丙基硫代半乳糖苷(IPTG)是一種作用強的誘導劑,不被細菌代謝而十分穩(wěn)定,因此被實驗室廣泛應用。異丙基-β-D-硫代半乳糖吡喃糖苷 IPTG常用于需要誘導 β-半乳糖苷酶活性的克隆實驗。它常與 X-Gal 或 Bluo-Gal 結合使用，用于重組細菌菌落的藍白篩選，這些菌落可以誘導 lac 操縱子在大腸桿菌中的表達。異丙基-β-D-硫代半乳糖吡喃糖苷 IPTG 與 lacI 阻遏蛋白結合并改變其構象而發(fā)揮作用，防止 β-半乳糖苷酶編碼基因 lacZ 的抑制。
誘導原理：
（1）在原核蛋白表達體系中，如 E.coli的乳糖操縱子（元）含Z、Y及A三個結構基因，分別編碼半乳糖苷酶、滲透酶和乙酰基轉移酶，此外還有一個操縱序列O、一個啟動序列P及一個調控基因I。I基因編碼一種阻遏蛋白（Lac阻遏物，不屬于乳糖操縱子），后者與O序列結合，使操縱子（元）受阻遏而處于關閉狀態(tài)。在啟動序列P上游還有一個分解（代謝）物基因激活蛋白（CAP）結合位點。由P序列、O序列和CAP結合位點共同構成lac操縱子的調控區(qū)，三個酶的編碼基因即由同一調控區(qū)調節(jié)，實現(xiàn)基因產物的協(xié)調表達 。
（2）Lac 阻遏物是一種具有 4 個相同亞基的四級結構蛋白，都有一個與誘導劑結合的位點。 在沒有乳糖存在時，Lac操縱子（元）處于阻遏狀態(tài)。此時，I序列在PI啟動序列操縱下表達的Lac阻遏蛋白與O序列結合，阻礙RNA聚合酶與P序列結合，抑制轉錄啟動。當有乳糖存在時，Lac操縱子（元）即可被誘導。在這個操縱子（元）體系中，真正的誘導劑并非乳糖本身。乳糖進入細胞，經(jīng)β-半乳糖苷酶催化，轉變?yōu)榘肴樘恰瓷砩系恼T導劑。后者作為一種誘導劑分子結合阻遏蛋白，使蛋白構象變化，導致阻遏蛋白與O序列解離、RNA 聚合酶不再受阻礙，啟動子P 開始發(fā)生轉錄，啟動反應開始發(fā)生轉錄。
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