原核真核启动子及BL21相关知识.pdf

感受态BL21、BL21(DE3)及BL21(DE3)pLysS

BL21没有T7RNA聚合酶基因,因此不能表达T7启动子控制的目的基因,但是可以表

达大肠杆菌启动子lac、tac、trc及trp控制的基因。

BL21(DE3)是λDE3溶原菌，带有T7RNA聚合酶，可用于表达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。

真核原核启动子

原核：

几个常用的启动子和诱导调控表达系统

1.最早应用于的表达系统的是Lac乳糖操纵子，由启动子lacP+操纵基因lacO+结

构基因组成。其转录受CAP正调控和lacI负调控。

2.lacUV5突变能够在没有CAP的存在下更有效地起始转录，该启动子在转录水平上只受lacI

的调控，因而随后得到了更广泛采用。lacI产物是一种阻遏蛋白，能结合在操纵基因lacO上

从而阻遏转录起始。乳糖的类似物IPTG可以和lacI产物结合，使其构象改变离开lacO，

从而激活转录。这种可诱导的转录调控成为了大肠杆菌表达系统载体构建的常用元件。

3.tac启动子是trp启动子和lacUV5的拼接杂合启动子，且转录水平更高，比lacUV5更优

越。

4.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。

5.在常规的大肠杆菌中，lacI阻遏蛋白表达量不高，仅能满足细胞自身的lac操纵子，无

法应付多拷贝的质粒的需求，导致非诱导条件下较高地表达，为了让表达系统严谨调控产物

表达，能过量表达lacI阻遏蛋白的lacIq突变菌株常被选为Lac/Tac/trc表达系统的表达

菌株。现在的Lac/Tac/trc载体上通常还带有lacIq基因，以表达更多lacI阻遏蛋白实现

严谨的诱导调控。

6.IPTG广泛用于诱导表达系统，但是IPTG有一定毒性，有人认为在制备医疗目的的重组蛋

白并不合适，因而也有用乳糖代替IPTG作为诱导物的研究。另外一种研究方向是用lacI

的温度敏感突变体，30℃下抑制转录，42℃开始发挥作用。热诱导不用添加外来的诱导物，

成本低，但是由于发酵过程中加热升温比较慢而影响诱导效果，而且热诱导本身会导致大肠

杆菌的热休克蛋白激活，一些蛋白酶会影响产物的稳定。

7.以λ噬菌体转录启动子PL、PR构建的载体也为大家所熟悉。这两个强启动子受控于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。同样的，PL、PR表达

载体需要以cI857(ts)作为表达菌株，现在更常见的做法是在载体上携带cI857(ts)基因，

所以可以有更大的宿主选择范围。另外一种思路是通过严谨调控cI产物来间接调控PL、PR

启动子的转录。比如Invitrogen的PL表达系统，就是将受trp启动子严谨调控的cI基因

溶源化到宿主菌染色体上，通过加入酪氨酸诱导抑制trp启动子，抑制cI基因的表达，从

而解除强大的PL启动子的抑制。

8.T7启动子是当今大肠杆菌表达系统的主流，这个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，尤其以Novagen公司的pET系统为杰出代表。强大的T7启

动子完全专一受控于T7RNA聚合酶，而高活性的T7RNA聚合酶合成mRNA的速度比大肠杆

菌RNA聚合酶快5倍——