Ryu, Chun-Jeih;Whitehurst, Charles E.;Chen, Jianzhu
BMB Reports
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v.41
no.8
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pp.575-580
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2008
Thymocyte-specific transcriptional regulatory systems can be used to better understand the relationship between transcription and V(D)J recombination during early T cell development. In this study, we generated transgenic mice expressing the transactivator Gal4-VP16 or the Gal4 DNA binding domain (Gal4-DBD) under the control of the lck proximal promoter, which is only active in immature thymocytes. From these studies Gal4-VP16 and Gal4-DBD expression was shown to significantly alter thymic cellularity and differentiation without significantly changing the $CD3^+$ thymocyte distribution. Furthermore, the presence of Gal4-VP16 or Gal4-DBD in the transgenic thymocytes retarded the mobility of the Gal4 DNA binding motif as determined by a gel mobility shift assay, suggesting that the developmental alteration did not affect the functional property of the transgenic proteins. These results indicated that lck promoter-driven Gal4-VP16 or Gal4-DBD expression did not affect $CD3^+$ mature thymocytes, thus this system can be applied to study transcriptional regulation of transresponder genes in bigenic mouse model thymocytes.
Based on plasmid display technology by the complexes of fusion protein and the encoding plasmid DNA, an in vitro selection method for high affinity DNA-binding protein was developed and experimentally demonstrated. The GAL4 DNA-binding domain (GAL4 DBD) was selected as a model DNA-binding protein, and enhanced green fluorescent protein (EGFP) was used as an expression reporter for the selection of target proteins. Error prone PCR was conducted to construct a mutant library of the model. Based on the affinity decrease with increased salt concentration, mutants of GAL4 DBD having high affinity were selected from the mutant protein library of protein-encoding plasmid complex by this method. Two mutants of (Lys33Glu, Arg123Lys, Ile127Lys) and (Ser47Pro, Ser85Pro) having high affinity were obtained from the first generation mutants. This method can be used for rapid in vitro selection of high affinity DNA-binding proteins, and has high potential for the screening of high affinity DNA-binding proteins in a sequence-specific manner.
INtegrase Interactor 1 protein (INI1/hSNF5) or BRG1-associated factor 47 (BAF47) is a SWI/SNF-related matrix associated actin dependent regulator of chromatin subfamily B member. DNA binding domain of INI1/hSNF5 is cloned into E.coli expression vectors, pET32a and purified as a monomer using size exclusion chromatography. NMR data show that $INI1^{DBD}$ has folded state with high population of ${\alpha}$-helices. By fluorescence-quenching experiments, binding affinities between $INI1^{DBD}$ and two double stranded DNA fragments were determined as $29.9{\pm}2.6{\mu}M$ (GAL4_1) and $258.7{\pm}5.8$ (GAL4_2) ${\mu}M$, respectively. Our data revealed that DNA binding domain of INI1/hSNF5 binds to transcriptional DNA sequences, and it could play an important role as a transcriptional regulator.
Endocrine disruptors (EDs) are the chemicals that affect endocrine systems through activation or inhibition of steroid hormone response. It is necessary to have a good system to evaluate rapidly and accurately endocrine-disrupting activities of suspected chemicals and their degradation products. The key targets of EDs are nuclear hormone receptors, which bind to steroid hormones and regulate their gene transcription. We constructed a co-expression system of Gal4p DNA binding domain (DBD)- ligand binding domain of human estrogen receptor $\alpha$ or $\beta$, and Gal4p transactivation domain (TAD)-co-activator AIB-1, SRC-1 or TIF-2 in Saccharomyces cerevisiae with a chromosome-integrated lacZ reporter gene under the control of CYC1 promoter and Gal4p binding site (GAL4 upstream activating sequence, GAL4$_{UAS}$). Expression of this reporter gene was dependent on the presence of estrogen or EDs in the culture medium. We found that the two-hybrid system with combination of the hER$\beta$ LBD and co-activator SRC-1 was most effective in the xenoestrogen-dependent induction of reporter activity. The extent of transcriptional activation by those chemicals correlated with their estrogenic activities measured by other assay systems, indicating that this assay system is efficient and reliable for measuring estrogenic activity. The data in this research demonstrated that the yeast detection system using steroid hormone receptor and co-activator is a useful tool for identifying chemicals that interact with steroid receptors.s.
To improve sensitivity of biosensor as yeast two-hybrid detection system for estrogenic activity of suspected chemicals, we tested effects of several combinations of the bait and fish components in the two-hybrid system on Saccharomyces cerevisiae inducted a chromosome-integrated lacZ reporter gene that was under the control of CYC1 promoter and the upstream Gal4p-binding element $UAS_{GAL}$. The bait components that were fused with the Gal4p DNA binding domain are full-length human estrogen receptor ${\alpha}$ and its ligand-binding domain. The fish components that were fused with the Gal4p transcriptional activation domain were nuclear receptor-binding domains of co-activators SRC1 and TIF2. We found that the combination of the full-length human estrogen receptor ${\alpha}$ with the nuclear receptor-binding domain of co-activator SRC1 was most effective for the estrogen-dependent induction of reporter activity among the two-hybrid systems so far reported. The relative strength of transcriptional activation by representative natural and xenobiotic chemicals was well correlated with their estrogenic potency that had been reported with other assay systems.
We have used a transient expression assay employing Drosophila S2 cells to study the transcriptional repression activity of a 27 amino acid residue-long repression domain FS1 which was generated by a frame-shift in a pair-rule gene, even-skipped of Drosophila melanogaster. In an attempt to define a minimal requirement for the repression activity, we constructed a series of truncation mutant forms of the FS1, fused to a heterologous GAL4 DNA-binding domain, and measured their activities. All of the mutant forms, including the GAL4-FS1 (5-23) which retains the smallest number (19) of amino acid residues of FS1, were found to repress an initiator, a minimal TATA-lacking promoter, in a GAL4-binding-site-dependent manner. These findings suggest that a 19 amino acid residue-long region, rich in proline and leucine residues, is a transcriptional repression domain and may interact with the general transcription machinery.
Kim, Jin-Ik;Kaufman, Randal J.;Back, Sung Hoon;Moon, Ja-Young
Molecules and Cells
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v.42
no.11
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pp.783-793
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2019
When endoplasmic reticulum (ER) functions are perturbed, the ER induces several signaling pathways called unfolded protein response to reestablish ER homeostasis through three ER transmembrane proteins: inositol-requiring enzyme 1 (IRE1), PKR-like ER kinase (PERK), and activating transcription factor 6 (ATF6). Although it is important to measure the activity of ATF6 that can indicate the status of the ER, no specific cell-based reporter assay is currently available. Here, we report a new cell-based method for monitoring ER stress based on the cleavage of $ATF6{\alpha}$ by sequential actions of proteases at the Golgi apparatus during ER stress. A new expressing vector was constructed by using fusion gene of GAL4 DNA binding domain (GAL4DBD) and activation domain derived from herpes simplex virus VP16 protein (VP16AD) followed by a human $ATF6{\alpha}$ N-terminal deletion variant. During ER stress, the GAL4DBD-VP16AD(GV)-$hATF6{\alpha}$ deletion variant was cleaved to liberate active transcription activator encompassing GV-$hATF6{\alpha}$ fragment which could translocate into the nucleus. The translocated GV-$hATF6{\alpha}$ fragment strongly induced the expression of firefly luciferase in HeLa Luciferase Reporter cell line containing a stably integrated 5X GAL4 site-luciferase gene. The established double stable reporter cell line HLR-GV-$hATF6{\alpha}$(333) represents an innovative tool to investigate regulated intramembrane proteolysis of $ATF6{\alpha}$. It can substitute active pATF6(N) binding motif-based reporter cell lines.
A GAL4 type transcription factor gene (formally annotated as AN3912) locating downstream of sndA (AN3911) was characterized. The putative transcription factor carries both Zn(II)2Cys6 binuclear cluster DNA-binding domain and transcription activator domain. The gene named gtfA (gal4 type transcription factor) had an open reading frame which consisted of 762 amino acids and was disrupted by three introns. The deletion mutant produced reduced amount of conidia but increased amount of fruiting bodies, suggesting that the GtfA make function in decision of asexual preferential to sexual development. The forced over expression of gtfA caused the retardation of fruiting body formation on high glucose concentration. The transcript level of gtfA was kept constant through the life cycle except late vegetative stage and early sexual development stage during which slight increase was found. The expression of gtfA was not significantly affected by sexual or asexual development regulators, such as VeA, NsdD or FluG, FadA, and SfaD. The GtfA repressed the nsdC transcription, which suggested that GftA control sexual development negatively via negative regulation of nsdC expression.
A cDNA that was rapidly induced upon abscisic acid, cold, drought, mechanical wounding and to a lesser extent, by high salinity treatment, was isolated from Arabidopsis seedlings. It was classified as DREB subfamily member based on multiple sequence alignment and phylogenetic characterization. Since it encoded a protein with a typical ERF/AP2 DNA-binding domain and was closely related to the TINY gene, we named it TINY2. Gel retardation assay revealed that TINY2 was able to form a specific complex with the previously characterized DRE element while showed only residual affinity to the GCC box. When fused to the GAL4 DNA-binding domain, either full-length or its C-terminus functioned effectively as a trans-activator in the yeast one-hybrid assay while its N-terminus was completely inactive. Our data indicate that TINY2 could be a new member of the AP2/EREBP transcription factor family involved in activation of down-stream genes in response to environmental stress.
The aromatic hydrocarbon receptor (AhR) is a cytosolic protein that binds the environmental pollutant, dioxin. The liganded AhR translocates into the nucleus where it heterimerizes with a constitutive nuclear protein, AhR nuclear translocator (Arnt). The N-terminal regions of both AhR and Arnt contain basic helix-loop-helix (bHLH) and Per-AhR-Arnt-Sim (PAS) motifs that are required for DNA binding, dimerization, and ligand binding whereas the C-terminal regions of both AhR and Arnt contain transactivation domains. Here, results from the mammalian two-hybrid system indicate that Arnt can make a homodimer but AhR cannot. In the presence of dioxin, the interaction between AhR and Arnt is stronger than that of the Arnt homodimer, suggesting that Arnt prefers to make a heterodimer with the liganded AhR rather than a homodimer. Transfection analyses using the GAL4-driven reporter system suggest that AhR's N-terminal region represses its own transactivation domain, as well as exogenous transactivation domains such as Sp 1 and VP16. Interestingly, the repressed transactivation domains of AhR are activated by ligand-dependent heterodimerization with Arnt. These observations suggest that heterodimerzation with Arnt is necessary not only for DNA binding but also for activation of the repressed transactivation capability of AhR.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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