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          異丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)的介紹

          異丙基β-D-硫代半乳糖苷(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside,簡稱IPTG)是一種生物學試劑,常用于誘導大腸桿菌(Escherichia coli)中外源基因的表達。這是一種結構類似于乳糖的分子,但不能被大腸桿菌內的乳糖酶降解。因此,當IPTG存在時,它能夠模擬乳糖誘導系統,誘導由外源基因編碼的蛋白質的合成。

          IPTG的分子式為C9H18O5S,其結構中包含硫代半乳糖和異丙基基團。它是一種白色至淡黃色的結晶性粉末,易溶于水。下面將詳細介紹IPTG的一些主要特性和應用。

          1. 分子結構:
          IPTG的分子結構是一個硫代半乳糖苷,其中包含硫原子和異丙基基團。這個結構使得IPTG不易被大腸桿菌內的乳糖酶降解,從而實現對外源基因表達的可控誘導。

          2. 乳糖誘導系統模擬:
          在實驗室中,研究人員通常使用IPTG模擬乳糖誘導系統。在這個系統中,外源基因的表達是通過乳糖操作子(lac operator)和乳糖啟動子(lac promoter)來調控的。當IPTG加入培養基中時,它結合在乳糖操作子上,阻止了乳糖誘導系統中的乳糖酶對乳糖的降解,從而啟動外源基因的表達。

          3. 誘導表達的控制性:
          IPTG的添加量可以調控外源基因的表達水平。通過控制IPTG的濃度,研究人員可以實現對蛋白質表達的精準控制,這對于在實驗室條件下研究特定蛋白質的功能和性質非常重要。

          4. 常用于蛋白表達系統:
          IPTG廣泛應用于重組蛋白表達系統中,特別是在質粒表達、蛋白過表達和純化方面。通過在適當的時間和條件下添加IPTG,研究人員可以實現對目標蛋白質的高效表達。

          5. IPTG誘導的機制:
          IPTG的添加會導致細菌內的乳糖操作子與IPTG結合形成復合物,阻止乳糖誘導系統的負調控。這使得RNA聚合酶能夠結合到乳糖啟動子上,啟動外源基因的轉錄和翻譯。

          6. 實驗條件的優化:
          在使用IPTG進行誘導表達時,研究人員通常需要優化實驗條件,包括IPTG的濃度、誘導時間和溫度等因素,以獲得最佳的蛋白質表達效果。

          總的來說,異丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)在生物學實驗室中扮演著重要的角色,為研究人員提供了一種可控制的方法來誘導外源基因的表達,從而推動了基因工程和蛋白質表達領域的發展。




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