酵母双杂交(yeast two-hybrid)技术,是研究蛋白之间相互作用的一种新方法。为了应用这一技术发现PTA1的配体及其信号转导蛋白,本文将PTA1胞膜外区的两个结构域和胞浆区分别克隆入酵母双杂交表达载体中,经测序表明克隆正确,为下一步通过酵母双杂交技术进行靶蛋白的筛选打下了基础。
1材料与方法
1.1材料含有PTA1全部序列的真核表达载体pEF-BOS-PTA1由本室保存。酵母双杂交表达载体pLexA,由本校生物化学教研室药立波教授提供;克隆载体pBluescriptKS(-)和大肠杆菌DH5α,均由本室保存。限制性内切酶EcoRI;BamHI和T4DNA连接酶,购自大连宝生物工程公司。WizardPlus质粒纯化试剂盒,购自Promega公司,NucleoTrap胶回收试剂盒,购自Clontech公司。
1.2方法
1.2.1PCR引物的设计通过计算机辅助分析,根据PTA1序列,参考表达载体pLexA的读框,分别设计了针对其胞膜外区两个结构域(P1U/P1D,P2U/P2D)和胞浆区(P3U/P3D)的特异性引物,引物的序列为:
P1U:5′CGGAATTCGAAGAGGTGCTTTGG3′
P1D:5′CGGAATCCAAAACTATCGTACTG3′
P2U:5′CGGAATTCTTTGAGGCAGCTGTG3′
P2D:5′GCGGATCCAGTCAATCTCATCACGAAGG3′
P3U:5′CGGAATTCCCACACCAAACAGAAGGAGAAGG3′
P3D:5′CGGGATCCTTAAACTCTAGTCTTTGG3′
每个上游引物加入EcoRI酶切位点,下游引物加入BamHI酶切位点。由于胞浆区较小,所以在P3U启始处加了3个刚性氨基酸-脯氨酸残基密码子。
1.2.2PCR扩增PTA1各个片段以含有PTA1全长的真核表达载体pEF-BOS-PTA1为模板,分别以P1U/P1D,P2U/P2D,P1U/P2D和P3U/P3D引物扩增PTA1胞膜外区的第一、二个结构域、胞膜外区全长和胞浆区。反应条件为:94℃ 40s,58℃ 60s,72℃ 90s,进行30个循环。
1.2.3PCR产物的克隆将PCR产物加两倍体积乙醇和1/10体积的乙酸铵沉淀后,溶于27μl去离子水中。加3μl10×bufferK,1μlEcoRI(10U)和1μlBamHI(10U)酶切,琼脂糖电泳回收酶切片段。克隆载体pBluescriptKS(-)同样酶切回收后,按片段∶载体为3∶1的比例,用T4DNA连接酶于16℃连接过夜。取连接产物2μl,转化感受态DH5α,37℃培养16h,挑取菌落,以碱裂解小量法提取质粒,进行EcoRI/BamHI双酶切及PCR鉴定。鉴定正确后,送大连宝生物工程公司测序。
1.2.4pLexA表达载体的构建将含有PTA1各个片段的pBluescriptKS(-)载体纯化后,用EcoRI/BamHI双酶切,回收切下的小片段。用EcoRI/BamHI双酶切pLexA载体,回收后与PTA1各个小片段连接,连接产物转化感受态DH5α。培养出菌落后,小量提质粒,用EcoRI/BamHI双酶切和PCR鉴定。
2结果
2.1PTA1各片段的PCR扩增以含有PTA1全长的真核表达载体pEF-BOS-PTA1为模板,分别扩增PTA1胞膜外区的第一、二个结构域、胞膜外区全长和胞浆区。经琼脂糖电泳后,可分别见到长度为352bp,362bp,695bp和211bp的片段,分别命名为A1-1,A1-2,A1-12和A1-3(图1-A)。
图1PTA1酵母双杂交载体的构建
(A)PTA1各个片段的PCR结果;(B) pBluescript KS(-)与PTA1各片段重组质粒的酶切鉴定;(C)pLexA与PTA1各片段重组质粒的酶切鉴定
1: A1-1; 2: A1-2; 3: A1-12; 4: A1-3; 5: Biolabs 100 bp ladder
2.2PTA1各片段向pBluescriptKS(-)的克隆PTA1各片段用EcoRI/BamHI双酶切后,与同样,双酶切的pBluescriptKS(-)载体连接,转化DH5α,筛选得到含有插入片段的阳性克隆。小量法提质粒后,用EcoRI/BamHI双酶切,可切下相应大小的片段(图1-C)。测序结果表明,序列正确(测序结果略)。
2.3PTA1各片段由pBluescript KS(-)向pLexA的亚克隆将含有插入片段的pBluescript KS(-)载体用EcoRI/BamH I双酶切后,回收切下的PTA1片段,与同样双酶切的pLexA载体连接,转化DH5α,筛选得到含有插入片段的阳性克隆。小量法提质粒后,用EcoRI/BamHI双酶切,可切下相应大小的片段(图1-B)。
3讨论
酵母双杂交技术是90年代兴起的一种研究蛋白质之间相互作用的新技术〔4〕。依据真核转录因子的DNA结构域与活化域分离的特性,将靶蛋白和钓饵蛋白分别与二者结合。只有靶蛋白与钓饵蛋白可相互作用时,转录因子所调控的报告基因才能表达。所以依据报告基因表达与否,即可判断靶蛋白与钓饵蛋白之间是否作用。采用这种技术,不但可以验证已知蛋白之间的相互作用,也可以通过筛选靶蛋白表达文库来寻找与靶蛋白结合的新的蛋白。所以应用酵母双杂交技术,对寻找PTA1的配体及其信号转导蛋白是一条新的技术路线。
PTA1的胞膜外区由两个Ig样结构域组成,目前还没有任何证据表明,是哪一个结构域与配体结合,也许两个结构域均可与配体结合,或者两个结构域分别与不同的配体结合。所以在设计双杂交载体时,应将PTA1胞膜外区两个结构域分别及全部克隆入表达载体。这样,如果筛选到阳性结果,将可同时了解到与该配体结合的结构域。酵母属真核细胞,相对于原核细胞的表达而言,其表达产物更接近于天然。我们采用Clontech公司的MACTHMAKER LexA酵母双杂交系统,蛋白表达量高,具有双重报告基因,因而敏感性更高。但其与其它蛋白表达系统一样,酵母中蛋白的表达也具有一定的不确定性,只有待所构建的载体在酵母中转化并表达后,才能确定所插入的片段是否正确表达。
作者简介:李德敏,男,29岁,博士生。西安市长乐西路17号,Tel.(029)3374531
参考文献
[1]Sherrington PD, Scott JL, Jin B, et al. TLiSA1(PTA1) activation antigen implicated in T cell differentiation and platelet activation is a member of the immunoglobulin superfamily exhibiting distinctive regulation of expression. J Biol Chem, 1997;272(35):21735
[2] Shibuya A, Campbell D, Hannum C, et al. DNAM-1, a novel adhesion molecule involved in the cytolitic function of T lymphocytes. Immunity, 1997; 4:573~582
[3]Shibuya A, Lanier LL, Phillips JH. Protein Kinase C is involved in the regulation of both signaling and adhesion mediated by DNAX accessory Molecule 1 receptor. J Immunol,1998; 161:1671~1676
[4] Fields S, Sternglanz R. The two-hybrid system: an assay for protein-protein interaction. Traned Genet, 1994; 10:286~292
[5]金冬雁,黎孟枫,译.分子克隆实验指南.北京科学出版社,第2版.1992:1~74
收稿:1999-01-22
修回:1999-03-04
