原核表达系统中常用的调控元件有哪些?

如题所述

原核表达系统中通常使用的可调控的启动子有lac(乳糖启动子)、trp(色氨酸启动子)、tac(乳糖和色氨酸的杂合启动子)
、lpl
(l噬菌体的左向启动子)、t7噬菌体启动子等。
(1)lac启动子:它来自大肠杆菌的乳糖操纵子,是dna分子上一段有方向的核苷酸序列,由阻遏蛋白基因(laci)、启动基因(p)、操纵基因(o)和编码3个与乳糖利用有关的酶的基因结构所组成。lac启动子受分解代谢系统的正调控和阻遏物的负调控。正调控通过cap(catabolite
gene
activation
protein)因子和camp来激活启动子,促使转录进行。负调控则是由调节基因产生lacz阻遏蛋白,该阻遏蛋白能与操纵基因结合阻止转录。乳糖及某些类似物如iptg可与阻遏蛋白形成复合物,使其构型改变,不能与o基因结合,从而解除这种阻遏,诱导转录发生。
(2)trp启动子:它来自大肠杆菌的色氨酸操纵子,其阻遏蛋白必须与色氨酸结合才有活性。当缺乏色氨酸时,该启动子开始转录。当色氨酸较丰富时,则停止转录。b-吲哚丙烯酸可竞争性抑制色氨酸与阻遏蛋白的结合,解除阻遏蛋白的活性,促使trp启动子转录。
(3)tac启动子:tac启动子是一组由lac和trp启动子人工构建的杂合启动子,受lac阻遏蛋白的负调节,它的启动能力比lac和trp都强。其中tac
1是由trp启动子的-35区加上一个合成的46
bp
dna片段(包括pribnow
盒)和lac操纵基因构成,tac
12是由trp的启动子-35区和lac启动子的-10区,加上lac操纵子中的操纵基因部分和sd序列融合而成。tac启动子受iptg的诱导。
(4)lpl启动子:它来自l噬菌体早期左向转录启动子,是一种活性比trp启动子高11倍左右的强启动子。lpl启动子受控于温度敏感的阻遏物
cits857。在低温(30℃)时,cits857阻遏蛋白可阻遏pl启动子转录。在高温(45℃)时,cits857蛋白失活,阻遏解除,促使pl启动子转录。系统由于受cits857作用,尤其适合于表达对大肠杆菌有毒的基因产物,缺点是温度转换不仅可诱导pl启动子,也可诱导热休克基因,其中有一些热休克基因编码蛋白酶。如果用l噬菌体ci+溶源菌,并用丝裂霉素c或萘啶酮酸进行诱导,可缓解这一矛盾。
(5)t7噬菌体启动子:它是来自t7噬菌体的启动子,具有高度的特异性,只有t7rna聚合酶才能使其启动,故可以使克隆化基因独自得到表达。t7rna聚合酶的效率比大肠杆菌
rna聚合酶高5倍左右,它能使质粒沿模板连续转录几周,许多外源终止子都不能有效地终止它的序列,因此它可转录某些不能被大肠杆菌rna聚合酶有效转录的序列。这个系统可以高效表达其他系统不能有效表达的基因。但要注意用这种启动子时宿主中必须含有t7rna聚合酶。应用t7噬菌体表达系统需要2个条件:第一是具有t7噬菌体rna聚合酶,它可以由感染的l噬菌体或由插入大肠杆菌染色体上的一个基因拷贝产生;第二是在一个待表达基因上游带有t7噬菌体启动子的载体。
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