IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)是分子生物学中最常用的原核表达诱导剂,用于lac启动子及衍生产动子(如T7/lac、tac、trc等)调控的蛋白表达系统。IPTG作为乳糖的结构类似物,可结合lac阻遏蛋白并使其从操纵基因上解离,从而启动下游目的基因的转录和翻译,实现重组蛋白的诱导表达。本品为24mg/ml高浓度储备液,配合蓝白斑筛选(与X-Gal共同使用)及SDS-PAGE蛋白表达分析等实验使用,是大肠杆菌蛋白表达体系中最核心的诱导试剂。
24mg/ml IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷,分子量238.30)
称取 1.2g IPTG,置于50ml离心管中。
加入约 40ml 灭菌去离子水,充分混合至完全溶解(IPTG易溶,数分钟即可溶解)。
加灭菌去离子水定容至 50ml,轻轻颠倒混匀。
使用 0.22μm无菌滤器过滤除菌(使用前核查滤器完整性)。
在超净台内小份分装(1ml/份),标注试剂名称、浓度、配制日期。
-20℃避光密封保存。
蛋白诱导表达:在LB培养基中接种含目标质粒的大肠杆菌,培养至OD₆₀₀≈0.4~0.8时,按1:1000比例加入IPTG储备液(每1L培养基加入1ml 24mg/ml IPTG),终浓度约0.24~1mM。继续培养2~6小时(依蛋白和菌株类型而定)后收集菌体。
工作浓度范围:常用终浓度0.1~1mM,最优浓度需针对具体蛋白和表达体系进行预实验优化(可设置0.1、0.3、0.5、1.0mM梯度)。
蓝白斑筛选:在含X-Gal的LB/Amp平板上,加入IPTG(终浓度约0.1~0.5mM),含有lacZα互补片段的阳性克隆呈蓝色,阴性克隆呈白色。
诱导温度和时间:常规诱导条件为37℃、2~4小时;对于易形成包涵体的蛋白,可降低诱导温度至16~30℃,诱导过夜。
过滤除菌(重要):IPTG不耐高温,不可高温高压灭菌,必须使用 0.22μm无菌滤器过滤除菌。使用前需核查滤器完整性(检查包装完好、未过期)。
无菌操作:称量、溶解、分装过程应在超净台内无菌操作,使用灭菌器具和溶剂,防止污染。
避免反复冻融(重要):IPTG在反复冻融过程中活性可能下降,建议小份分装(1ml/份),每次取用一管,严禁反复冻融以防活性下降。
避光密封保存:IPTG溶液对光敏感,长期光照可能导致分解,应使用棕色管或铝箔包裹,-20℃避光密封保存。
有效期:-20℃避光保存可稳定6个月至1年。若溶液出现变色(变黄)、沉淀或浑浊,说明IPTG已降解或污染,应废弃。
不同体系的诱导优化:不同蛋白(可溶性/包涵体)、不同菌株(BL21/Rosetta等)、不同载体(pET/pGEX等)的最佳IPTG浓度和诱导条件差异较大,建议针对具体体系进行预实验优化。
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 诱导后无目标蛋白表达 | IPTG失效或浓度不足 | 更换新鲜IPTG,优化诱导浓度和条件 |
| 蛋白为包涵体表达 | 诱导温度过高或IPTG浓度过高 | 降低诱导温度(16-25℃),优化IPTG浓度(0.1-0.5mM) |
| 菌体生长受抑制 | IPTG浓度过高或对宿主有毒性 | 降低IPTG浓度,缩短诱导时间 |
LB/Amp培养基 – 含氨苄青霉素的细菌培养基
X-Gal – 蓝白斑筛选显色底物
LB/Amp/X-Gal/IPTG平板 – 蓝白斑筛选用筛选平板
pET表达系统 – T7/lac启动子调控的蛋白表达载体
SDS-PAGE蛋白电泳相关试剂 – 诱导后蛋白表达检测
蛋白裂解缓冲液 – 诱导后菌体裂解用
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