IPTG（異丙基硫代半乳糖苷，Isopropyl β-D-Thiogalactoside）：IPTG是β–半乳糖苷酶的活性誘導(dǎo)物質(zhì)，是一種作用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑，不被細(xì)菌代謝而十分穩(wěn)定，因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。

誘導(dǎo)原理：

（1）在原核蛋白表達(dá)體系中，如 E.coli的乳糖操縱子（元）含Z、Y及A三個(gè)結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、滲透酶和乙酰基轉(zhuǎn)移酶，此外還有一個(gè)操縱序列O、一個(gè)啟動(dòng)序列P及一個(gè)調(diào)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(jié)合，使操縱子（元）受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。在啟動(dòng)序列P上游還有一個(gè)分解（代謝）物基因激活蛋白（CAP）結(jié)合位點(diǎn)。由P序列、O序列和CAP結(jié)合位點(diǎn)共同構(gòu)成lac操縱子的調(diào)控區(qū)，三個(gè)酶的編碼基因即由同一調(diào)控區(qū)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)基因產(chǎn)物的協(xié)調(diào)表達(dá) 。

（2）Lac 阻遏物是一種具有 4 個(gè)相同亞基的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白，都有一個(gè)與誘導(dǎo)劑結(jié)合的位點(diǎn)。 在沒有乳糖存在時(shí)，Lac操縱子（元）處于阻遏狀態(tài)。此時(shí)，I序列在PI啟動(dòng)序列操縱下表達(dá)的Lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)。當(dāng)有乳糖存在時(shí)，Lac操縱子（元）即可被誘導(dǎo)。在這個(gè)操縱子（元）體系中，真正的誘導(dǎo)劑并非乳糖本身。乳糖進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)β-半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘恰瓷砩系恼T導(dǎo)劑。后者作為一種誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離、RNA 聚合酶不再受阻礙，啟動(dòng)子P 開始發(fā)生轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)反應(yīng)開始發(fā)生轉(zhuǎn)錄。

乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因

作用：

誘導(dǎo)外源基因的表達(dá)，普遍應(yīng)用于原核表達(dá)系統(tǒng)，使其表達(dá)量增高，產(chǎn)物穩(wěn)定，具有易鑒定，易純化的優(yōu)點(diǎn)。在原核蛋白表達(dá)體系中，如 E.coli（大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)），外源基因通常需要誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)才能進(jìn)行表達(dá)。

當(dāng)pUC系列的載體DNA（或其他帶有LacZ基因載體DNA）以LacZ 缺失細(xì)胞為宿主進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)、或用M13噬菌體的載體DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)染時(shí)，如果在平板培養(yǎng)基中加入X–gal和IPTG，由于β–半乳糖苷酶的α–互補(bǔ)性，可以根據(jù)是否呈現(xiàn)白色菌落（或噬菌斑）而方便地挑選出基因重組體。

此外，IPTG還可以作為具有Lac或Tac等啟動(dòng)子的表達(dá)載體的表達(dá)誘導(dǎo)物使用。

文章來源：每日生物評(píng)論