【酵母双杂交法的原理】酵母双杂交技术(Yeast Two-Hybrid, Y2H)是一种用于研究蛋白质-蛋白质相互作用的实验方法,广泛应用于分子生物学和功能基因组学研究中。该技术基于真核生物细胞内转录因子的功能特性,通过构建融合蛋白来检测两个目标蛋白之间是否发生相互作用。
一、基本原理总结
酵母双杂交系统的核心在于利用转录因子的结构特点:DNA结合域(BD) 和 激活域(AD)。当这两个结构域分别与不同的蛋白融合后,若这两个蛋白在细胞内发生相互作用,就会导致BD和AD的空间靠近,从而激活报告基因的表达。
具体来说:
- 诱饵蛋白(Bait):与DNA结合域(BD)融合;
- 猎物蛋白(Prey):与激活域(AD)融合;
- 如果诱饵与猎物蛋白相互作用,则BD和AD形成复合体,激活报告基因(如LacZ、HIS3、ADE2等),从而产生可检测的表型变化。
二、关键组成部分
| 组分 | 功能说明 |
| DNA结合域(BD) | 负责识别并结合特定的DNA序列,通常来源于Gal4转录因子 |
| 激活域(AD) | 负责激活下游基因的转录,同样来源于Gal4或其他转录因子 |
| 诱饵蛋白(Bait) | 与BD融合,用于筛选可能与其互作的蛋白 |
| 猎物蛋白(Prey) | 与AD融合,作为潜在的互作伙伴 |
| 报告基因 | 如LacZ、HIS3、ADE2等,用于指示互作是否发生 |
三、实验流程简述
1. 构建诱饵载体:将目标蛋白基因与BD融合,转入酵母细胞;
2. 构建猎物文库:将未知蛋白基因与AD融合,构建文库;
3. 共转化酵母细胞:将诱饵载体与猎物文库共同导入酵母;
4. 筛选阳性克隆:通过报告基因的表达情况判断是否有蛋白互作;
5. 验证互作结果:通过其他实验方法(如Co-IP、免疫荧光等)进一步验证。
四、优点与局限性
| 优点 | 局限性 |
| 可直接在活细胞中检测蛋白互作 | 需要构建大量文库,耗时较长 |
| 灵敏度高,可检测弱或瞬时互作 | 不能反映体内真实条件下的互作 |
| 适用于大规模筛选 | 无法确定互作的亚细胞定位 |
| 可用于鉴定新蛋白的互作伙伴 | 存在假阳性或假阴性结果 |
五、应用领域
酵母双杂交技术广泛应用于:
- 蛋白质相互作用网络的构建;
- 新基因功能的初步鉴定;
- 信号通路的研究;
- 药物靶点的发现与验证。
结语:酵母双杂交法作为一种经典的蛋白质相互作用研究工具,具有操作简便、结果直观等优势。随着技术的不断改进,其在生命科学研究中的应用前景愈发广阔。


