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上海信帆生物:IPTG誘導(dǎo)pET載體目的蛋白表達(dá)的原因分析

更新時(shí)間:2016-05-09      瀏覽次數(shù):2419

1)噬菌體DE3溶源化的菌株如BL21(DE3)是zui常用的表達(dá)菌株,噬菌體DE3是λ噬菌體的衍生株,構(gòu)建好的表達(dá)載體可以直接轉(zhuǎn)入表達(dá)菌株中,誘導(dǎo)蛋白的表達(dá)方式與lac啟動子一樣都是iptg誘導(dǎo)。

2)表達(dá)菌株BL21(DE3)上帶有l(wèi)acI基因,T7 RNA 聚合酶編碼基因以及l(fā)acUV5啟動子,lacUV5啟動子可以啟動T7 RNA 聚合酶的表達(dá);

3)表達(dá)質(zhì)粒如pET-28質(zhì)粒帶有T7啟動子和編碼阻遏蛋白lacI的基因,在插入目的基因后,lacI是失活的;

4)在非誘導(dǎo)條件下,表達(dá)菌株中表達(dá)出的lacI阻遏蛋白可以作用于T7 RNA 聚合酶前的lacUV5啟動子,從而抑制T7 RNA 聚合酶的表達(dá)。IPTG是乳糖類似物,可以與阻遏蛋白lacI結(jié)合,使其對lacUV5啟動子失去阻遏作用,T7 RNA 聚合酶得以合成,繼而與pET-28質(zhì)粒上的T7啟動子結(jié)合,啟動下游基因包括目的基因的表達(dá),從而產(chǎn)生目的蛋白。

需要注意的是:

由于T7 RNA 聚合酶的調(diào)控方式仍可能有痕量的本底表達(dá),控制基礎(chǔ)表達(dá)的手段之一是培養(yǎng)基外加葡萄糖,有助于控制本底表達(dá)水平。

二是采用帶有T7 lac啟動子的載體——這些質(zhì)粒在緊鄰T7啟動子的下游有一個(gè)lac操縱子序列。它們同樣帶有常規(guī)啟動子以及編碼lacI阻遏蛋白的序列,T7lac和 lacI啟動子位置交錯(cuò)。采用這種載體及DE3溶原菌,lac阻遏蛋白既可以作用于宿主染色體lacUV5 啟動子,抑制宿主聚合酶轉(zhuǎn)錄T7 RNA聚合酶,也可以作用于載體T7lac 啟動子,從而阻斷任何 T7 RNA聚合酶導(dǎo)致的目的基因轉(zhuǎn)錄。普通 T7 啟動子和 T7 lac 啟動子的區(qū)別在于蛋白表達(dá)的嚴(yán)緊性不同。T7 lac啟動子在啟動子區(qū)下游 17bp 處含有一個(gè) 25bp 的 lac 操縱序列,屬于高嚴(yán)緊性的啟動子。該位點(diǎn)結(jié)合lac阻遏蛋白能夠有效降低 T7 RNA 聚合酶的轉(zhuǎn)錄。而普通的 T7 啟動子表達(dá)量更高些。

如果這還不夠,更為嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控手段還有在宿主菌中表達(dá)另一個(gè)可以結(jié)合并抑制T7 RNA 聚合酶的基因——T7溶菌酶,降低本底表達(dá)。常用的帶溶菌酶質(zhì)粒有pLysS和pLysE,相容的ori都不會影響后繼的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化,前者表達(dá)的溶菌酶的水平要比后者低得多,對細(xì)胞生長影響小,而pLysE會明顯降低宿主菌的生長水平,容易出現(xiàn)過度調(diào)節(jié),增加蛋白表達(dá)的滯后時(shí)間,從而降低表達(dá)水平。

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