酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的GAL4蛋白（881个氨基酸，分子质量为99000u）是半乳糖降解酶（半乳糖激酶，半乳糖转移酶，半乳糖异构酶）基因gal的转录激活因子。它由两个物理上可以分开、功能上独立的结构域组成，即N端1～147氨基酸的DNA结合结构域（DNA binding domain，BD）和C端768～881氨基酸的转录激活结构域（transcription activation domain，AD）。BD可以和gal基因上游专一性的上游激活序列特异结合，通过AD激活下游gal基因的转录，单独的BD或AD都不能启动gal基因的转录。研究表明：不仅异源的BD与AD融合形成的融合蛋白可以起到转录激活的作用，而且由相互作用的蛋白通过非共价键将两个分离的结构域联系起来同样能启动下游基因的转录。酵母双杂合系统正是利用了GAL4的这一功能特点，通过检测下游报告基因是否转录表达来判断与BD和AD融合表达的两个蛋白间是否相互作用。基本步骤是将已知蛋白（X）基因与BD重组构建融合表达载体，以表达的融合蛋白X-BD为诱饵，同时构建与AD融合表达的cDNA文库，将已知融合表达载体与文库共转染酵母细胞，假如文库中的Y蛋白与X蛋白相互作用，就可以通过这种相互作用将BD与AD连接在一起，从而激活下游报告基因的转录和表达。这样通过检测报告基因的表达就可以从文库中筛选到与X蛋白相互作用的未知蛋白分子，见图14-1。利用酵母双杂合系统不仅可以筛选与已知蛋白相互作用的未知蛋白，而且在信号传导、细胞凋亡、基因表达调控等方面酵母双杂合系统也发挥着重要作用。
图14-1 酵母双杂合系统原理示意图
（a）DNA-BD/P-X融合蛋白可与GAL1 UAS特异结合，但是不能激活报告基因的转录(www.xing528.com)
（b）AD/P-Y融合蛋白不与GAL1 UAS特异结合，不能激活报告基因的转录
（c）通过P-X与P-Y的相互作用，使DNA-BD与AD连在一起，从而激活报告基因的转录
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