原核真核启动子及BL21相关知识.pdf
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原核真核启动子及BL21相关知识 引言: 原核真核启动子是指在原核生物和真核生物中起始转录的启动子。BL21是大肠杆菌(E. coli)的一种菌株,常用于蛋白质表达和基因工程。BL21(DE3)和BL21(DE3)pLysS是BL21的衍生株,用于表达T7启动子控制的目的基因。 1. BL21、BL21(DE3)和BL21(DE3)pLysS的比较 BL21是大肠杆菌的一种菌株,不能表达T7启动子控制的目的基因,但可以表达大肠杆菌启动子lac、tac、trc及trp控制的基因。BL21(DE3)是λ DE3溶原菌,带有T7 RNA聚合酶基因,可以用于表达T7启动子控制的目的基因,也可以表达大肠杆菌启动子lac、tac、trc及trp控制的基因。BL21(DE3)pLysS含有pLysS质粒,一种与pET共存的表达T7裂解酶的质粒,可以减少目的基因的本底表达,提供更严紧的控制。 2. 真核原核启动子的类型 真核原核启动子有多种类型,包括lac、tac、trc、trp、λPR和T7等。lac启动子是最早应用于的表达系统,由启动子lacP+操纵基因lacO+结构基因组成。tac启动子是trp启动子和lacUV5的拼接杂合启动子,具有比lacUV5更高的转录效率和受lacI阻遏蛋白调控的强启动子特性。trc启动子是trp启动子和lac启动子的拼合启动子,同样具有比trp更高的转录效率和受lacI阻遏蛋白调控的强启动子特性。 3. IPTG诱导表达系统 IPTG是lac诱导表达系统中最常用的诱导物质,但IPTG有某些毒性,研究人员正在寻找替代IPTG的方法。有一种方法是使用乳糖代替IPTG作为诱导物。另一种方法是使用lacI的温度敏感突变体,30℃下抑制转录,42℃开始发挥作用。 4. λ噬菌体转录启动子PL、PR λ噬菌体转录启动子PL、PR是以λ噬菌体转录启动子为基础的,受控于λ噬菌体cI基因产物。cI基因的温度敏感突变体cI857(ts)常常被用于调控PL、PR启动子的转录。同样也是30℃下阻遏启动子转录,42℃下解除抑制开始转录。 5. T7启动子 T7启动子是当今大肠杆菌表达系统的主流,功能强大兼专一性高的启动子经过巧妙的设计而成为原核表达的首选。T7启动子完全专一受控于T7 RNA聚合酶,而高活性的T7 RNA聚合酶合成mRNA的速度比大肠杆菌RNA聚合酶快5倍。当二者同时存在时,宿主本身基因的转录竞争不过T7表达系统,几乎所有的细胞资源都用于表达目的蛋白;诱导表达后仅几个小时目的蛋白通常可以占到细胞总蛋白的50%以上。 6. BL21(DE3)的应用 BL21(DE3)是λ DE3溶原菌,带有T7 RNA聚合酶基因,可以用于表达T7启动子控制的目的基因,也可以表达大肠杆菌启动子lac、tac、trc及trp控制的基因。BL21(DE3)是最常用的表达菌株,构建好的表达载体可以直接转入表达菌株中,诱导调控方式和lac一样都是IPTG。 结论: 原核真核启动子及BL21相关知识是基因工程和蛋白质表达中非常重要的一部分。了解不同的启动子和表达系统可以帮助研究人员选择合适的表达系统来表达目的基因。BL21(DE3)和BL21(DE3)pLysS是常用的表达菌株,用于表达T7启动子控制的目的基因。
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