigen PlattenBlue staining on plates containing X-Gal
Identifizierte Wachstum auf Inhibierung von Inhibitoren Leucin- LexA-TAl auf defizienten Glukose Galaktose Galaktose PlattenIdentified growth on inhibition of leucine-LexA-TAl inhibitors on deficient glucose galactose galactose plates
A + + + n.bA + + + n.b.
B + - + -B + - + -
C + + + n.b.C + + + n.b.
D + - + +D + - + +
E + - + +E + - + +
F + - + -F + - + -
Die Inhibitoren A und C färbten sich auch auf Glukose- haltigen Platten, also unabhängig von der Galaktose- induzierten TRX-Peptidexpression, blau. Dies bedeutet, daß in den entsprechenden Klonen keine inhibierenden Peptide exprimiert werden, welche die Blaufärbung verursachen. Von den Peptiden B, D, E und F stellten sich D und E als unspezifisch heraus, da sie auch in der Lage waren, die LexA- TAi Domäne zu inhibieren. Dagegen waren die Inhibitoren B und F nicht in der Lage, ADl-Tet zu reprimieren, sind also Inhibitoren für die CTF2-TIM Protein-Protein Wechselwirkung.The inhibitors A and C also turned blue on plates containing glucose, ie independently of the galactose-induced TRX peptide expression. This means that no inhibiting peptides which cause the blue coloration are expressed in the corresponding clones. Of the peptides B, D, E and F, D and E turned out to be unspecific, since they were also able to inhibit the LexATTAi domain. In contrast, inhibitors B and F were not able to repress ADl-Tet, so they are inhibitors for the CTF2-TIM protein-protein interaction.
In den dargestellten Versuchen 1 bis 11 ergeben sich bei verschiedenen Inhibitoren qualitative und/oder quantitative Unterschiede bezüglich der inhibitorischen Aktivität, d.h. neben einer vollständigen Hemmung des ersten regulatorischen Faktors sind auch graduelle Abschwächungen der Aktivität des ersten regulatorischen Faktors möglich. Entsprechend sind bei der Expression der Reportergene neben der vollständigen Expression auch graduelle Verstärkungen möglich und nachweisbar. In experiments 1 to 11 shown, there are qualitative and / or quantitative differences in inhibitory activity for different inhibitors, i.e. in addition to a complete inhibition of the first regulatory factor, gradual weakening of the activity of the first regulatory factor is also possible. Accordingly, in addition to full expression, gradual enhancements are also possible and detectable in the expression of the reporter genes.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Bestimmung der Aktivität mindestens eines ersten regulatorischen Faktors, welche über die1. Method for determining the activity of at least a first regulatory factor, which via the
Aktivität mindestens eines ReporterSystems nachweisbar ist, gekennzeichnet durch die folgendenActivity of at least one reporter system is detectable, characterized by the following
Schritte:Steps:
a. Bereitstellen mindestens eines Reportersystems mit mindestens einer ersten Genanordnung, welche mindestens ein Reportergen aufweist,a. Providing at least one reporter system with at least one first gene arrangement which has at least one reporter gene,
b. Bereitstellen mindestens einer zweiten Genanordnung, die für mindestens einen zweiten regulatorischen Faktor codiert, und Wechselwirkung des zweiten regulatorischen Faktors mit Komponenten des Reportersystems, wodurch auf die Aktivität des Reportersystems eingewirkt wird,b. Providing at least one second gene arrangement which codes for at least one second regulatory factor, and interaction of the second regulatory factor with components of the reporter system, thereby acting on the activity of the reporter system,
c. Einwirkung vorzugsweise auf die Aktivität des zweiten regulatorischen Faktors durch den mindestens einen ersten regulatorischen Faktor, undc. Influence preferably on the activity of the second regulatory factor by the at least one first regulatory factor, and
d. Nachweis der Aktivierung des mindestens einen Reportersystems durch Zugabe mindestens einer inhibitorischen Komponente über das Zusammenwirken der ersten und zweiten regulatorischen Faktoren.d. Detection of the activation of the at least one reporter system by adding at least one inhibitory component via the interaction of the first and second regulatory factors.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste regulatorische Faktor mit DNA- Abschnitten der für den zweiten regulatorischen Faktor codierenden zweiten Genanordnung wechselwirkt, wodurch auf die Expression des zweiten regulatorischen Faktors eingewirkt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the first regulatory factor interacts with DNA sections of the coding for the second regulatory factor second gene arrangement, thereby acting on the expression of the second regulatory factor.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite regulatorische Faktor an DNA-Abschnitte des Reportersystems bindet.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the second regulatory factor binds to DNA sections of the reporter system.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine erste regulatorische Faktor ein oder mehrere regulierende Komponenten enthält.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one first regulatory factor contains one or more regulatory components.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere regulierende Komponenten ein oder mehrere regulierende Proteine sind.5. The method according to claim 4, characterized in that the one or more regulatory components are one or more regulatory proteins.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das regulierende Protein oder die regulierenden Proteine ein oder mehrere Transkriptionsregulatoren sind.6. The method according to claim 5, characterized in that the regulating protein or the regulating proteins are one or more transcription regulators.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transkriptionsregulator oder die Transkriptionsregulatoren ein oder mehrere Transkriptionsfaktoren sind.7. The method according to claim 6, characterized in that the transcription regulator or the transcription regulators are one or more transcription factors.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das regulierende Protein oder die regulierenden Proteine den mindestens einen zweiten regulatorischen Faktor modifizieren.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the regulating protein or the regulating proteins modify the at least one second regulatory factor.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifikation des mindestens einen zweiten regulatorischen Faktors durch Kinasierung, Dephosphorylierung, Spaltung, Umfaltung oder Konformationsänderung erfolgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the modification of the at least one second regulatory factor is carried out by kinasing, dephosphorylation, cleavage, refolding or change of conformation.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zugabe der inhibitorischen Komponente auf die Wechselwirkung zwischen mindestens zwei Komponenten, welche gemeinsam den ersten regulatorischen Faktor bilden, und/oder auf die Aktivität des mindestens einen ersten regulatorischen Faktors eingewirkt wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the addition of the inhibitory component acts on the interaction between at least two components which together form the first regulatory factor, and / or on the activity of the at least one first regulatory factor.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zugabe der inhibitorischen Komponente auf die Wechselwirkung zwischen mindestens einem ersten regulatorischen Faktor und einem DNA-Abschnitt der mindestens einen zweiten Genanordnung eingewirkt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the interaction between at least a first regulatory factor and a DNA section of the at least one second gene arrangement is acted on by adding the inhibitory component.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der genannten Aktivität des ersten regulatorischen Faktors durch inhibitorische Komponenten zu einer Einwirkung auf die Genexpression der zweiten12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the influencing of said activity of the first regulatory factor by inhibitory components has an effect on the gene expression of the second
Genanordnung führt.Gene arrangement leads.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Inhibitor über eine Hemmung der Aktivität des regulierenden Proteins zu einer13. The method according to any one of claims 5 to 12, characterized in that an inhibitor via an inhibition of the activity of the regulating protein to a
Hemmung der Expression der zweiten Genanordnung führt.Inhibition of expression of the second gene assembly leads.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zugabe der inhibitorischen Komponente auf die Wechselwirkung zwischen mindestens zwei Komponenten eingewirkt wird, wobei die mindestens eine erste Komponente eine regulatorische Komponente ist oder enthält. 14. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the interaction between at least two components is acted upon by the addition of the inhibitory component, the at least one first component being or containing a regulatory component.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die regulatorische Komponente eine Proteinkomponente ist oder enthält.15. The method according to claim 14, characterized in that the regulatory component is or contains a protein component.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine erste Proteinkomponente ein Fusionsprotein ist.16. The method according to claim 15, characterized in that the at least one first protein component is a fusion protein.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die regulatorische Komponente eine inhibitorische Komponente ist oder enthält.17. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the regulatory component is or contains an inhibitory component.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine zweite Komponente mindestens eine Proteinkomponente ist oder enthält.18. The method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the at least one second component is or contains at least one protein component.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine zweite Proteinkomponente mindestens ein Fusionsprotein ist.19. The method according to claim 18, characterized in that the at least one second protein component is at least one fusion protein.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine zweite Komponente eine Verankerungsfunktion besitzt.20. The method according to any one of claims 14 to 19, characterized in that the at least one second component has an anchoring function.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten diese Proteinkomponenten im Cytoplasma lokalisiert sind.21. The method according to claim 20, characterized in that via an interaction of the at least two protein components, these protein components are localized in the cytoplasm.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten diese Proteinkomponenten an oder in einer Membran lokalisiert sind. 22. The method according to claim 20, characterized in that via an interaction of the at least two protein components, these protein components are located on or in a membrane.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zugabe einer inhibitorischen Komponente über eine Hemmung der Wechselwirkung zwischen den mindestens zwei Komponenten die mindestens eine erste Komponente, welche den inhibitorisch wirksamen Abschnitt enthält, freigesetzt wird und mit dem transkriptionsaktivierenden Faktor der Genanordnung für den zweiten regulatorischen Faktor interagiert.23. The method according to any one of claims 14 to 22, characterized in that by adding an inhibitory component via an inhibition of the interaction between the at least two components, the at least one first component, which contains the inhibitory section, is released and with the transcription activating Gene arrangement factor interacts for the second regulatory factor.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der transkriptionsaktivierende Faktor durch den freigesetzten inhibitorisch wirkenden Faktor gehemmt wird, wodurch eine Hemmung der Expression der zweiten Genanordnung erfolgt.24. The method according to claim 23, characterized in that the transcription-activating factor is inhibited by the released inhibitory factor, whereby the expression of the second gene arrangement is inhibited.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirtsorganismen Mikroorganismen, vorzugsweise Bakterien, oder eukaryotische Zellen, vorzugsweise Hefen, eingesetzt werden.25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that microorganisms, preferably bacteria, or eukaryotic cells, preferably yeasts, are used as host organisms.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Bakterienstamm Escherichia coli oder der Hefestamm Saccharomyces cerevisiae eingesetzt wird.26. The method according to claim 25, characterized in that the bacterial strain Escherichia coli or the yeast strain Saccharomyces cerevisiae is used.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Genprodukt des mindestens einen Reportergens nachweisbar ist.27. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one gene product of the at least one reporter gene is detectable.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachweis des Genproduktes durch eine oder mehrere Veränderungen des Phänotyps des Wirtsorganismus erfolgt. 28. The method according to claim 27, characterized in that the detection of the gene product is carried out by one or more changes in the phenotype of the host organism.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Genprodukt des Reportergens Zellwachstum der Wirtsorganismen in Mangelmedium ermöglicht.29. The method according to claim 28, characterized in that the at least one gene product of the reporter gene enables cell growth of the host organisms in deficient medium.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Genprodukt des Reportergens Leu2 ist und Zellwachstum in Leucin-defizientem Medium ermöglicht.30. The method according to claim 29, characterized in that the gene product of the reporter gene is Leu2 and enables cell growth in leucine-deficient medium.
31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Genprodukt des Reportergens LacZ Substrate in einer meßbaren Farbreaktion umsetzen kann.31. The method according to claim 28, characterized in that the gene product of the reporter gene LacZ can convert substrates in a measurable color reaction.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten32. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the said
Genanordnungen auf verschiedenen Vektoren angeordnet sind.Gene arrangements are arranged on different vectors.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Genanordnungen auf demselben Vektor angeordnet sind.33. The method according to any one of claims 1 to 31, characterized in that said gene arrangements are arranged on the same vector.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoren Plasmide sind.34. The method according to any one of claims 32 or 33, characterized in that the vectors are plasmids.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Vektoren mit einer oder mehreren Genanordnungen ins Wirtsgenom integriert sind.35. The method according to any one of claims 32 to 34, characterized in that one or more vectors with one or more gene arrangements are integrated into the host genome.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Genanordnung für mindestens einen Repressor codiert. 36. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second gene arrangement codes for at least one repressor.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Repressor auf die Expression des mindestens einen Reportergens einwirkt.37. The method according to claim 36, characterized in that the repressor acts on the expression of the at least one reporter gene.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Repressor durch Bindung an Komponenten des Reportersystems wirkt.38. The method according to any one of claims 36 or 37, characterized in that the repressor acts by binding to components of the reporter system.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindung des Repressors an Komponenten des39. The method according to claim 38, characterized in that the binding of the repressor to components of the
ReporterSystems durch weitere Agenzien reguliert werden kann.ReporterSystems can be regulated by additional agents.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Reporterplasmid eine LacZ-40. The method according to any one of claims 36 to 39, characterized in that a LacZ in a reporter plasmid
Leu2 Genanordnung und die Repressor-Genanordnung integriert sind.Leu2 gene arrangement and the repressor gene arrangement are integrated.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Genanordnung für mindestens eine Rekombinase codiert und die Reportersysteme Rekombinationselemente enthalten.41. The method according to any one of claims 1 to 35, characterized in that the second gene arrangement codes for at least one recombinase and the reporter systems contain recombination elements.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekombinase über Rekombinationsprozesse mindestens ein Reportergen eliminiert oder invertiert.42. The method according to claim 41, characterized in that the recombinase eliminates or inverts at least one reporter gene via recombination processes.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekombinase die sequenzspezifische Rekombinase Cre des Coliphagen Pl ist und das mindestens eine Reportergen flankierende lox P-Sequenzen als Rekombinationselemente aufweist.43. The method according to any one of claims 41 or 42, characterized in that the recombinase is the sequence-specific recombinase Cre of Coliphagen P1 and which has at least one reporter gene flanking lox P sequences as recombination elements.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13 und 25 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Transkriptionsregulator mindestens zwei Hybridproteine enthält, wobei die Hybridproteine von einer dritten Genanordnung codiert werden.44. The method according to any one of claims 6 to 13 and 25 to 43, characterized in that the Transcription regulator contains at least two hybrid proteins, the hybrid proteins being encoded by a third gene arrangement.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Hybridprotein ein Fusionsprotein aus einer DNA-Bindedomäne und einer ersten Proteinkomponente und ein zweites Hybridprotein ein Fusionsprodukt aus einer Aktivierungsdomäne des Transkriptionsregulators und einer zweiten45. The method according to claim 44, characterized in that a first hybrid protein is a fusion protein from a DNA binding domain and a first protein component and a second hybrid protein is a fusion product from an activation domain of the transcription regulator and a second
Proteinkomponente ist, wobei durch Bindung zwischen den beiden Proteinkomponenten der aktive Transkriptionsregulator entsteht.Protein component is, the active transcription regulator being formed by binding between the two protein components.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einwirkung auf die Wechselwirkung der Hybridproteine über inhibitorische Komponenten erfolgt.46. The method according to claim 45, characterized in that there is an effect on the interaction of the hybrid proteins via inhibitory components.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Proteinkomponenten von einer fünften Genanordnung codiert werden.47. The method according to any one of claims 15 to 24, characterized in that the at least two protein components are encoded by a fifth gene arrangement.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine erste Proteinkomponente einen Abschnitt, der mit der mindestens einen zweiten Proteinkomponente wechselwirkt, einen Abschnitt, der mit einem Transkriptionsfaktor wechselwirkt sowie einen inhibitorischen Abschnitt enthält, wobei erst nach Hemmung der Wechselwirkung der Bindung zwischen den mindestens zwei Proteinkomponenten die inhibitorisch wirkende erste Proteinkomponente die Expression des mindestens einen zweiten regulatorischene Faktors hemmt. 48. The method according to any one of claims 14 to 24, characterized in that the at least one first protein component contains a section which interacts with the at least one second protein component, a section which interacts with a transcription factor and an inhibitory section, only after inhibition the interaction of the bond between the at least two protein components, the inhibitory first protein component inhibits the expression of the at least one second regulatory factor.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine erste regulatorische Komponente ein Transkriptionsregulator oder Transkriptionsfaktor der Genanordnung des zweiten regulatorischen Faktors ist, der nach Inhibierung der Wechselwirkung mit der mindestens einen zweiten Proteinkomponente in seiner Aktivität reduziert oder inaktiviert wird, wodurch die Expression des zweiten regulatorischen Faktors gehemmt wird.49. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the at least one first regulatory component is a transcription regulator or transcription factor of the gene arrangement of the second regulatory factor, which reduces or inactivates its activity after inhibiting the interaction with the at least one second protein component which inhibits the expression of the second regulatory factor.
50. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese inhibitorischen Komponenten Naturstoffe wie Peptide, Nukleinsäuren und Kohlehydrate oder andere chemische Substanzen sind.50. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that these inhibitory components are natural substances such as peptides, nucleic acids and carbohydrates or other chemical substances.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die inhibitorischen Komponenten durch Mutagenese veränderte Bestandteile des mindestens einen ersten regulatorischen Faktors sind.51. The method according to claim 50, characterized in that the inhibitory components are mutagenesis-modified components of the at least one first regulatory factor.
52. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere vierte Genanordnung für die Expression von Peptiden bereitgestellt wird.52. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one further fourth gene arrangement is provided for the expression of peptides.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 46 und 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß durch die53. The method according to any one of claims 44 to 46 and 50 to 52, characterized in that by the
Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Hybridproteine des Transkriptionsregulators die Expression mindestens eines Repressor-Gens gesteuert wird, wodurch eine Veränderung der Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt. Action on the interaction of the at least two hybrid proteins of the transcription regulator, the expression of at least one repressor gene is controlled, as a result of which a change in the expression of the at least one reporter gene takes place.
54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hemmung der Wechselwirkung der Hybridproteine des Transkriptionsregulators die Expression des Repressor-Gens gehemmt wird und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.54. The method according to claim 53, characterized in that by inhibiting the interaction of the hybrid proteins of the transcription regulator, the expression of the repressor gene is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 46 und 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Hybridproteine des Transkriptionsregulators die55. The method according to any one of claims 44 to 46 and 50 to 52, characterized in that the effect on the interaction of the at least two hybrid proteins of the transcription regulator
Expression mindestens einer Rekombinase gesteuert wird, wodurch eine Veränderung der Expression mindestens eines Reportergens erfolgt.Expression of at least one recombinase is controlled, whereby a change in the expression of at least one reporter gene takes place.
56. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hemmung der Wechselwirkung der Hybridproteine des Transkriptionsregulators die Expression der Rekombinase gehemmt wird und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.56. The method according to claim 55, characterized in that by inhibiting the interaction of the hybrid proteins of the transcription regulator, the expression of the recombinase is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
57. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten die Expression mindestens eines Repressor-Gens gesteuert wird, wodurch eine57. The method according to any one of claims 14 to 24 and 47 to 49, characterized in that the expression of at least one repressor gene is controlled by the action on the interaction of the at least two protein components, whereby one
Veränderung der Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.The expression of the at least one reporter gene is changed.
58. Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hemmung der Wechselwirkung der58. The method according to claim 57, characterized in that by inhibiting the interaction of the
Proteinkomponenten die Expression des Repressor-Gens gehemmt wird und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.Protein components, the expression of the repressor gene is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
59. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einwirkung auf die Wechselwirkung der mindestens zwei Proteinkomponenten die Expression mindestens einer Rekombinase gesteuert wird, wodurch eine Veränderung der Expression mindestens eines Reportergens erfolgt.59. The method according to any one of claims 14 to 24 and 47 to 49, characterized in that by the Influence on the interaction of the at least two protein components, the expression of at least one recombinase is controlled, as a result of which a change in the expression of at least one reporter gene takes place.
60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hemmung der Wechselwirkung der Proteinkomponenten die Expression der Rekombinase gehemmt wird und eine Expression des mindestens einen Reportergens erfolgt.60. The method according to claim 59, characterized in that by inhibiting the interaction of the protein components, the expression of the recombinase is inhibited and the at least one reporter gene is expressed.
61. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wirtsorganismus gleichzeitig Genanordnungen für mindestens einen Repressor und mindestens eine Rekombinase bereitgestellt werden.61. The method according to any one of claims 41 to 60, characterized in that gene arrangements for at least one repressor and at least one recombinase are simultaneously provided in a host organism.
62. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß je nach eingestellten Versuchsbedingungen der Repressor oder die Rekombinase oder beide exprimiert werden.62. The method according to claim 61, characterized in that, depending on the test conditions set, the repressor or the recombinase or both are expressed.
63. Verwendung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 62 zur Ermittlung von inhibierenden Substanzen, die bevorzugt als Leitstrukturen einsetzbar sind.63. Use of one of the methods according to one of claims 1 to 62 for the determination of inhibitory substances which can preferably be used as lead structures.
64. Verwendung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die inhibierenden Substanzen Peptide sind.64. Use according to claim 63, characterized in that the inhibiting substances are peptides.
65. Verwendung nach einem der Ansprüche 63 oder 64, dadurch gekennzeichnet, daß die inhibierenden Substanzen und Peptide zur Entwicklung von Therapeutika eingesetzt werden. 65. Use according to one of claims 63 or 64, characterized in that the inhibiting substances and peptides are used for the development of therapeutic agents.
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