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酵母雙雜交系統在1989年由Fields和Song研究并開發，是目前探究蛋白質-蛋白質相互作用的所有實驗系統中簡單靈活且高效率的方法之一。可應用于互作蛋白的篩選、蛋白相互作用的鑒定/驗證，藥物作用位點篩選和藥物對蛋白互作影響研究等方面。

酵母雙雜交系統優勢

簡單高效：構建表達載體即可實現蛋白互作研究，省去蛋白表達、純化等步驟；

高敏感性：可滿足相對較弱的蛋白互作以及瞬時發生的蛋白互作檢測；

真實性優：一定程度上保留蛋白質的折疊與空間構像，最大限度接近真實生理形態；

應用廣泛：可對不同組織、器官、細胞、分化階段材料進行文庫構建和篩選；

酵母雙雜交原理

圖片11.png

圖片來源：維基百科

完整的酵母轉錄因子GAL4從結構上以及功能上可以劃分成相對獨立的兩個結構域: DNA結合結構域（BD）和DNA轉錄激活結構域（AD）。其中BD可以識別并結合GALA的上游激活序列UAS，而AD與BD相互靠近并結合會招募轉錄因子，從而促進下游轉錄機制的進行。在酵母雙雜交系統中，表達“誘餌”（bait）蛋白的cDNA構建到含BD的載體中，表達BD-bait融合蛋白，表達“獵物”（prey）蛋白的cDNA構建至含AD載體中，表達AD-prey融合蛋白。如果bait與prey蛋白之間有相互作用并能形成蛋白-蛋白復合物，可使AD和BD彼此靠近，從而激活下游轉錄機制的進行。通過檢測報告基因表達與否，可以獲取蛋白質間相互作用的有效信息。

常見的報告基因表達檢測方式

圖片12.png

圖片來源：Paiano A et al. Curr Protoc Protein Sci. 2019

功能互補：報告基因HIS、ADE、LACZ、MEL1的激活，使得酵母可在營養缺陷型培養基（缺乏Leu/Trp/His/Ade）上生長。

顯色反應：報告基因表達α-半乳糖苷酶，使X-α-Gal顯色底物變藍。有時還可選擇金擔子素A作為進一步檢測的報告因子。

通常選擇功能互補和顯色反應相結合的方式確保篩選到陽性菌落。

酵母雙雜系統的應用

1. 發現新的蛋白質和蛋白質的新功能

2. 在細胞體內研究抗原和抗體的相互作用

3. 篩選藥物的作用位點

4. 建立基因組蛋白連鎖圖。

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