什么是金黄色葡萄球菌素 A
金黄色葡萄球菌素 A (AbA) 是从丝状真菌出芽短梗霉 R106 号中分离出来的一种环肽类抗生素,具有很强的抗真菌特性,在低浓度(0.1-0.5 μg/mL)下对酵母有毒性。AbA 的作用机制是通过抑制酵母中 AUR1 基因编码的酶肌醇磷酰神经酰胺合酶 (IPC 合酶) 的活性,阻止神经酰胺合成肌醇磷脂,导致鞘脂缺乏,细胞膜破裂,从而杀死菌株。对 AbA 敏感的真菌种类包括酿酒酵母、粟酒裂殖酵母、光滑假丝酵母、构巢曲霉和黑曲霉。
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图 1 AbA 的结构式,CAS#127785-64-2
研究发现,酿酒酵母的AUR1基因与构巢曲霉的AURA基因是同源的,均编码IPC合酶。因此,这两个基因的突变可以赋予菌株较强的AbA抗性,例如突变基因AUR1-C。AbA非常适合作为筛选阳性克隆的药物筛选标记,并且不需要条件优化,背景非常低。AbA抗性也是酵母单/双杂交研究的理想报告基因,并且与携带相应抗性的酵母杂交系统兼容。
什么是酵母单/双杂交系统
酵母双杂交系统(Yeast two-hybrid analysis)是由Fields和Song等人根据真核生物转录调控的特点创建的,可以快速、直接地分析已知蛋白质间的相互作用,广泛应用于抗原抗体相互作用的研究、新蛋白质及新蛋白质功能的发现、药物靶点的筛选以及建立基因组蛋白质连锁图谱等。酵母双杂交的原理是真核生物的转录激活因子含有两个不同的结构域:DNA结合域(DNA binding domain,DNA-BD)和DNA转录激活域(Activation domain,AD),两个结构域可以独立分开而不影响彼此的功能。BD和AD单独存在时并不能激活转录反应,只有当二者在空间上足够接近时,才表现出完整的转录激活因子的活性,使下游基因得以转录。通过构建两个待研究蛋白质(蛋白质X和蛋白质Y)分别带有BD和AD结构域的融合质粒,在同一酵母细胞中表达,如果两个蛋白质之间没有相互作用,则报告基因不会转录;如果两个蛋白质相互作用,由于BD和AD结构域在空间上靠近,因此报告基因被转录。
图2 酵母双杂交原理图 [1]
酵母单杂交技术是在酵母双杂交基础上发展起来的一种研究核酸-蛋白质相互作用的工具,广泛应用于研究真核细胞中基因的表达调控,如鉴定已知DNA与已知蛋白质之间是否有相互作用;分离与目标顺式调控元件或其他短DNA结合位点结合的新蛋白质;准确定位已证实能相互作用的DNA结合位点以及分析蛋白质的DNA结合结构域。其基本原理是在最基本的启动子(最小启动子,Pmin)上游构建已知的顺式作用元件,在Pmin下游连接报告基因。将编码待测转录因子的cDNA与酵母AD结构域表达载体融合,导入酵母细胞。如果该基因的产物能够与顺式作用元件结合,就能激活Pmin启动子,使报告基因表达。
图3 酵母单杂交原理图 [2]
对于酵母单/双杂交研究,
乙细菌菌株 | 麦克风 (n克/毫升) | |
酿酒酵母 | ATCC9763 (二倍体) | 200-400 |
SH3328 (单倍体) | 100 | |
清酒酵母 (二倍体) | 100-200 | |
烧酒酵母 (二倍体) | 100 | |
啤酒酵母 (三倍体或四倍体) | 100 | |
面包酵母 (二倍体) | 200-400 | |
裂殖酵母 | JY-745 (单倍体) | 100 |
白色念珠菌 | TIMM-0136 (二倍体) | 40 |
热带念珠菌 | TIMM-0324 (二倍体) | 80 |
应用案例
为研究GmWRKY31蛋白在GmSAGT1基因启动子上的结合位点,在酵母单杂交实验中,将目的DNA序列插入含有尿嘧啶报告基因Ura3的pBait-AbAi载体中,位于AUR1-C基因上游。用相应质粒转化酵母后,悬浮于0.9% NaCl溶液中,调节OD600为0.005。随后取100μL样品涂布于含有500ng/mL AbA的平板上,倒置,30℃培养3-5天[3]。
图3 GmWRKY31蛋白与含有片段F16、F20、F73、delF16、delF20或delF73的酵母菌株的相互作用。
使用我们的试剂发表的文章
[1] 张淑南,张玉义,李康宁,等,氮通过花期调节剂介导水稻开花时间和氮利用效率,当代生物学,第31卷,第4期, 2021年, https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.10.095。 (如果:10.834)
[2] 况嘉英, 徐迎春, 刘一丹, 等. 以NnSnRK1为中心的荷花遮荫诱导早期开花终止调控网络,环境与实验植物学,第221卷,2024,105725, https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2024.105725。 (如果:5.7)
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参考文档
[1] Paiano A 等人。酵母双杂交试验鉴定相互作用蛋白。Curr Protoc Protein Sci。2019 年 2 月;95(1):e70。
[2] John S 等人。酵母单杂交试验:历史和技术视角。方法。2012 年 8 月;57(4): 441-447。
[3] Dong H 等。大豆 WRKY TFs 对霜霉病菌感染的转录组分析。基因组学。2019 年 12 月;111(6):1412-1422。