原核表达操作步骤及注意事项

1、参考医学原核表达操作步骤及注意事项时间：2010-03-03 14:05:01 来源： 作者： 点击： 1046次 将克隆化基因插入合适载体后导入大肠杆菌用于表达大量蛋白质的方法一般称为原核表达。这种方法在蛋白纯化、定位及功能分析等方面都有应用。大肠杆菌用于表达重组蛋白有以下特点：易于生长和控制；用于细菌培养的材料不及哺乳动物细胞系统的材料昂贵；有各种各样的大肠杆菌菌株及与之匹配的具各种特性的质粒可供选择。但是，在大肠杆菌中表达的蛋白由于缺少修饰和糖基化、磷酸化等翻译后加工，常形成包涵体而影响表达蛋白的生物学活性及构象。表达载体在基因工程中具有十分重要的作用，原核表达载体通常为质粒，典型的表达

2、载体应具有以下几种元件：（1）选择标志的编码序列；（2）可控转录的启动子；（3）转录调控序列(转录终止子，核糖体结合位点)；（4）一个多限制酶切位点接头；（5）宿主体内自主复制的序列。原核表达一般程序如下：获得目的基因准备表达载体将目的基因插入表达载体中（测序验证）转化表达宿主菌诱导靶蛋白的表达表达蛋白的分析扩增、纯化、进一步检测一、试剂准备1、lb培养基。2、100mm iptg（异丙基硫代-d-半乳糖苷）：2.38g iptg溶于100ml ddh2o中，0.22m滤膜抽滤，-20保存。二、操作步骤（一）获得目的基因1、通过pcr方法：以含目的基因的克隆质粒为模板，按基因序列设计一对引物（

3、在上游和下游引物分别引入不同的酶切位点），pcr循环获得所需基因片段。2、通过rt-pcr方法：用trizol法从细胞或组织中提取总rna，以mrna为模板，逆转录形成cdna第一链，以逆转录产物为模板进行pcr循环获得产物。（二）构建重组表达载体1、载体酶切：将表达质粒用限制性内切酶（同引物的酶切位点）进行双酶切，酶切产物行琼脂糖电泳后，用胶回收kit或冻融法回收载体大片段。2、pcr产物双酶切后回收，在t4dna连接酶作用下连接入载体。（三）获得含重组表达质粒的表达菌种1、将连接产物转化大肠杆菌dh5，根据重组载体的标志（抗amp或蓝白斑）作筛选，挑取单斑，碱裂解法小量抽提质粒，双酶切初步

4、鉴定。2、测序验证目的基因的插入方向及阅读框架均正确，进入下步操作。否则应筛选更多克隆，重复亚克隆或亚克隆至不同酶切位点。3、以此重组质粒dna转化表达宿主菌的感受态细胞。（四）诱导表达1、挑取含重组质粒的菌体单斑至2ml lb（含amp50g/ml）中37过夜培养。2、按150比例稀释过夜菌，一般将1ml菌加入到含50mllb培养基的300ml培养瓶中，37震荡培养至od600 0.4-1.0（最好0.6，大约需3hr）。3、取部分液体作为未诱导的对照组，余下的加入iptg诱导剂至终浓度0.4mm作为实验组，两组继续37震荡培养3hr。4、分别取菌体1ml，离心12000g×30s

5、收获沉淀，用100l 1%sds重悬，混匀，7010min。5、离心12000g×1min，取上清作为样品，可做sds-page等分析。三、注意事项1、选择表达载体时，要根据所表达蛋白的最终应用考虑。如为方便纯化，可选择融合表达；如为获得天然蛋白，可选择非融合表达。2、融合表达时在选择外源dna同载体分子连接反应时，对转录和转译过程中密码结构的阅读不能发生干扰。如何做原核表达（prokaryotic expression）2010-03-26 22:54:25 来源：易生物实验 浏览次数：673 网友评论 0 条 首先来一些大肠杆菌表达的基本概念：一个完整的表达系统通常包括配套的表达

6、载体和表达菌株，如果是特殊的诱导表达还包括诱导剂，如果是融合表达还包括纯化系统或者tag检测等等。选择表达系统通常要根据实验目的来考虑，比如表达量高低，目标蛋白的活性，表达产物的纯化方法等等。主要归结在表达载体的选择上。 关键词：原核原核表达prokaryoticexpression人们合成与生物相关的物质是从尿素开始的，1828年，德国化学家维勒人工合成了存在于生物体的这种有机物。在1960年我国科学家采用化学方法首次成功地合成了具有生物活性的蛋白质胰岛素。随着内切酶的发现和基因工程技术的发展，人们发现用各种不同的载体在原核、真核系统中进行蛋白表达更为行之有效。而这其中大肠杆菌表达

7、系统发展得最为迅速、成熟。原核表达具有操作方便、快捷，需时较短，表达量大，适合工业化生产等优点。虽然也有缺少糖基化和表达后加工等问题，当有了其它多种表达系统后，原核系统仍是我们合成外源蛋白的首选。 在网上看到有人把原核表达技术分成四个等级：初次尝试扫盲、乱棍打枣入门、系统优化中级和自成一体高手，觉得十分有意思。但是根据笔者自己的经验以及耳闻目睹的一些经历告诉我：做表达？那是谋事在人，成事在天。有时候你把克隆做出来了，双酶切鉴定没问题，测序没问题，可是就是看不到表达带。原因当然可以分析，实验也是可以改进，但是窜改一下戈尔泰的话：“成功的实验都是一样的，失败的实验各有各的不幸。”在实验遇

8、到瓶颈的时候要如何进行分析，找到问题的症结是我们的实验关键所在。在准备进行原核表达的时候需要考虑的因素很多，市面上可供选择的载体、菌株也很多，要如何进行正确的选择，找到适合自己的载体是十分重要的。所以，现在要对目前常用的一些载体进行介绍，让我们对其相关产品及其表达原理进行了解，以方便实验设计。  首先来一些大肠杆菌表达的基本概念：一个完整的表达系统通常包括配套的表达载体和表达菌株，如果是特殊的诱导表达还包括诱导剂，如果是融合表达还包括纯化系统或者tag检测等等。选择表达系统通常要根据实验目的来考虑，比如表达量高低，目标蛋白的活性，表达产物的纯化方法等等。主要归结在表达载体的

9、选择上。 表达载体：我们关心的质粒上的元件包括启动子，多克隆位点，终止密码，融合tag（如果有的话），复制子，筛选标记/报告基因等。通常，载体很贵，我们可以通过实验室之间交换得到免费的载体。但是要小心，辗转多个实验室和多个实验室成员之手的载体是否保持原来的遗传背景？mcs是否还是原来那个mcs？是我们要特别注意的。复制子：通常表达载体都会选用高拷贝的复制子。psc101类质粒是严谨方式复制，拷贝数低，pcoe1，pmbi(puc)类的复制子的拷贝数高达500以上，是表达载体常用的。通常情况下质粒拷贝数和表达量是非线性的正相关，当然也不是越多越好，超过细胞的承受范围反而会损害细胞的生长。如果碰巧

10、需要2个质粒共转化，就要考虑复制元是否相容的问题。筛选标记和报告基因：氨苄青霉素抗性是最常见的筛选标记，卡那霉素或者是新霉素次之，通常是另一个载体的筛选标记用。四环素，红霉素和氯霉素等已经日渐式微。抗性基因的选择要注意是否会对研究对象产生干扰，比如代谢研究中要留意抗性基因编码的酶是否和代谢物相互作用。在表达筛选中要注意的问题应该就是lb倒板前加抗生素的温度，温度过高容易导致抗生素失效。今天耐青霉素的超级细菌泛滥，不知道是否有我们实验人员的功劳呢？大家“随便倒掉”已经获得氨苄抗性的大肠杆菌之前有没有经过煮沸或者消毒等处理呢？从以前的一针50万单位到现在100多万个单位，青霉素剂量似乎越来越大了。

11、 对于做表达来说，如果不是要研究启动子的强弱，通常比较少关心或者用到报告基因吧。绿色荧光蛋白是最常用的报告基因了（注意选择适用原核表达版本的gfp），其他还有半乳糖苷酶啊，荧光素酶啊等等。一些融合表达tag也有报告基因的功能。启动子、终止子和核糖体结合位点 启动子：启动子的强弱是对表达量有决定性影响的因素之一。从转录模式上看有组成型表达和诱导调控型表达。lac和tac，pl和pr，t7是最常用的启动子。组成型表达：表达载体的启动子为组成型启动子，也就是一直努力不停表达目的蛋白的启动子，如pmal系统。持续性表达通常表达量比较高，成本低，但是不适合表达一些对宿主细菌生长有害的

12、蛋白。因为过量或者有害的表达产物会影响细菌的生长，反过来影响表达量的积累。诱导调控型表达：表达载体采用诱导型启动子，只有在诱导剂存在的条件下才能表达目的产物。这种方法有助于避免菌体生长前期高表达对菌体生长的影响，又可减少菌体蛋白酶对目标产物的降解。特别适合解决有毒蛋白的表达。另外也有启动子是组成型的，但是启动子所依赖的转录酶是诱导表达的，也属于诱导表达系统。融合表达：表达载体的多克隆位点上有一段融合表达标签（tag），表达产物为融合蛋白（有分n端或者c端融合表达），方便后继的纯化步骤或者检测。对于特别小的分子建议用较大的tag（如gst）以获得稳定表达；而一般的基因多选择小tag以减少对目的蛋

13、白的影响。his-tag是最广泛采用的tag。分泌表达：在起始密码和目的基因之间加入信号肽，可以引导目的蛋白穿越细胞膜，避免表达产物在细胞内的过度累积而影响细胞生长，或者形成包含体，而且表达产物是可溶的活性状态不需要复性。通常这种分泌只是分泌到细胞膜和细胞壁之间的周质空间。 可溶性表达：大肠杆菌表达效率很高，特别是强启动子，目的蛋白来不及折叠而形成不溶的包含体颗粒，包含体容易纯化但是复性效率不高。分泌表达可以得到可溶的产物，也有部分融合tag有助于提高产物的可溶性，比如thio，pmal系统。 转录终止子对外源基因在大肠杆菌中的高效表达有重要作用控制转录的rna长度提高稳定

14、性，避免质粒上异常表达导致质粒稳定性下降。放在启动子上游的转录终止子还可以防止其他启动子的通读，降低本底。转录终止子有两类，rho因子作用下使转录终止 mrna和根据模版上的对称序列形成发夹结构而终止mrna。常见的是rrnb rrna操纵子的t1t2串连转录终止子。 核糖体结合位点：启动子下游从转录起始位点开始延伸的一段碱基序列，其中能与rrna16s亚基3'端互补的 sd序列对形成翻译起始复合物是必需的，多数载体启动子下游都有sd序列，也有些载体没有，适合自带sd序列的基因表达，要留意。 表达菌株：我们往往最容易忽视的一点。不同的表达载体对应有不同的表

15、达菌株，一些特别设计的菌株更有助于解决一些表达难题，这一点生物通会有专门的介绍。同样的，交换获得的免费菌株，要小心其遗传背景是否已经发生改变？当心。注：以上各种特性是可以相互组合的，不是排他的！首先来一些大肠杆菌表达的基本概念：一个完整的表达系统通常包括配套的表达载体和表达菌株，如果是特殊的诱导表达还包括诱导剂，如果是融合表达还包括纯化系统或者tag检测等等。选择表达系统通常要根据实验目的来考虑，比如表达量高低，目标蛋白的活性，表达产物的纯化方法等等。主要归结在表达载体的选择上。 关键词：原核原核表达prokaryoticexpression几个常用的启动子和诱导调控表达系统最早应用

16、于的表达系统是lac乳糖操纵子，由 启动子plac + 操纵基因laco + 结构基因组成。其转录受cap正调控和laci负调控。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。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。trc

17、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。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的本底表达，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。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

18、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度下抑制转录，42度开发。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稳定。以 噬菌体再起转录启动子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度下阻遏启动子转录，42度下解除抑制开发转录。同样的，pl、pr 表达载体需要携带ci857(ts)菌株作为表达载体，现在更常见

19、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。 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t7  rna 聚合酶，而高活性的t7 rna 聚合酶合成m

20、rna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。由于大肠杆菌本身不含t7 rna 聚合酶，需要将外源的t7 rna 聚合酶引入宿主菌，因而t7 rna 聚合酶的调控模式就决定了t7系统的调控模式非诱导条件下，可以使目的基因完全处于沉默状态而不转录，从而避免目的基因毒性对宿主细胞以及质粒稳定性的影响；通过控制诱导条件控制t7 rna 聚合酶的量，就可以控制产物表达量，某些情况下可以提高产物的可溶性部分。有何高招？且看我为你一一

21、道来：有几种方案可用于调控t7 rna 聚合酶的合成，从而调控t7表达系统。1.噬菌体de3是lambda噬菌体的衍生株，含有laci抑制基因和位于lacuv5启动子下的t7 rna  聚合酶基因。de3溶源化的菌株如bl21(de3)就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诱导。2.另一种策略是用不含t7rna聚合酶的宿主菌克隆目的基因，即可完全避免因目的蛋白对宿主细胞的潜在毒性而造成的质粒不稳定。然后用ce6噬菌体侵染宿主细胞ce6是lambda噬菌体含温度敏感突变(ci857ts)和pl/pr启动子控制t7rna 聚合

22、酶的衍生株，在热诱导条件下可以激活t7 rna 聚合酶的合成。此了噬菌体之外，还可以通过共转化质粒提供t7 rna 聚合酶。比如有人用受溶氧浓度控制的启动子调控t7 rna聚合酶合成，据说这比较适合工业化发酵的条件控制。由于t7 rna 聚合酶的调控方式仍有可能有痕量的本底表达，控制基础表达的手段之一是培养基外加葡萄糖，有助于控制本底表达水平。二是采用带有t7lac启动子的载体 在紧邻t7 启动子的下游有一段laci操纵子序列编码表达lac 阻遏蛋白(laci)，lac阻遏蛋白可以作用于宿主染色体上t7 rna 聚合酶前的lacuv5 启动子并抑制其表达，也作用于载体t7 lac 启动子，以阻

23、断任何t7rna聚合酶导致的目的基因转录。placi工转化也是同样的原理。如果这还不够，更为严谨调控手段还有在宿主菌中表达另一个可以结合并抑制t7 rna聚合酶的基因t7融菌酶，降低本底。常用的带溶菌酶质粒有plyss和plyse，相容的ori都不会影响后继的表达质粒转化，前者表达的溶菌酶的水平要比后者低得多，对细胞生长影响小，而plyse会明显降低宿主菌的生长水平，容易出现过度调节，增加蛋白表达的滞后时间，从而降低表达水平。通过几种不同方法来巧妙调控t7聚合酶合成，t7启动子发展出了史上功能最强大，最丰富的表达系统。 真核表达载体和原核表达载体的区别 浏览次数：456次悬赏分：30 | 提问

24、时间：2010-7-22 19:52 | 提问者：紫云鸠 | 问题为何被关闭 越详细越全面越好推荐答案 主要是因为原核和真核表达系统所需的表达元件不同。比如说启动子，终止子在两种表达系统中是不一样的。带有真核表达元件的是真核载体，能在真核生物内表达；带有原核表达元件的是原核载体，能在原核生物内表达。两者都具有的为穿梭载体。1)真核表达载体和原核表达载体就是能在真核生物或原核生物中表达的载体,它们一般都带有能在真核生物或原核生物中表达的必需表达元件;2)真核表达和原核表达的目的都是为了能够大量获得自己所需要的目的基因的表达产物,最好有生物活性,以便下一步的实验需要.3)原核表达载体一般只能在原核

25、生物中表达外源基因,但有些穿梭载体可以分别在真核和原核生物中表达它们的表达元件.原核表达原核表达将克隆化基因插入合适载体后导入大肠杆菌用于表达大量蛋白质的方法一般称为原核表达。这种方法在蛋白纯化、定位及功能分析等方面都有应用。大肠杆菌用于表达重组蛋白有以下特点：易于生长和控制；用于细菌培养的材料不及哺乳动物细胞系统的材料昂贵；有各种各样的大肠杆菌菌株及与之匹配的具各种特性的质粒可供选择。但是，在大肠杆菌中表达的蛋白由于缺少修饰和糖基化、磷酸化等翻译后加工，常形成包涵体而影响表达蛋白的生物学活性及构象。表达载体在基因工程中具有十分重要的作用，原核表达载体通常为质粒，典型的表达载体应具有以下几种元

26、件：（1）选择标志的编码序列；（2）可控转录的启动子；（3）转录调控序列(转录终止子，核糖体结合位点)；（4）一个多限制酶切位点接头；（5）宿主体内自主复制的序列。原核表达一般程序如下：获得目的基因准备表达载体将目的基因插入表达载体中（测序验证）转化表达宿主菌诱导靶蛋白的表达表达蛋白的分析扩增、纯化、进一步检测。一、试剂准备1、lb培养基。2、100mm iptg（异丙基硫代-d-半乳糖苷）：2.38g iptg溶于100ml ddh2o中,0.22m滤膜抽滤，-20保存。二、操作步骤（一）获得目的基因1、通过pcr方法：以含目的基因的克隆质粒为模板，按基因序列设计一对引物（在上游和下游引物分

27、别引入不同的酶切位点），pcr循环获得所需基因片段。2、通过rt-pcr方法：用trizol法从细胞或组织中提取总rna，以mrna为模板，逆转录形成cdna第一链，以逆转录产物为模板进行pcr循环获得产物。（二）构建重组表达载体1、载体酶切：将表达质粒用限制性内切酶（同引物的酶切位点）进行双酶切，酶切产物行琼脂糖电泳后，用胶回收kit或冻融法回收载体大片段。2、pcr产物双酶切后回收，在t4dna连接酶作用下连接入载体。（三）获得含重组表达质粒的表达菌种1、将连接产物转化大肠杆菌dh5，根据重组载体的标志（抗amp或蓝白斑）作筛选，挑取单斑，碱裂解法小量抽提质粒，双酶切初步鉴定。2、测序验证

28、目的基因的插入方向及阅读框架均正确,进入下步操作。否则应筛选更多克隆，重复亚克隆或亚克隆至不同酶切位点。3、以此重组质粒dna转化表达宿主菌的感受态细胞。（四）诱导表达1、挑取含重组质粒的菌体单斑至2ml lb（含amp50g/ml）中37过夜培养。2、按150比例稀释过夜菌，一般将1ml菌加入到含50mllb培养基的300ml培养瓶中,37震荡培养至od6000.4-1.0（最好0.6，大约需3hr）。3、取部分液体作为未诱导的对照组,余下的加入iptg诱导剂至终浓度0.4mm作为实验组,两组继续37震荡培养3hr。4、分别取菌体1ml,离心12000g×30s收获沉淀，用100l

29、 1%sds重悬，混匀,7010min。5、离心12000g×1min，取上清作为样品,可做sds-page等分析。三 、注意事项1、选择表达载体时，要根据所表达蛋白的最终应用考虑。如为方便纯化，可选择融合表达；如为获得天然蛋白，可选择非融合表达。2、融合表达时在选择外源dna同载体分子连接反应时，对转录和转译过程中密码结构的阅读不能发生干扰。 原核表达的原理与实验方案time：2010-01-31 am 09:32author:bioerhits: 388 times 一、原核表达的原理1、 e . coli 表达系统    

30、60;   e . coli 是重要的原核表达体系。在重组基因转化入e . coli 菌株以后，通过温度的控制，诱导其在宿主菌内表达目的蛋白质，将表达样品进行sds-page 以检测表达蛋白质。2、 外源基因的诱导表达        提高外源基因表达水平的基本手段之一，就是将宿主菌的生长与外源基因的表达分成两个阶段，以减轻宿主菌的负荷。常用的有温度诱导和药物诱导。本实验采用异丙基硫代-d-半乳糖苷（iptg）诱导外源基因表达。      

31、0; 不同的表达质粒表达方法并不完全相同，因启动子不同，诱导表达要根据具体情况而定。二、原核表达的材料1、诱导表达材料( 1 ) lb （luria-bertani）)培养基        酵母膏 (yeast extract)      5g            蛋白胨 (peptone)     

32、60;          10g          nacl                              

33、          10g            琼脂 (agar)                           1-2% 

34、0;        蒸馏水 (distilled water)   1000ml   ph 7.0        适用范围：大肠杆菌( 2 ) iptg 贮备液：        2 g iptg溶于10 ml 蒸馏水中，0 . 22 m 滤膜过滤除菌，分装成1 ml /份，-20 保存。( 3 ) l× 凝胶电泳加样缓冲液： &

35、#160;      50 mmol / l   tris -ci ( ph 6 . 8 )           50 mmol / l    dtt           2 %  sds （电泳级）      

36、0;    0.1 % 溴酚蓝           10 %  甘油2、大肠杆菌包涵体的分离与蛋白纯化材料1 ）酶溶法（1）裂解缓冲液：        50 mmol / l    tris-ci ( ph 8 . 0 )          

37、; 1 mmol / l edta           100 mmol / lnaci（2）50 mmol / l 苯甲基磺酰氟（pmsf ）。（3）10 mg / ml 溶菌酶。（4）脱氧胆酸。（5）1 mg / ml dnase i。2 ）超声破碎法( 1 ) te 缓冲液。( 2 ) 2×sds -page 凝胶电泳加样缓冲液：        100 mmol / l   tris-hci ( ph

38、 8 . 0 )          100 mmol / l   dtt          4 %sds          0.2%溴酚蓝          20%甘油三、实验方案1、外源基因的诱导表达( 1 )用适当的

39、限制性内切核酸酶消化载体dna 和目的基因。( 2 )按连接步骤连接目的基因和载体，并转化到相应的宿主菌。( 3 )筛选出含重组子的转化菌落，提取质粒dna 作限制性内切核酸酶图谱，dna 序列测定，确定无误后进行下一步。( 4 )如果表达载体的原核启动子为pl 启动子，则在30-32 培养数小时，使培养液的od600达0.4-0.6 ，迅速使温度升至42 继续培养3-5h ；如果表达载体的原核启动子为tac 等，则37 培养细菌数小时达到对数生长期后加iptg 至终浓度为1 mmol / l。继续培养3-5h 。( 5 )取上述培养液1 ml，1000g 离心，1 min

40、 ，沉淀，加100 l 聚丙烯酰胺凝胶电泳上样缓冲液后，作sds -page 检测。2、大肠杆菌包涵体的分离与蛋白质纯化1 ）细菌的裂解        常用方法有： 高温珠磨法； 高压匀浆； 超声破碎法； 酶溶法； 化学渗透等。前三种方法属机械破碎法，并且方法 、 已在工业生产中得到应用，后三种方法在实验室研究中应用较为广泛。下面介绍酶溶法和超声破碎法的实验步骤。（1）酶溶法        常用的溶解酶有溶菌酶、-1,3 -葡聚糖酶、-1,6 -

41、葡聚糖酶、蛋白酶、壳多糖酶、糖苷酶等。溶菌酶主要对细菌类有作用，而其他几种酶对酵母作用显著。主要步骤为： 4 ，5000rpm 离心，15 min ，收集诱导表达的细菌培养液（100 ml ）。弃上清，约每克湿菌加3 ml 裂解缓冲液，悬浮沉淀。 每克菌加8lpmsf及80l 溶菌酶，搅拌20 min ；边搅拌边每克菌加4 mg 脱氧胆酸（在冷室中进行）。 37 ，玻棒搅拌，溶液变得粘稠时每克菌加20l dnase i。室温放置至溶液不再粘稠。（2 ）超声破碎法       声频为15-20 khz 的超声波在高强度声能输入

42、下可以进行细胞破碎，在处理少量样品时操作简便，液体量损失较少，同时还可对染色体dna 进行剪切，大大降低液体的粘稠度。 收集1 l 诱导表达的工程菌，40 ，5000r pm 离心，15 min ；弃上清，约每克湿菌加3 mlte 缓冲液。 按超声处理仪厂家提供的功能参数进行破菌；10 000g 离心，15min ，分别收集上清液和沉淀。 分别取少量上清和沉淀，加入等体积的2× 凝胶电泳加样缓冲液，进行sds -page 。注意事项：超声破碎与声频、声能、处理时间、细胞浓度、菌种类型等因素有关，应根据具体情况掌握；超声波破菌前，标本经3 -4 次冻溶后更容易破碎。2 ）包涵体的分离&

43、#160;      蛋白质在细菌中的高水平表达，常形成相差显微镜下可见的细胞质颗粒，即为包涵体，经离心沉淀后可用triton-x100 / edta 或尿素洗涤，若为获取可溶性的活性蛋白，须将洗涤过的包涵体重新溶解并进行重折叠。（1）试剂与配制 洗涤液i：       0.5 % triton x -100        10 mmol / l   edta ( ph 8 .

44、 0 )       溶于细胞裂解液中。 2×凝胶电泳加样缓冲液。（2）细胞裂解混合物12 000g 离心，15 min , 4 ；弃上清，沉淀用9× 洗涤液l 悬浮；室温放置5 min ; 12 000g 离心15 min , 4 ；吸出上清，用100 l 水重新悬浮沉淀；分别取10 l上清和重新悬浮的沉淀，加10 l 2× 凝胶电泳加样缓冲液，进行sds-page 。3 ）包涵体的溶解和复性（1）试剂与配制 缓冲液i：      &

45、#160; 1 mmol / l pmsf          8mol /l 尿素          10 mmol / l dtt        溶于前述裂解缓冲液中。 缓冲液：        50 mmol / l kh2po4    

46、      1 mmol / l edta ( ph 8 . 0 )          50 mmol / l naci          2 mmol / l 还原型谷胱甘肽          1 mmol / l 氧化型谷胱甘肽 koh 和hci 2×凝胶电泳加样缓

47、冲液。（2）用100 l 缓冲液i 溶解包涵体；室温放置lh ；加9×缓冲液，室温放置30 min ，用koh 调ph 到10.7 ；用hci 调至ph 8 . 0 ，在室温放置至少30 min ；1000g 离心，15 min ，室温；吸出上清液并保留，用100 l 2×凝胶电泳加样缓冲液溶解沉淀；取10 l 上清，加10 l 2× 凝胶电泳加样缓冲液，与20 l 重新溶解的沉淀进行sds-page 。四、注意事项（1）不同的大肠杆菌表达载体带有不同的启动子和诱导成分。实验者必须根据特定系统和用途决定相应的实验方案。（2）表达和检测时，应设置对照组，如转化载体和

48、非诱导细胞。（3）由于大肠杆菌中表达的重组蛋白质缺少哺乳动物细胞特异的翻译后加工，所以，其生物活性无法与天然蛋白质相提并论原核表达目录1 定义 2 原核表达系统 1. 2.1 表达载体 2. 2.2 表达菌株1 定义 2 原核表达系统 1. 2.1 表达载体 2. 2.2 表达菌株展开编辑本段1 定义广义的原核表达，是指发生在原核生物内的基因表达。 狭义的原核表达，常出现于生物工程中。是指通过基因克隆技术，将外源目的基因，通过构建表达载体并导入表达菌株的方法，使其在特定原核生物或细胞内表达。 编辑本段2 原核表达系统一个完整的表达系统通常包括配套的表达载体和表达菌株。如果是特殊的诱导表达还包括

49、诱导剂，如果是融合表达还包括纯化系统或者tag检测等等。选择表达系统通常要根据实验目的来考虑，比如表达量高低，目标蛋白的活性，表达产物的纯化方法等等。 2.1 表达载体为了获得高水平的基因表达产物，人们通过综合考虑控制转录、翻译、蛋白质稳定性及向胞外分泌等诸多方面的因素，设计出了许多具有不同特点的表达载体，以满足表达不同性质、不同要求的目的基因的需要。 通常关心的表达载体质粒上的元件包括：启动子、多克隆位点、终止密码、融合tag（如果有的话）、复制子、筛选标记或报告基因等。 复制子：通常表达载体都会选用高拷贝的复制子。psc101类质粒是严谨方式复制，拷贝数低，pcoe1，pmbi(puc)类

50、的复制子的拷贝数高达500以上，是表达载体常用的。通常情况下质粒拷贝数和表达量是非线性的正相关，当然也不是越多越好，超过细胞的承受范围反而会损害细胞的生长。如果碰巧需要2个质粒共转化，就要考虑复制元是否相容的问题。 筛选标记和报告基因：氨苄青霉素抗性是最常见的筛选标记，卡那霉素或者是新霉素次之，通常是另一个载体的筛选标记用。四环素，红霉素和氯霉素等已经日渐式微。抗性基因的选择要注意是否会对研究对象产生干扰，比如代谢研究中要留意抗性基因编码的酶是否和代谢物相互作用。在表达筛选中要注意的问题应该就是lb倒板前加抗生素的温度，温度过高容易导致抗生素失效。对于做表达来说，如果不是要研究启动子的强弱，通

51、常比较少关心或者用到报告基因吧。绿色荧光蛋白是最常用的报告基因了。其他还有半乳糖苷酶、荧光素酶等。一些融合表达tag也有报告基因的功能。 启动子：启动子的强弱是对表达量有决定性影响的因素之一。从转录模式上看有组成型表达和诱导调控型表达。lac和tac，pl和pr，t7是最常用的启动子。 终止子：转录终止子对外源基因在大肠杆菌中的高效表达有重要作用，即控制转录的rna长度提高稳定性，避免质粒上异常表达导致质粒稳定性下降。放在启动子上游的转录终止子还可以防止其他启动子的通读，降低本底。转录终止子有两类，rho因子作用下使转录终止mrna和根据模版上的对称序列形成发夹结构而终止mrna。常见的是rr

52、nb rrna操纵子的t1t2串连转录终止子。 核糖体结合位点：启动子下游从转录起始位点开始延伸的一段碱基序列，其中能与rrna16s亚基3'端互补的sd序列对形成翻译起始复合物是必需的，多数载体启动子下游都有sd序列，也有些载体没有。 2.2 表达菌株表达菌株是我们往往最容易忽视的一点。目前绝大多数重要的目的基因都是在大肠杆菌中表达的。不同的表达载体对应有不同的表达菌株，一些特别设计的菌株更有助于解决一些表达难题。 yhbdxs:实验思路是这样的，将目的基因连接到含有gfp的表达载体上，得到gfp和目的基因的融合蛋白，再纯化。我现在还没有选定用哪个载体，请你们帮帮我，太多不清楚的地方

53、了。e.coli:通常在进行原核表达实验时，选择使用pet系列载体居多。但是pet系列载体不带有gfp基因，其上的his tag标签是专门用于分离纯化的。通常情况下，目的基因与gfp蛋白融合，用于真核表达的实验较多。yhbdxs:谢谢e.coli的回答，我爱e.coli！希望给我带来好运气！由于时间紧迫，真核表达周期长，只能选择原核表达了。1、用clontech的pgfp载体可以做原核表达吗？2、先把目标基因连接到gfp载体上，切下来，连接到pet载体上，可以吗？3、为什么pet系列载体不带有gfp基因啊？e.coli:clontech的pgfp载体是原核表达载体，应该符合你的实验要求，但是我

54、没有使用过，因此对其具体操作注意不是很了解。如果你一定要求使用pet载体表达带有gfp报告基因的目的基因，在进行载体构建时，加入gfp报告基因与目的基因融合应该是可行的。不过这样构建起来也是挺麻烦的，不如使用商品化载体方便些。yhbdxs:在进行载体构建时，加入gfp报告基因与目的基因融合应该是可行的。如果这样的话，是不是要用到一个辅助载体啊，就是说我一共要用三个载体：目的基因先克隆到t载体送去测序，然后亚克隆到含有gfp的载体融合，最后再把融合基因连接到pet载体上，进行表达，是这样的思路吗？我很急，一直在这里等着看结果呢，谢谢e.colie.coli:我认为在进行载体构建时，需要根据你的实

55、验要求选择实验步骤：1.如果在进行目的基因与gfp基因融合时，中间有酶切位点可以满足你的实验要求，可以：1).将目的基因扩增后克隆至中间载体上测序。（目的基因去除终止密码子）2).将1).测序好的片段通过酶切位点克隆至pet载体上。3).如果你现有的gfp基因两侧的酶切位点满足已克隆目的基因的pet载体mcs的要求，可以直接将gfp基因克隆至2).构建好的载体上。但是这样在目的基因与gfp基因间会存在有酶切位点，至少一个。并且在进行gfp基因克隆时，需要严格考查读码框的准确性，不可以移码。2.如果在进行目的基因与gfp基因融合时，中间必须紧密相连，不允许有其它碱基，可以：1).将目的基因扩增后

56、克隆至中间载体上测序。（目的基因去除终止密码子）2).克隆gfp基因，t载体即可。3).使用1)./2).质粒为模板，设计引物搭链扩增目的基因与gfp基因，两侧加入与pet mcs相匹配的酶切位点。并克隆至t载体，测序。4).将3).测序好的片段通过酶切位点克隆至pet载体上。3.如果在进行目的基因与gfp基因融合表达后，你需要进一步将gfp融合蛋白切除，那么依据2.所示步骤，在进行第3).步搭链扩增时，还需要在搭链引物上设计蛋白酶识别位点，其余相同。以便在进行蛋白表达后，可以使用蛋白酶将gfp融合蛋白切除。具体的蛋白酶识别位点设计情况，你可以参照pet vector manual.乱七八糟的

57、，希望可以对你的实验有所帮助。yhbdxs:今天下午和老板商量了一下，最终决定用clontech的pgfp载体，虽然还没有把握，现在我只能祈求自己好运气了！wangjiali:你好：为什么不直接连在载体上酶切测序，还要连接在中间载体上测序？e.coli:目的基因在进行扩增时，有可能会产生突变。将目的基因克隆至中间载体后，如果测序发现有突变，进行突变修复时比较容易操作。而且pcr产物进行ta克隆的难度远比酶切后克隆至表达载体的难度要小，阳性克隆率高，也比较有利于实验。pet原核表达金标准作者： 转载：admin 来源：生物吧 点击数：5975 更新时间：2008年03月23日 pet 

58、载体中，目标基因克隆到 t7 噬菌体强转录和翻译信号控制之下，并通过在宿主细胞提供 t7 rna 聚合酶来诱导表达。 novagen 的 pet 系统不断扩大，提供了用于表达的新技术和选择，目前共包括 36 种载体类型、 15 种不同宿主菌和设计用于有效检测和纯化目标蛋白的许多其它相关产品。 优点· 是原核蛋白表达引用最多的系统· 在任何大肠杆菌表达系统中，基础表达水平最低· 真正的调节表达水平的

59、“变阻器”控制· 提供各种不同融合标签和表达系统配置· 可溶性蛋白生产、二硫键形成、蛋白外运和多肽生产等专用载体和宿主菌· 许多载体以 lic 载体试剂盒提供，用于迅速定向克隆 pcr 产物· 许多宿主菌株以感受态细胞形式提供，可立即用于转化阳性 pforce tm 克隆系统具有高效克隆 pcr 产物、阳性选择重组体和高水平表达目标蛋白等特点。 pet 系统概述pet 系统是在大肠杆菌中克隆和表达

60、重组蛋白的最强大系统。根据最初由 studier 等开发的 t7 启动子驱动系统， novagen 的 pet 系统已用于表达成千上万种不同蛋白。控制基础表达水平pet 系统提供 6 种载体 - 宿主菌组合，能够调节基础表达水平以优化目标基因的表达。没有单一策略或条件适用于所有目标蛋白，所以进行优化选择是必要的。宿主菌株质粒在非表达宿主菌中构建完成后，通常转化到一个带有 t7 rna 聚合酶基因的宿主菌（  de3&

61、#160;溶原菌）中表达目标蛋白。在  de3 溶原菌中， t7 rna 聚合酶基因由 lacuv5 启动子控制。未诱导时便有一定程度转录，因此适合于表达其产物对宿主细胞生长无毒害作用的一些基因。而宿主菌带有 plyss 和 plye 时调控会更严紧。 plys 质粒编码 t7 溶菌酶，它是 t7 rna 聚合酶的天然抑制物，因此可降低其在未诱导细胞中转录目标基因的能力。 plyss 宿

62、主菌产生低量 t7 溶菌酶，而 plyse 宿主菌产生更多酶，因此是最严紧控制的  de3 溶原菌。有 11 种不同de3 溶原化宿主菌。使用最广泛的为 bl21 及其衍生菌株，它的优点在于缺失 lon 和 ompt 蛋白酶。 b834 菌株为甲硫氨酸营养缺陷型，因此可用 35 s- 甲硫氨酸和硒代甲硫氨酸对目标蛋白进行高特异活性标记。 blr 为 reca

63、 - 衍生菌株，改善了质粒单体产量，有助于稳定含有重复序列的目标质粒。两个硫氧还蛋白还原酶 ( trxb ) 突变菌株 (ad494,bl21 trxb ) ，有利于大肠杆菌胞浆中二硫键形成。 origami tm 和 origamib 菌株为 trxb/gor 双突变，这两个酶是主要还原途径的关键酶。 origami 和 origamib 宿主菌的主要优点是能形成正确折迭的含有二硫键的

64、蛋白。新的 rosetta tm 菌株补充了四种大肠杆菌稀有密码子的 trna ，改善了由于密码子使用频率不同而引起的一些真核蛋白低表达。其它菌株背景包括 k-12 菌株 hms174 和 novablue ，象 blr 一样为 reca - 。这些菌株可稳定表达其产物可能导致 de3 噬菌体丢失的某些目标基因。由于存在 f 附加体编码的高亲和力 laciq 阻遏蛋白，

65、0;novablue 为一个有用的严紧型宿主菌。此外， novagen 提供了  de3 溶原化试剂盒，用于制备其它遗传背景的新表达宿主菌。表达高毒性基因或制备新的  de3 溶原菌的另一替代方法是通过 l ce6 感染提供 t7 rna 聚合酶。虽然不如用 iptg 诱导  de3 溶原菌方便，这种策略也被优先用于一些应用中。 高严紧性 t7 lac 启动

66、子除了在宿主菌水平选择三种基本的表达严紧性， pet 系统中 t7 启动子本身提供了两种不同的严紧性选择：普通 t7 启动子和 t7 lac 启动子。 t7 lac 启动子在启动子区下游 17bp 处含有一个 25bp 的 lac 操纵序列。该位点结合 lac 阻遏蛋白能够有效降低 t7 rna 聚合酶的转录，这样提供了在  de3 溶原

67、菌中抑制基础表达的第二种基于 laci 的机制（除了抑制 lacuv5 ）。含 t7 lac 启动子的 pet 质粒还具有它们自己的 laci ，确保足够的阻遏蛋白结合到操纵基因位点上。<br< p>在实际应用中，为了获得最高产量的蛋白，通常应该测试多种不同的载体 / 宿主菌组合。 控制诱导的表达水平在许多情况下，表达活性可溶性最好的蛋白依赖于宿主细胞的背景、培养条件和合适的载体配置。通常，目标蛋白活性最高的条件与产量最高的条件不一致。除

68、了根据载体 / 宿主菌组合控制 t7 rna 聚合酶的基础表达提供不同严紧性， pet 系统还根据诱导物（ iptg ）浓度，对目标蛋白表达提供了真正的“变阻器”控制。 tuner 和 origamib 宿主菌的 lacy 突变使这种控制成为可能。 选择 pet 载体所有的 pet 载体均来自 pbr322 ，但彼此间先导序列、表达信号、融合标签、相关限制性位点和其它特点有所不

69、同。有两大类 pet 质粒，即转录载体和翻译载体：转录载体（包括 pet-21 、 pet-23 和 pet-24 ）表达目标 rna ，但不提供翻译信号。它们用于从自身带有细菌翻译信号的目标基因表达蛋白。（注意：转录载体通过命名后面的一个缺失字母后缀加以区分）翻译载体含有设计用于蛋白表达的有效翻译起始信号。许多载体在读码框 a 、 b 和 c 中带有克隆位点，分别对应于 bamh i 位点的 g

70、ga 、 gat 和 atc 三联体。 选择要点选择用于表达的 pet 载体通常涉及多种因素。考虑以下三个主要因素：· 所表达蛋白的用途· 所表达蛋白的已知信息· 克隆策略 pet 载体表达的蛋白用途各种各样。例如，表达量为分析级的蛋白可用于活性研究、突变体筛选和定性、筛选配体相互作用和抗原制备。大量活性蛋白用于结构研究、试剂或亲和基质制备。许多载体适合表达用于筛选或抗原制备的分析量蛋白，然而只有载体、宿主菌和培养条件组合十分适宜才可能用于大量纯化。如果需要活性蛋白连续高产，应该试验多种载体、宿主菌和培养条件组合以找到最优化结果。 任何关于目标蛋白的已知信息都有助于载体选择。例如，一些蛋白的活性要求一个或两个末端没有外