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大腸桿菌表達系統中,常見的誘導型啟動子各有什么誘導特點??

日期:2025-11-11 13:43:14

    在大腸桿菌表達系統中,T7啟動子和lac啟動子是兩種常用的誘導型啟動子,其誘導特點存在顯著差異,主要體現在誘導劑類型、調控機制、誘導強度及適用場景等方面:
T7啟動子的誘導依賴于T7RNA聚合酶的特異性識別,而T7RNA聚合酶的表達通常由lac啟動子調控。其經典誘導劑是異丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG),IPTG通過與lac阻遏蛋白(LacI)結合,解除對T7RNA聚合酶基因的抑制,間接啟動T7啟動子控制的目的基因轉錄。該啟動子的誘導強度極高,能高效驅動目的基因大量表達,尤其適合需要高產量重組蛋白的場景,但強表達可能對宿主細胞造成代謝負擔,甚至影響細胞生長。此外,T7啟動子的調控具有高度特異性,僅在含有T7RNA聚合酶基因的宿主菌(如BL21(DE3))中起作用,基礎表達較低(因LacI的持續抑制),背景表達少。
 
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    lac啟動子(包括其衍生的tac、trc啟動子)的調控直接依賴lac阻遏蛋白。未誘導時,LacI結合在啟動子區域的操縱基因上,抑制轉錄;誘導劑(如IPTG或乳糖)與LacI結合后,使其構象改變并脫離操縱基因,啟動轉錄。相比T7啟動子,lac啟動子的誘導強度較低,表達量適中,對宿主細胞的毒性較小,更適合表達對細胞生長有影響的蛋白。不過,其基礎表達相對較高(阻遏作用不完全),可能導致目的蛋白在誘導前就有一定量表達;且乳糖作為誘導劑時,會被細胞代謝消耗,需持續補充,而IPTG不被代謝,誘導效果更穩定。
 
    T7啟動子以高強度表達為核心特點,依賴IPTG間接誘導;lac啟動子則以中強度、低毒性為特征,可通過IPTG或乳糖直接誘導,二者適用于不同的蛋白表達需求。